DE19539295A1 - Verfahren zur kontinuierlichen destillativen Auftrennung von flüssigen Gemischen, die als Hauptbestandteil (Meth)acrylsäure enthalten - Google Patents

Verfahren zur kontinuierlichen destillativen Auftrennung von flüssigen Gemischen, die als Hauptbestandteil (Meth)acrylsäure enthalten

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Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren der kontinuierlichen destillativen Auftrennung von flüssigen Gemischen, die als Haupt­ bestandteil (Meth)acrylsäure enthalten, in einer Destillations­ vorrichtung, die eine Destillierblase, einen Kondensator und eine Verbindung zwischen Destillierblase und Kondensator aufweist und der das aufzutrennende flüssige Gemisch kontinuierlich zugeführt wird.
(Meth)acrylsäure wird als verkürzte Schreibweise verwendet und steht für Acrylsäure oder Methacrylsäure. (Meth)acrylsäure, ent­ weder für sich oder in Form ihrer Ester, ist insbesondere zur Herstellung von Polymerisaten für die verschiedensten Anwendungs­ gebiete, z. B. Verwendung als Klebstoffe, von Bedeutung und weist insbesondere im flüssigen Aggregatzustand eine hohe Polymerisati­ onsneigung auf. Sichere Lagerung von im wesentlichen reiner flüs­ siger (Meth)acrylsäure ist selbst bei tiefen Temperaturen nur unter Zusatz von Polymerisationsinhibitor möglich.
Unter anderem ist (Meth)acrylsäure durch katalytische Gasphasen­ oxidation von Alkanen, Alkanolen, Alkenen oder Alkenalen erhält­ lich, die 3 bzw. 4 C-Atome enthalten. Besonders vorteilhaft ist (Meth)acrylsäure z. B. durch katalytische Gasphasenoxidation von Propen, Acrolein, tert.-Butanol, iso-Buten, iso-Butan, iso-Butyr­ aldehyd oder Methacrolein erhältlich.
Als Ausgangsverbindungen sind aber auch solche denkbar, aus wel­ chen sich die eigentliche C₃-/C₄-Ausgangsverbindung während der Gasphasenoxidation erst intermediär bildet. Beispielhaft genannt sei der Methylether des tert.-Butanols.
Dabei werden diese Ausgangsgase, in der Regel mit inerten Gasen wie Stickstoff, CO₂, gesättigten Kohlenwasserstoffen und/oder Wasserdampf verdünnt, im Gemisch mit Sauerstoff bei erhöhten Tem­ peraturen (üblicherweise 200 bis 400°C) sowie gegebenenfalls er­ höhtem Druck über übergangsmetallische (z. B. Mo, V, W und/oder Fe enthaltende) Mischoxidkatalysatoren geleitet und oxidativ in die (Meth)acrylsäure umgewandelt (vgl. z. B. DE-A 44 05 059, EP-A 253 409, EP-A 92 097, DE-A 44 31 949).
Aufgrund zahlreicher im Verlauf der katalytischen Gasphasen­ oxidation er folgender Parallel- und Folgereaktionen sowie auf­ grund der mitzuverwendenden inerten Verdünnungsgase wird bei der katalytischen Gasphasenoxidation jedoch keine reine (Meth)acryl­ säure, sondern ein Reaktionsgemisch erhalten, das im wesentlichen (Meth)acrylsäure, die inerten Verdünnungsgase und Nebenprodukte enthält, aus welchem die (Meth)acrylsäure abgetrennt werden muß.
