DE1668766C3 - Process for the separation of acrylic acid and acrolein from a gaseous propylene oxidation product - Google Patents
Process for the separation of acrylic acid and acrolein from a gaseous propylene oxidation productInfo
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- DE1668766C3 DE1668766C3 DE1967U0014134 DEU0014134A DE1668766C3 DE 1668766 C3 DE1668766 C3 DE 1668766C3 DE 1967U0014134 DE1967U0014134 DE 1967U0014134 DE U0014134 A DEU0014134 A DE U0014134A DE 1668766 C3 DE1668766 C3 DE 1668766C3
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Description
Bei der bekannten Oxidation von Propylen über Oxidationskatalysatoren entsteht ein noch nicht umgesetztes Ausgangsprodukt, inerte Gase und kleinere Mengen an Nebenprodukten enthaltendes Gasgemisch, das im wesenHichen Acrylsäure und Acrolein als erwünschte Produkte enthält. Die Acrylsäure muß vom Acrolein abgetrennt werden und jiese Abtrennung soll möglichst vollständig sein, ^m eine für die technische Verwendung geeignete Acrylsäu. : zu liefern. Zur Gewinnung reiner Acrylsäure sind bereits mehrere Verfahren bekanntgeworden.In the known oxidation of propylene using oxidation catalysts, an as yet unconverted one is formed Starting product, inert gases and gas mixture containing small amounts of by-products, which essentially contains acrylic acid and acrolein as desirable products. The acrylic acid must be from Acrolein are separated and this separation is intended be as complete as possible, ^ ma for the technical Use suitable acrylic acid. : to deliver. There are already several ways to obtain pure acrylic acid Procedure became known.
In der GB-PS 9 48 687 ist die Oxidation von Propylen beschrieben, wobei das im Ausfluß enthaltene Acrolein zusammen mit nicht umgesetztem Propylen und den inerten Gasen in das Reaktionsgefäß zurückgeführt werden. Die Acrylsäure wird abgekühlt und man erhält ein Kondensationsprodukt, das diese Säure, Wasser, Essigsäure und gegebenenfalls noch Acrolein enthält. Dieses wird durch Einblasen von Wasserdampf ausgetrieben und ebenfalls in das Reaktionsgefäß zurückgeführt. Die Acrylsäure kann dann gegebenenfalls mit Methanol in Gegenwart von Schwefelsäure verestert und ein azeotropes Gemisch der organischen Bestandteile dieser Mischung über Kopf abgezogen werden. Will man bei einem solchen Verfahren jedoch die freie Säure haben, muß eine Verseifung des Acrylsäuremethyläthers durchgeführt werden. Dieses Verfahren, das über eine Kondensation der Acrylsäure führt, ist aufwendig und nicht befriedigend.In GB-PS 9 48 687 the oxidation of propylene is described, the acrolein contained in the effluent together with unreacted propylene and the inert gases are returned to the reaction vessel. The acrylic acid is cooled and obtained a condensation product that contains this acid, water, acetic acid and optionally also acrolein. This is expelled by blowing steam into the reaction vessel returned. The acrylic acid can then optionally with methanol in the presence of sulfuric acid esterified and an azeotropic mixture of the organic constituents of this mixture drawn off overhead will. However, if you want to have the free acid in such a process, a saponification of the must Acrylic acid methyl ethers are carried out. This process, which involves a condensation of acrylic acid leads is time-consuming and unsatisfactory.
Ai«h das Verfahren der FR-PS 13 20 461 beschreibt ein Trennungsverfahren bei dem die Acrylsäure durch Abkühlung vom Acrolein getrennt wird. Derartige Trennverfahren sind nicht befriedigend, da immer ein Teil der Acrylsäure mit dem gasförmigen Acrolein entfernt wird und andererseits nicht unbeträchtliche Mengen des Acroleins in der kondensierten Acrylsäure anwesend sind.Ai «h the method of FR-PS 13 20 461 describes a separation process in which the acrylic acid is separated from the acrolein by cooling. Such Separation processes are not satisfactory because some of the acrylic acid always goes with the gaseous acrolein is removed and on the other hand not inconsiderable amounts of acrolein in the condensed acrylic acid are present.
In der GB-PS 9 64 639 wird ein Verfahren zur Trennung der aus der Propylenoxidation stammenden Abgase beschrieben. Es ist dabei angegeben, daß die Acrylsäure aus den Abgasen durch übliche Varfahren wie Kondensation, Waschen mit Wasser oder anderen geeigneten Lösungsmitteln oder durch Kompression und anschließende Entspannung gewonnen werden kann. Sollte mit Wasser gewaschen werden, so soll heißes Wasser verwendet werden, da eine bessere Trennung der jeweiligen Bestandteile erfolgt. Aber auch dieses Verfahren ist noch nicht voll befriedigend.In GB-PS 9 64 639 a process for separating those originating from propylene oxidation is disclosed Exhaust gases described. It is stated that the acrylic acid is removed from the exhaust gases by conventional methods such as condensation, washing with water or other suitable solvents, or by compression and subsequent relaxation can be gained. Should be washed with water, so should hot water should be used, as there is a better separation of the respective components. But also this method is not yet fully satisfactory.