Üblicherweise erfolgt die Abtrennung der (Meth)acrylsäure aus dem Reaktionsgemisch über extraktive und destillative Trennverfahren. D.h. in der Regel wird die gebildete (Meth)acrylsäure aus dem Reaktionsgasgemisch der Gasphasenoxidation zunächst in ein ge­ eignetes Absorptionsmittel auf genommen. Durch destillative Auftrennung des Absorbats wird dann üblicherweise eine Roh-(Meth)acrylsäure erhalten, aus der mittels Durchlaufen wei­ terer destillativer Trennstufen häufig eine Rein-(Meth)acrylsäure erzeugt wird (z. B. DE-A 44 36 243, DE-A 44 36 243, DE-PS 21 36 396, DE-A 43 08 087, EP-A 297 445, EP-A 117 146, EP-B 102 642, GB-PS 1 346 737 und die DE-B 22 07 184).
Die Roh-(Meth)acrylsäure weist in der Regel eine Reinheit 95 Gew.-%, häufig 97 Gew.-% auf, wobei sich die Verunreini­ gungen insbesondere aus niederen Aldehyden (z. B. Formaldehyd, Acetaldehyd, Acrolein, Methacrolein, Propionaldehyd, n-Butyralde­ hyd, Benzaldehyd, Furfural oder Crotonaldehyd), Wasser, niederen Alkancarbonsäuren (z. B. Essigsäure und Propionsäure) und Anhydri­ den von Alkancarbonsäuren (z. B. Maleinsäureanhydrid) rekrutieren. Im Unterschied zur Roh-(Meth)acrylsäure liegt die Reinheit der Rein-(Meth)acrylsäure im Normalfall bei 98 Gew.-%, häufig bei 99 Gew.-%.
Das Problem der destillativen Auftrennung von flüssigen Gemischen, die als Hauptbestandteil (z. B. 95 Gew.-%) (Meth)acrylsäure enthalten, ist somit hinlänglich bekannt.
Üblicherweise erfolgt die destillative Auftrennung in kontinu­ ierlicher Weise in einer Destillationsvorrichtung, die eine Destillierblase, einen Kondensator und eine Verbindung zwischen Destillierblase und Kondensator aufweist und der das aufzu­ trennende flüssige Gemisch kontinuierlich zugeführt wird.
Integraler Bestandteil der Destillierblase ist üblicherweise ein Verdampfer, der die zur Siedeverdampfung erforderliche Energie indirekt über beheizte Wärmeaustauschflächen an das destillativ aufzutrennende flüssige Gemisch überträgt.
Problematisch an der destillativen Auftrennung von flüssigen Gemischen, die als Hauptbestandteil (Meth)acrylsäure enthalten, ist, unabhängig davon, ob die (Meth)acrylsäureabtrennung über Kopf oder über Sumpf erfolgt, daß während der destillativen Auftrennung, auch bei Mitverwendung von Polymerisations­ inhibitoren wie Luft, Hydrochinon, Hydrochinonmonomethylether, Paranitrosophenol, Paramethoxyphenol und/oder Phenothiazin, auf­ grund der selbst bei reduziertem Druck erforderlichen hohen Sie­ deverdampfungstemperaturen in der Regel Polymerisatbildung er­ folgt, die ursächlich dafür verantwortlich zeichnet, daß ins­ besondere die Wärmeaustauschfläche des Verdampfers relativ rasch mit Belag bedeckt. Dies hemmt u. a. den Wärmeübergang und mindert die Verdampferleistung, weshalb die kontinuierlich durchgeführte Destillation von Zeit zu Zeit zum Zwecke der Entfernung der Be­ lagsbildung unterbrochen werden muß (insbesondere im Fall der An­ wendung von Rohrbündelwärmeaustauschern, die infolge der Belags­ bildung vollständig verstopfen können; in der Literatur (z. B. EP-A 648 520 und EP-A 616 998) werden deshalb bereits nicht destillative Verfahren zur Reinigung von Roh-(Meth)acrylsäure empfohlen)
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand nun darin, ein neues Verfahren der kontinuierlichen destillativen Auftrennung von flüssigen Gemischen, die als Hauptbestandteil (Meth)acryl­ säure enthalten, in einer Destillationsvorrichtung, die eine Destillierblase, einen Kondensator und eine Verbindung zwischen Destillierblase und Kondensator aufweist und der das aufzutren­ nende flüssige Gemisch kontinuierlich zugeführt wird, zur Ver­ fügung zu stellen, das die Problematik der Belagsbildung auf der Verdampferoberfläche in reduziertem Ausmaß aufweist.
Demgemäß wurde ein Verfahren der kontinuierlichen destillativen Auftrennung von flüssigen Gemischen, die als Hauptbestandteil (Meth)acrylsäure enthalten, in einer Destillationsvorrichtung, die eine Destillierblase, einen Kondensator und eine Verbindung zwischen Destillierblase und Kondensator aufweist und der das aufzutrennende flüssige Gemisch kontinuierlich zugeführt wird ge­ funden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß wenigstens ein Teil (in der Regel wenigstens 50%, häufig wenigstens 75% und beson­ ders bevorzugt wenigstens 100%) der zum Siedeverdampfen des flüssigen Gemisches erforderlichen Energie der Destillationsvor­ richtung dadurch zugeführt wird, daß man dem bei einem Druck Px befindlichen flüssigen Inhalt der Destillierblase kontinuierlich einen Anteil entnimmt, diesen bei einem oberhalb von Px gelegenen Druck Py auf eine Temperatur Ty′ mit der Maßgabe erhitzt, daß Ty′ oberhalb der zum Druck Px gehörigen Siedetemperatur Tx und unter­ halb der zum Druck Py gehörigen Siedetemperatur Ty des flüssigen Inhalts der Destillierblase liegt, und anschließend den bezogen auf den Druck Px so überhitzten entnommenen Anteil der Destillier­ blasenflüssigkeit unter Entspannung in die Destillationsvorrich­ tung zurückführt.
Als weiterem Stand der Technik konnte von der Anwendung der Zwangsumlaufentspannungsverdampfung zur Minderung der Krusten­ bildung an Verdampferoberflächen im Fall der Eindampfung von Stoffgemischen, in welchen mit zunehmender Konzentrierung zuneh­ mende Feststoffabscheidung erfolgt, ausgegangen werden (z. B. Ver­ dampfertechnik von Reinhard Billet, Hochschultaschenbücher Ver­ lag, Bibliographisches Institut-Mannheim (1965), S. 146ff, und Perry′s Chemical Engineers Handbook, Sixth Edition, McGraw-Hill Book Company (1984), S. 11 bis 32, Heat Transfer).
Der wesentliche Unterschied zwischen dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren und der vorgenannten Anwendung der Zwangsumlaufentspan­ nungsverdampfung besteht jedoch darin, daß die Polymerisations­ neigung von (Meth)acrylsäure mit steigender Temperatur wächst, wohingegen die Löslichkeit der meisten Stoffe entropiebedingt mit der Temperatur zunimmt. D.h., während das Erhitzen einer abge­ schiedenen Feststoff enthaltenden Lösung den abgeschiedenen Fest­ stoffanteil in der Lösung in der Regel reduziert, nimmt die Fest­ stoffabscheidung in (Meth)acrylsäure als Hauptbestandteil ent­ haltenden flüssigen Gemischen mit der Temperatur zu. Des weiteren dürfte die Polymerisationsneigung von (Meth)acrylsäure im flüssi­ gen Aggregatzustand mit zunehmendem Druck anwachsen. Angesichts dieses Sachverhalts muß die geschilderte Vorteilhaftigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber den Verfahren des Standes der Technik überraschen.