In Chemical and Engeneering News, 1961, S. 57, wird beschrieben, daß man die Propylenoxidationsprodukte mit Wasser waschen und anschließend fraLtioniert destillieren kann. Die gemäß dieser Literaturstelle zu trennenden Oxidationsprodukte enthalten jedoch keine Acrylsäure, durch deren Anwesenheit die Isolierung von Acrolein erschwert werden könnte. Würde man die Trennung von Acrolein von Acrylsäure mittels einfachen Waschens durchführen, so wären die Ergebnisse nicht befriedigend, da eine quantitative Trennung auf diese Weise nicht möglich istIn Chemical and Engineering News, 1961, p. 57 described that the propylene oxidation products are washed with water and then fractionated can distill. However, the oxidation products to be separated according to this reference do not contain any Acrylic acid, the presence of which could make the isolation of acrolein difficult. One would Performing the separation of acrolein from acrylic acid by means of simple washing would be the results unsatisfactory, since quantitative separation is not possible in this way
Es bestand somit noch ein Bedürfnis nach einem wirksameren Verfahren zur Trennung von Acrolein und Acrylsäure.Thus, there was still a need for a more effective method of separating acrolein and Acrylic acid.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Abtrennung von Acrylsäure und Acrolein aus einem gasförmigen Propylenoxidationsprodukt durch Waschen mit Wasser ist nun dadurch gekennzeichnet, daß man den Gasstrom in einen ersten Wäscher einführt, dort im Gegenstrom mit Wasser bei einem Druck von etwa 1,4 bis etwa 17,5 kg/cm2 (abs) urv'c einer Temperatur zwischen dem Siedepunkt der Acrylsäure und dem Siedepunkt des Acroleins wäscht, unterhalb der Gaseinführung aus der gebildeten flüssigen Phase das Acrolein abstrippt und am Boden des Wäschers eine wäßrige Acrylsäurelösung gewinnt, weiterhin den Acrolein enthaltenden Gasstrom vom Kopf des ersten Wäschers in einem zweiten Wäscher im Gegenstrom mit Wasser bei einem Druck von etwa 1,4 bis etwa 17,5 kg/cm2 (abs) und einer Temperatur unterhalb des Siedepunktes des Acroleins wäscht und so eine wäßrige Acroleinlösung gewinnt.The process according to the invention for separating acrylic acid and acrolein from a gaseous propylene oxidation product by washing with water is now characterized in that the gas stream is introduced into a first scrubber, there in countercurrent with water at a pressure of about 1.4 to about 17.5 kg / cm 2 (abs) urv'c a temperature between the boiling point of acrylic acid and the boiling point of acrolein washes, the acrolein is stripped off from the liquid phase formed below the gas inlet and an aqueous acrylic acid solution is obtained at the bottom of the scrubber, furthermore the gas stream containing acrolein from the top of the first scrubber in a second scrubber in countercurrent with water at a pressure of about 1.4 to about 17.5 kg / cm 2 (abs) and a temperature below the boiling point of acrolein and thus wins an aqueous acrolein solution.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist eine praktisch quantitative, technisch eipfach durchführbare Trennung von Acrylsäure und Acrolein möglich. Die Wichtigkeit der erfindungsgemäßen Reaktionsparameter, kann aus dem Beispiel und dem Vergleichsversuch ersehen werden.By the inventive method, a practically quantitative, technically eip f ach feasible separation of acrylic acid and acrolein is possible. The importance of the reaction parameters according to the invention can be seen from the example and the comparative experiment.
Die Abtrennung und vollständige Gewinnung sowohl von Acrylsäure als auch von Acrolein und die quantitative Gewinnung von Acrylsäure als relativ konzentrierte, von Acrolein freie Lösung werden durch die Figur weiter veranschaulicht.The separation and complete recovery of both acrylic acid and acrolein and the quantitative recovery of acrylic acid as a relatively concentrated, acrolein-free solution can be achieved by the figure further illustrates.
Die Figur gibt die für die erfindungsgemäße Abtrennung verwendete Vorrichtung wieder.The figure shows the device used for the separation according to the invention.
Wie in der Figur dargestellt, verwendet die vorliegende Erfindung im wesentlichen ein Waschsystem, das aus den in Reihe arbeitenden Wäschern 10 und 100 besteht. Das Acrylsäure und Acrolein enthaltende Gasgemisch wird durch den Gaseinlaß 12 in den Wäscher 10 eingeführt und im Gegenstrom durch einen durch den Einlaß 14 eingeführten Wasserstrom bei erhöhten Temperaturen gewaschen, um Acrylsäure als wäßrige Lösung vom Boden des Wäschers 10 durch den Ausfluß 16 zu entfernen. Es ist notwendig, daß das durch den Einlaß 14 eingeführte Wasser eine Temperatur oberhalb des Siedepunktes von Acrolein, bei dem im System herrschenden Druck hat. Im Wäscher 10 ist an entgegengesetzten Seiten des Gaseinlasses 12 mindestens eine theoretische Stufe in einer Rückflußzone 19 bzw. mindestens eine theoretische Stufe in einer Abstrippzone 18 vorgesehen. Die Bestimmung der theoretischen Stufen durch Pack- bzw. Füllmittel oder mechanische Böden kann nach Kenntnis der anderenAs shown in the figure, the present invention essentially employs a washing system which consists of the washers 10 and 100 working in series. The containing acrylic acid and acrolein Gas mixture is introduced into the scrubber 10 through the gas inlet 12 and countercurrently through a washed through the inlet 14 introduced water stream at elevated temperatures to acrylic acid as to remove aqueous solution from the bottom of the scrubber 10 through the outlet 16. It is necessary that that through the inlet 14 introduced water at a temperature above the boiling point of acrolein at which im System has prevailing pressure. In the scrubber 10, the gas inlet 12 is at least on opposite sides a theoretical stage in a reflux zone 19 or at least one theoretical stage in one Stripping zone 18 is provided. The determination of the theoretical levels by packaging or fillers or mechanical floors can be after knowledge of the other
Dimensionen und Parameter fur den Wäscher IO vom Fachmann leicht bestimmt werden. Das für die Berechnung der theoretischen Stufen angewendete Verfahren ist in Ind. Eng. Chem, Bd. 27 (1935), S. 255 ff, beschrieben. Die Abstrippzone 18 umfaßt Mittel zum Abstrippen von Acrolein aus der wäßrigen Acrylsäure durch Anwendung entweder einer Wärmequelle, wie ein Wärmeaustauscher, ein Verdampfer oder eine andere indirekte Wärmequelle unterhalb der Abstrippzone, und/oder durch kontinuierliche Einführung von Wasserdampf oder eines anderen, inerten Gases unterhalb der Abstrippzone an Punkt 20 des Wäschers 10. Dimensions and parameters for the scrubber IO can be easily determined by the skilled person. The method used to calculate the theoretical levels is described in Ind. Eng. Chem, Vol. 27 (1935), pp. 255 ff. The stripping zone 18 includes means for stripping acrolein from the aqueous acrylic acid by using either a heat source such as a heat exchanger, evaporator or other indirect heat source below the stripping zone, and / or by continuously introducing steam or other inert gas below the Stripping zone at point 20 of the washer 10.
Der erste Wäscher 10 kann auch aus einem oder mehreren Absorptionstürmen zur Gewinnung von Acrylsäure bestehen und ir» Reihe, d. h. nacheinander, und/oder parallel bezüglich des Gasflusses betrieben werden.The first scrubber 10 can also consist of one or more absorption towers for the recovery of acrylic acid and be operated in series, ie one after the other, and / or in parallel with regard to the gas flow.
Das von Acrylsäure befreite Gas verläßt den Wäscher 10 durch die Leitung 22 und wird an Punkt 104 in den Bodenteil des zweiten Wäschers 100 eingeführt, in dem Acrolein abgetrennt wird. Gegebenenfall.·- können Kühlmittel 102 zum Wärmeaustausch in der Leitung 22 vorgesehen sein, um die Wirksamkeit der Acroleingewinnung im Wäscher 100 zu erhöhen. Ein Gegenstrom von nicht erhitztem Wasser wird durch den Wassereinlaß 106 in den Wäscher 100 eingeführt, wodurch eine quantitative Absorption von Acrolein erreicht und eine Acroleinlösung erhalten wird, die am Boden von Wäscher 100 durch die Leitung 108 abgezogen wird. Das Gas kann durch den Gasauslaß UO aus dem zweiten Wäscher entlüftet werden. Der Wäscher 100 wird in Reihe zum Wäscher 10 betrieben, d. h. er ist dem Wäscher 10 nachgeschaltet.The gas freed from acrylic acid leaves the scrubber 10 through the line 22 and is introduced at point 104 into the bottom part of the second scrubber 100 , in which acrolein is separated off. If necessary, coolants 102 for heat exchange can be provided in line 22 in order to increase the effectiveness of acrolein recovery in scrubber 100 . A countercurrent of unheated water is introduced into scrubber 100 through water inlet 106 , thereby achieving quantitative absorption of acrolein and yielding an acrolein solution which is withdrawn through line 108 at the bottom of scrubber 100. The gas can be vented from the second scrubber through the gas outlet UO. The washer 100 is operated in series with the washer 10 , ie it is connected downstream of the washer 10.