Das erfindungsgemäße Verfahren entfaltet seine Vorteilhaftigkeit sowohl bei destillativ aufzutrennenden flüssigen Gemischen mit einem (Meth)acrylsäureanteil von 95, 96, 97, 98 als auch 99 Gew.-%. Es kann sowohl bei Normaldruck (1 bar) als auch bei reduziertem Druck durchgeführt werden. Vorzugsweise erfolgt die erfindungsgemäße destillative Auftrennung bei reduziertem Druck (besonders bevorzugt bei 10 bis 150 mbar). Die erfindungsgemäße destillative Auftrennung kann sowohl als Einphasenstromauf­ trennung (einfache Destillation) als auch als Zweiphasenstromauf­ trennung (Rektifikation) ausgeführt werden. Dabei kann prinzi­ piell sowohl ein Zweiphasen-Gegenstrom (der auf steigende Dampf­ strom wird in einer Kolonne zum fallenden Rücklauf-Flüssigkeits­ strom im Gegenstrom geführt) als auch ein Zweiphasen-Gleichstrom (der auf steigende Dampfstrom wird in einer Kolonne zum Rücklauf- Flüssigkeitsstrom im Gleichstrom geführt) verwirklicht werden. Im Fall einer erfindungsgemäßen Zweiphasenstromauftrennung wird die Verbindung zwischen Destillierblase und Kondensator in der Regel durch eine Einbauten aufweisende Rektifikationsvorrichtung gebil­ det. Als solche kommen alle an sich bekannten Kolonnentypen wie Bodenkolonnen, Füllkörperkolonnen oder Rotationskolonnen in Betracht.
Im Fall der erfindungsgemäßen Einphasenstromauftrennung ist die Verbindung zwischen Destillierblase und Kondensator in der Regel eine bis auf Prallvorrichtungen (verhindern das Mitreißen von Flüssigkeitströpfchen) im wesentlichen einbautenfreie Kolonne.
Die kontinuierliche Zufuhr des erfindungsgemäß destillativ aufzu­ trennenden, als Hauptbestandteil (Meth)acrylsäure enthaltenden flüssigen Gemisches kann sowohl unmittelbar in die Destillier­ blase selbst als auch in die Verbindung zwischen Destillierblase und Kondensator erfolgen.
Insbesondere eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur destillativen Reinigung von Roh-(Meth)acrylsäure, wie sie auf dem an sich bekannten, eingangs beschriebenen, Weg der katalytischen Gasphasenoxidation anfällt. Dabei können die die Polymerisations­ neigung der (Meth)acrylsäure signifikant erhöhenden niederen aldehydischen Verunreinigungen in an sich bekannter Weise unter Zusatz von Hydrazin und/oder dessen Derivaten (z. B. Aminoguani­ dinhydrogencarbonat) reduziert werden. Ferner können in bekannter Weise Alkylbenzolsulfonsäureverbindungen wie Dodecylbenzolsulfon­ säure zugesetzt werden, die die Neigung zur Belagsbildung min­ dern. Als Polymerisationsinhibitoren kommen die eingangs bereits genannten in Betracht, unter denen Phenothiazin bevorzugt wird. Sie werden in an sich bekannten Mengen (einige ppm (typisch: ca. 200 ppm) bezogen auf (Meth)acrylsäure) eingesetzt.
In besonders einfacher Weise läßt sich das erfindungsgemäße Ver­ fahren in Anwendung eines außerhalb der Destillierblase ange­ brachten und von der Destillierblase durch eine Drosselvorrich­ tung getrennten Zwangsumlaufröhrenverdampfers realisieren, wie es in Fig. 1 dargestellt ist (1=Destillierblase, 2=Umlaufpumpe, 3=Drosselvorrichtung, 4=Röhrenverdampfer, 5=Heizdampf, 6=Heiz­ dampfkondensat, 7=Sumpfproduktentnahme, 8=Umlaufrichtung, 9=Trennvorrichtung, 10=Ausstrom, 11=Zustrom).