Der Acroleinwäscher besteht im wesentlichen aus dem Wäscher 100 selbst und kann noch ein oder mehrere Absorptionsvorrichtungen umfassen, die bezüglich des Gasflusses in Reihe und/oder parallel betrieben werden.The acrolein scrubber consists essentially of the scrubber 100 itself and can also comprise one or more absorption devices which are operated in series and / or in parallel with regard to the gas flow.
Die KoIo-nendurchmesser der Absorptionstürme oder Wäscher 10 und 100 sind die bei solchen Gas-Flüssigkeits-Wäschern üblichen Dimensionen, wobei ein Überfließen vermieden werden muß. Wird eine gefüllte Absorptionskolonne verwendet, so kann zur Bestimmung der Kapazität die Berechnung nach Ind. and Eng. C!-em, Bd. 30 (1932), S. 765 ff. oder neueren Berechnungsverfahren erfolgen. Die notwendige Füllhöhe im Wäscher 10 und 100 variiert in Abhängigkeit von der Größe und Art der Füllung und von der absoluten Massengeschw.;;digkeit der gasförmigen und flüssigen Phasen. Diese Regelung ist für den Fachmann leicht mögl'.ih. Die notwendige Anzahl theoretischer Stufen im Wäschersystem ist wie folgt:The Koio - nendurchmesser the absorption towers or scrubbers 10 and 100 are customary for such gas-liquid scrubbers dimensions, wherein an overflow should be avoided. If a filled absorption column is used, the calculation according to Ind. And Eng. C! -Em, Vol. 30 (1932), p. 765 ff. Or more recent calculation methods. The necessary filling height in the washer 10 and 100 varies depending on the size and type of filling and on the absolute mass velocity of the gaseous and liquid phases. This regulation is easily possible for a person skilled in the art. The necessary number of theoretical stages in the scrubber system is as follows:
Die Hauptwirkung der Anzahl theoretischer Stufen beeinflußt die Waschwassermenge, die zur Erzielung des gewünschten Maßes an Gewinnung notwendig ist.The main effect of the number of theoretical levels affects the amount of wash water necessary to achieve the desired level of recovery.
Das Abtrennverfahren erfolgt oberhalb atmosphärischem Druck, um den notwendigen Kolonnendurchmesser in den Wäschern 10 und 100 zu verringern. Die Anwendung von Druck ist auch wichtig bei der Verringerung der Waschwassermenge, die zum Kopf der Kolonnen zugegeben werden muß, insbesondere in den Acroleinwäscher.The separation process takes place above atmospheric pressure in order to reduce the necessary column diameter in the washers 10 and 100 . The use of pressure is also important in reducing the amount of wash water that must be added to the top of the columns, particularly in the acrolein scrubber.
So variiert z. B. bei 99,99%iger Abtrennung von Acrolein in einem bei 30°C betriebenen Wäscher mit neun theoretischen Stufen das notwendige Wasser entsprechend dem Druck wie folgt:So e.g. B. with 99.99% separation of Acrolein provides the necessary water in a washer operated at 30 ° C with nine theoretical stages according to the pressure as follows:
Druck, kg/cm" (abs)Pressure, kg / cm "(abs)
1,0 (Vergleich)
9,761.0 (comparison)
9.76
Notwendiges Wasser**) Acrylsäure- AcroleinNecessary water **) Acrylic acid acrolein
wäscherwasher
wascherwasher
180 60180 60
**) kg eingeführtes Waschwasser pro kg Komponente im eingeführten Gas.**) kg of washing water introduced per kg of component in imported gas.
Für ein großtechnisches Verfahren muß man daher.For a large-scale process one must therefore.
um nicht zu j;roße Mengen an Waschwasser verwenden zu müssen, bei erhöhten Drücken, d. h. etwa 1,4 bis etwain order not to have to use too large amounts of washing water at elevated pressures, i.e. H. about 1.4 to about
ι 17,5 kg/cm2 (abs), arbeiten. Der verwendete Druck hängt stark vom Druck des zu waschenden Gases ab.ι 17.5 kg / cm 2 (abs), work. The pressure used depends heavily on the pressure of the gas to be washed.
Die Verwendung einer Abstrippzone 18 im Bodenteil des ersten (Acrylsäure)-Wäschers 10 ist für eine wirksame Entfernung von Acrolein aus der Acrylsäure unbedingt entscheidend. Diese Zone ergibt sich durch Einbau von Röhrenheizkörpern am Bodenteil des Wäschers oder durch direkte Einführung von Wasserdampf oder einem inerten Gas an diesem Punkt.The use of a stripping zone 18 in the bottom portion of the first (acrylic acid) washer 10 is absolutely critical to the effective removal of acrolein from the acrylic acid. This zone results from the installation of tubular heating elements at the bottom part of the scrubber or from the direct introduction of water vapor or an inert gas at this point.
Auch die Temperatur ist im erfindungsgemäßen Verfahren eine wichtige Variable. Der Wäscher 10 wird bei einer Temperatur zwischen den Siedetemperaturen von Acrolein und Acrylsäure (bzw. Mischungen derselben) betrieben werden, wobei die Temperatur in Abhängigkeit von dem im Wäscher 10 angewendeten Druck und der relativen Konzentration der Komponenten variiert (Siedepunkt bei 1 at voi. Acrolein: 52,5°C, von Arylsäuire: 141,9°C). Diese Bedingungen werden angewendet für die Abtrennung von Acrolein und Acrylsäure aus einem von anderen Verunreinigungen wie Essigsäure um/ Acetaldehyd, praktisch freien Gasstrom. Isit im erfindungsgemäßen Verfahren außeidem ζ. B. noch Essigsäure vorhanden, so wird der Wäscher 10 bei Temperaturen zwischen der Siedetemperatur von Acrolein und der Siedetemperatur von Essigsäure (bzw. Mischungen derselben) betrieben (Siedepunkt von Essigsäure bei 1 at: 118,1°C). Ähnliches gilt auch bezüglich anderer eventuell noch in der Lösung anwesender Verur-einigungen wie Acetaldehyd, der über Kopf entfernt wird (Siedepunkt von Acetaldehyd beil at:216C).The temperature is also an important variable in the process according to the invention. The washer 10 is operated at a temperature between the boiling temperatures of acrolein and acrylic acid (or mixtures thereof), the temperature varying as a function of the pressure applied in the washer 10 and the relative concentration of the components (boiling point at 1 at voi. Acrolein : 52.5 ° C, of aryl acid: 141.9 ° C). These conditions are used for the separation of acrolein and acrylic acid from a gas stream practically free of other impurities such as acetic acid / acetaldehyde. Isit in the method according to the invention also ζ. B. acetic acid is still present, the scrubber 10 is operated at temperatures between the boiling point of acrolein and the boiling point of acetic acid (or mixtures thereof) (boiling point of acetic acid at 1 at: 118.1 ° C). The same applies to other contaminants that may still be present in the solution, such as acetaldehyde, which is removed overhead (boiling point of acetaldehyde at: 21 6 C).
Der Acroleinwäscher 100 wird bei einer Temperatur bis zu jedoch nicht einschließlich der Siedetemperatur von Acrolein betrieben, wenn ein praktisch reiner Gasstrom aus Acr,!fäure und Acrolein, der von Kohlenwasserstoffoxidationsprodukten und Kohlenwasserstoffen frei ist, behandelt wird. Diese Siedetemperatur variiert ebenso in Abhängigkeit vom Druck im Wäscher 100 und der Konzentration der eeeebenenfslisThe acrolein scrubber 100 is operated at a temperature up to but not including the boiling point of acrolein when treating a substantially pure gas stream of acr, acid and acrolein free of hydrocarbon oxidation products and hydrocarbons. This boiling temperature also varies as a function of the pressure in the scrubber 100 and the concentration of the water level
in der Lösung abwesenden Verunreinigungen. Wird eins erfindungsgemäße Verfahren jedoch direkt zur Abtrennung von Acrylsäure und Acrolein aus der Oxidation von Propylen verwendet, so wird der Acroleinwäscher 100 bei solchen Temperaturen betrieben, daß die oxigenierten. organischen Verbindungen im flüssigen Ausfluß entfernt werden. /. B. bei Temperaturen unterhalb der Siedetemperaturen von Acetaldehyd und Acrolein (bzw. Mischungen derselben). Ähnliches gilt auch für noch andere in der Lösung enthaltene Verunreinigungen.impurities absent in the solution. However, if a method according to the invention is used directly for the separation of acrylic acid and acrolein from the oxidation of propylene, the acrolein scrubber 100 is operated at temperatures such that the oxygenated. organic compounds are removed in the liquid effluent. /. B. at temperatures below the boiling point of acetaldehyde and acrolein (or mixtures thereof). The same also applies to other impurities contained in the solution.
Bei der Beschreibung der Arbeitstemperaturen von Wäscher 10 und Wäscher 100 bedeutet der Ausdruck »/wischen«, daß die Siedetemperatur der besonderen, erwähnten Verbindungen ausgeschlossen wird. »Arbeitstemperaturen zwischen den Siedetemperaturen Stromes aus etwa i (ieuichtspro/cnt Acrylsäure und 3 Ciewichtspro/cnt Acrolein. Das Abtrennung^erfahren hut sich jedoch über sehr weite Bereiche von etwa KH) Teilen pro Mill (auf Volumenbasis) bis /u praktisch 100% Acrylsäure plus Acrolein als wirksam erwiesen Im Beschickungsgas ist das Verhältnis von Acrylsäure /u Acrolein nicht entscheidend und beeinflußt nur die empirisch bestimmten Wasserfließgeschwindigkeiten /u den Wäschern lOund 100.In describing the working temperatures of washer 10 and washer 100 , the expression "/ wipe" means that the boiling point of the particular compounds mentioned is excluded. "Working temperatures between the boiling temperatures of the stream of about 1% weight per cent of acrylic acid and 3% by weight of acrolein. The separation, however, has been achieved over a very wide range of about KH) parts per mill (on a volume basis) up to practically 100% acrylic acid plus acrolein proven to be effective In the feed gas, the ratio of acrylic acid / u acrolein is not critical and only affects the empirically determined water flow rates / u the washers 10 and 100.
l-in Abtrennungssystem, das aus zwei Waschtürmen aus rostfreiem Stahlrohr von 5 cm innerem Durchmesser konstruiert war. wurde wie in der Figur zusammen gefügt. Die Waschtürme hatten 170 cm Höhe und waren mit b-mm-Keramiksätteln zwecks eines wirksamenl-in separation system consisting of two washing towers was constructed of stainless steel tubing of 5 cm internal diameter. was related as in the figure joined. The washing towers were 170 cm high and had b-mm ceramic saddles for effective operation
von /ACiOiCItI uiiu «er yisauie« iieiui soniii, uaofrom / ACiOiCItI uiiu «er yisauie« iieiui soniii, uao
der Siedetemperatur von Acrolein aber unterhalb derjenigen von Acrylsäure gearbeitet werden soll.the boiling point of acrolein but below that of acrylic acid should be used.
Die optimale Temperatur hängt vom Arbeitsdruck im Acrylsäurewäscher IO entsprechend den folgenden Beziehungen ab:The optimal temperature depends on the working pressure in the acrylic acid washer IO according to the following Relationships from:
Druck; kg/cnr ctPressure; kg / cnr ct
Temperatur des Acrylsäure-Wäschers ( < )Acrylic acid scrubber temperature (<)
Riicklluli/one 19 Abstripp/one !8
Kopftcmpcratur BoilcntempenüurRiicklluli / one 19 Stripping / one! 8
Head temperature Boiler temperature
L(I (Vergleich)L (I (comparison)
52 I 10
85 17l>52 I 10
85 17 l >
80- 140
110-22580-140
110-225
Aus diesen Werten lassen sich die Werte für nicht genannte Drücke extra- oder interpolieren bzw. zumindest abschätzen.The values for pressures not mentioned can be extrapolated or interpolated from these values. at least estimate.
Die Temperaturen im Acroleinwäscher 100 sollten so niedrig wie möglich sein. Die wirksamsten Wäschertemperaturen für einen gegebenen Arbeitsdruck werden hauDtsächlich durch die Menge an zugeführtem Wasser und Wasserdampf im eingeführten Gas bestimmt und können mindestens teilweise durch Einstellung der Gaseinlaßtemperatur geregelt werden. Die bevorzugte Temperatur sollte hier nicht höher als 400C, insbesondere zwischen 5 und 200C, liegen. Zur Erreichung dieser Temperatur im zweiten Wäscher ist eine Gaskühlvorrichtung 102 zweckmäßig. Diese Kühlvorrichtung kann einfach ein indirekter Kühler unter Verwendung von Luft oder Kühlwasser oder ein Sprinkler zur direkten Einführung von Wasser sein.The temperatures in the Acrolein Washer 100 should be as low as possible. The most effective scrubber temperatures for a given working pressure are mainly determined by the amount of water and steam in the introduced gas and can be regulated at least in part by adjusting the gas inlet temperature. The preferred temperature here should not be higher than 40 ° C., in particular between 5 and 20 ° C. A gas cooling device 102 is expedient to achieve this temperature in the second washer. This cooling device can simply be an indirect cooler using air or cooling water, or a sprinkler for direct introduction of water.
Den Acrylsäure- und Acroleinwäschern wird zweckmäßig ein Inhibitor zugefügt, um eine Polymerisation zu vermeiden. Der Inhibitor kann am Kopf der Kolonne eingespritzt oder mit der Wäscherflüssigkeit eingeführt werden. Geeignete Inhibitoren sind Hydrochinon, der Monomethyläther des Hydrochinon und Phenothiazin. Die erfindungsgemäß verwendeten Waschtürme brauchen nicht gefüllt zu sein, sie können jede zweckmäßig angebrachte Form für derartige Vorrichtungen zu einer Gas-Flüssigkeits-Berührung besitzen, wie Sprühtürme, Cyclcnwäscher und Rührabsorber. Eine Beschreibung derartiger Vorrichtungen findet sich in Perry's Chemical Engineer's HandDook, Seite 14 - 35 bis 14 - 39 (1963).An inhibitor is expediently added to the acrylic acid and acrolein scrubbers in order to initiate polymerization avoid. The inhibitor can be injected at the top of the column or introduced with the scrubber liquid will. Suitable inhibitors are hydroquinone, the monomethyl ether of hydroquinone and phenothiazine. The washing towers used according to the invention do not need to be filled; they can be any suitably have the appropriate form for such devices for gas-liquid contact, such as spray towers, Cycle washers and agitator absorbers. A description of such devices can be found in Perry's Chemical Engineer's HandDook, pp. 14-35 to 14-39 (1963).
Das folgende Beispiel und der Vergleichsversuch veranschaulichen die vorliegende Erfindung.The following example and comparative experiment illustrate the present invention.
Die in dem folgenden Beispiel und dem Vergleichsversuch beschriebenen Abtrennungsverfahren erfolgen unter Verwendung eines gasförmigen Beschickungsgeiuin. uer miMatxinicK für den ersten Turm wurde auf etwa 1.93 kg/cm·1 (abs) eingestellt, der für den zweiten Turm auf 1.82 kg/cm-' (abs). Die rohe Propylenoxidationsmischung wurde kontinuierlich an einem Punkt etwa 40 cm oberhalb des Bodens des ersten Turmes eingeführt. Der Raum unterhalb dieses Punktes ergab einen Strippabschnitt, der durch die heißen Dämpfe auf 1100C erhitzt vurdc. die in einem elektrisch erhitzten, an den Boden des erster. Turmes angeschlossenen Verdampfer gebildet wurden. Die bei 132° C in den ersten Turm eingeführte rohe Oxidationsmischung war gasförmig und bestand aus 90 g Acrolein, tOI g Acrylsäure und 6 g Essigsäure in 1979 g Stickstoff und 174 g Sauerstoff. Der gesamte Gasfluß betrug 1605 l/h. gemessen bei Normaltemperatur und -druck.The separation procedures described in the following example and comparative run are carried out using a gaseous feed liquid. The miMatxinicK for the first tower was set to about 1.93 kg / cm · 1 (abs), that for the second tower to 1.82 kg / cm- '(abs). The crude propylene oxidation mixture was continuously introduced at a point about 40 cm above the bottom of the first tower. The space below this point resulted in a stripping section, the vurdc heated by the hot vapors to 110 0 C. those in an electrically heated, to the bottom of the first. Tower connected evaporator were formed. The crude oxidation mixture introduced into the first tower at 132 ° C. was gaseous and consisted of 90 g of acrolein, 100 g of acrylic acid and 6 g of acetic acid in 1979 g of nitrogen and 174 g of oxygen. The total gas flow was 1605 l / h. measured at normal temperature and pressure.
Wasser wurde bei 25°C kontinuierlich am Kopf des Acrylsäurewäschers mit einer Geschwindigkeit von 6 kg Wasser pro kg Acrylsäure in der gasförmigen Beschickung eingeführt, und die Wasserbeschickung zum zweiten (Acrolein)-Wäscher betrug 150 kg pro kg Acrolein. Unter diesen Bedingungen betrug die Temperatur im Zentrum des ersten Turmes 800C und die Temperatur des wäßrieen Produktes vom Roden dps ersten Turmes 900C. Die Temperatur im Zentrum der zweiten Kolonne betrug 28° C. Das wäßrige Produkt vom ersten Waschturm wurde kontinuierlich vom Boden des Turmes abgezogen und enthielt !01 g Acrylsäure, die eingeführte Essigsäure und nur 0.8 g Acrolein. Das wäßrige Produkt aus dem zweiten Waschturm wurde kontinuierlich vom Boden abgezogen und enthielt 89.2 g Acrolein und weniger als 0,02 g Acrylsäure.Water at 25 ° C was continuously introduced at the top of the acrylic acid scrubber at a rate of 6 kg of water per kg of acrylic acid in the gaseous feed and the water feed to the second (acrolein) washer was 150 kg per kg of acrolein. Under these conditions the temperature was in the center of the first tower 80 0 C and the temperature of the product from wäßrieen Roden dps first tower 90 0 C. The temperature at the center of the second column was 28 ° C. The aqueous product from the first washing tower was continuously from the The bottom of the tower was drawn off and contained 0.1 g of acrylic acid, the acetic acid introduced and only 0.8 g of acrolein. The aqueous product from the second washing tower was continuously withdrawn from the bottom and contained 89.2 g of acrolein and less than 0.02 g of acrylic acid.
Die quantitative (100%ige) Abtrennung der im Eingangsgas enthaltenen Acrylsäure ergab sich durch einen Vergleich des Acrylsäuregehaltes des in den Wäscher eingeführten Gases und des vom Boden des Acrylsäurewäschers austretenden wäßrigen Produktes; 99,1 % des Acroleins im Eingangsgas wurden kontinuierlich als getrennte wäßrige Lösung vom Boden des zweiten (Acrolein)-Wäschers gewonnen. Der Acrylsäuregehalt im Produkt des Acrylsäurewäschers betrug 12,7 Gewichisprozeni, was eine geeignete Konzentration für eine weitere Reinigung des Produktes istThe quantitative (100%) separation of the acrylic acid contained in the inlet gas resulted from a comparison of the acrylic acid content of the gas introduced into the scrubber and that from the bottom of the Acrylic acid scrubber escaping aqueous product; 99.1% of the acrolein in the inlet gas became continuous recovered as a separate aqueous solution from the bottom of the second (acrolein) scrubber. The acrylic acid content in the product of the acrylic acid scrubber was 12.7 percent by weight, which is a suitable concentration for a further purification of the product is
Die wirksame Abtrennung der enthaltenen Acrylsäure und des Acroleins durch die Wäscher war:The effective separation of the contained acrylic acid and the acrolein by the scrubber was:
ÄcryisäurewäscherausfiuB
Abtrennung der Acrylsäure aus der
Beschickung 100%Acryic acid scrubber output
Separation of the acrylic acid from the
Loading 100%
Abtrennung des Acroleins aus der
Beschickung 0,9%Separation of the acrolein from the
Charge 0.9%
Acrolein wäscherausf IuDAcrolein scrubber from IuD
Abtrennung der Acrylsäure aus derSeparation of the acrylic acid from the
Beschickungfeed
Abtrennung des Acroleins aus derSeparation of the acrolein from the
Beschickungfeed
0,0%
99,1%0.0%
99.1%
Die obigen Ergebnisse brauch "Μ nicht als optimale Trennung und Gewinnung durch Anwendung dieses Verfahrens angesehen zu werden. Eine höhere Füllhöhe in den Wäschern und in der Strippzone des Acrylsäurewäschers ergibt eine noch bessere Trennung des Acroleins von der Acrylsäure und eine noch vollständigere Acroleingewinnung.The above results do not need to be optimal Separation and extraction to be viewed by using this procedure. A higher fill level in the washers and in the stripping zone of the acrylic acid washer results in an even better separation of the Acrolein from acrylic acid and an even more complete extraction of acrolein.
VergleichsversuchComparative experiment
Beim Arbeiten des Acrylsäurewäschers gemäß dem Beispiel in üblicher Weise, d. h. ohne Röhrenheizkörper
am Boden desselben und damit ohne Erhitzen der Beschickung im unteren Teil 18 des Wäschers 10 wurde
zwar wie oben eine quantitative Abtrennung der Acrylsäure im Acrylsäurewäscher erzielt. Diese enthielt
jedoch auch noch 10,6% des eingeführten Acroleins. Diese Acroleinkonzentration ist zu hoch und verursacht
in der zur Trennung der Acrylsäure von der noch als Nebenprodukt anwesenden Essigsäure anschließend
benötigten Reinigungsvorrichtung erhebliche Polymerisation.
Daten für diesen Vergleichsversuch waren:When working the acrylic acid scrubber according to the example in the usual way, ie without tubular heating elements at the bottom of the same and thus without heating the load in the lower part 18 of the scrubber 10, a quantitative separation of the acrylic acid in the acrylic acid scrubber was achieved as above. However, this also contained 10.6% of the imported acrolein. This acrolein concentration is too high and causes considerable polymerization in the purification device which is then required to separate the acrylic acid from the acetic acid, which is still present as a by-product.
Data for this comparative experiment were:
Acrylsäure Wäscherausfluß
Abtrennung der Acrylsäure aus der Beschickung 100,0%Acrylic acid scrubber effluent
Separation of acrylic acid from the feed 100.0%
Abtrennung des Acroleins aus der Beschickung 10,6%Separation of the acrolein from the feed 10.6%
Acrolein Wäscherausfluß
Abtrennung der Acrylsäure aus der Beschickung 0,0%Acrolein scrubber effluent
Separation of acrylic acid from the feed 0.0%
Abtrennung des Acroleins aus der Beschickung 89,4%Separation of the acrolein from the feed 89.4%
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (1)
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Legal Events
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| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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