Dem bei einem Druck Px befindlichen flüssigen Inhalt der Destillierblase wird kontinuierlich ein Teil entnommen und mittels einer Umlaufpumpe in die Zuströmrohre eines Röhrenver­ dampfers (Rohrbündelwärmeaustauscher) gepumpt. Um die innen­ liegenden Rohre des Röhrenverdampfers strömt ein Wärmeträger, z. B. Heizdampf (in der Regel unter Druck stehender Wasserdampf), dessen Temperatur oberhalb der Temperatur des Flüssiginhalts der Destillierblase liegt. Auf dem Weg durch die Zu- und Ausström­ rohre des Röhrenverdampfers wird die entnommene Destillierblasen­ flüssigkeit durch indirekten Wärmeaustausch auf eine Temperatur Ty, erhitzt, die oberhalb der Temperatur des Flüssiginhalts der Destillierblase liegt. Eine Drosselvorrichtung trennt Röhren­ verdampfer und Destillierblase druckseitig und ermöglicht durch geeignete Wahl der Umlaufpumpenleistung die Einstellung eines oberhalb von Px gelegenen Drosselvordrucks Py, der oberhalb des zur Temperatur Ty′ gehörigen Siededrucks Py der entnommenen Destillierblasenflüssigkeit liegt.
Erfindungsgemäß wesentlich ist, daß gemäß vorstehenden Maßnahmen ein Sieden (Blasenbildung) des umgepumpten Destillierblasen­ flüssigkeitsteils in den Rohren des Röhrenverdampfers unterdrückt wird. Der umgepumpte Anteil der Destillierblasenflüssigkeit wird in den Rohren des Röhrenverdampfers bezüglich des über dem flüssigen Inhalt der Destillierblasen herrschenden Druck Px viel­ mehr überhitzt und der Siedeprozeß so auf die Durchtrittsseite der Drosselvorrichtung verlagert (d. h. der Inhalt der Röhren des Röhrenverdampfers liegt einphasig vor, der Röhrenverdampfer fungiert lediglich als Überhitzer).
Der Durchtritt der überhitzten Flüssigkeit durch die Drosselvor­ richtung in die Destillationsvorrichtung kann dabei unmittelbar in den flüssigen Inhalt der Destillierblase hinein erfolgen. Unter diesen Bedingungen entspricht die Temperatur des flüssigen Inhalts der Destillierblase regelmäßig der zum über der Destil­ lierblasenflüssigkeit herrschenden Druck Px gehörigen Siede­ temperatur Tx.
Prinzipiell kann der Durchtritt der überhitzten Flüssigkeit durch die Drosselvorrichtung in die Destillationsvorrichtung aber auch oberhalb des Flüssigkeitsspiegels des flüssigen Destillierblasen­ inhaltes in die Verbindung zwischen Destillierblase und Konden­ sator hinein erfolgen. Unter diesen Bedingungen liegt die Tempe­ ratur des flüssigen Inhalts der Destillierblase regelmäßig unter­ halb der zum über der Destillierblasenflüssigkeit herrschenden Druck Px gehörigen Siedetemperatur Tx. Wesentlich ist, daß die Siedeverdampfungswirkung des außerhalb der Destilliervorrichtung angebrachten Röhrenverdampfers erst in der Destilliervorrichtung, d. h. außerhalb des Verdampfers, eintritt.
Die Drosselung kann z. B. mechanisch (Blenden, Ventile) und/oder hydrostatisch (durch eine entsprechend hohe Flüssigkeitssäule in der Destillierblase über der Durchtrittsstelle der überhitzten Flüssigkeit) erfolgen.
Erfindungsgemäß einzusetzende Röhrenverdampfer umfassen häufig 100 bis 300 Rohre aus V4A-Stahl. Die Dicke der Röhrenwände be­ trägt oft 1 bis 3 mm und der Außendurchmesser liegt regelmäßig bei 25 bis 35 mm. Ihre Länge kann bis zu einigen Metern betragen (typisch: 3 m). Als Wärmeträger umströmt die Rohre in der Regel unter Überdruck (bis zu einigen bar) stehender heißer Wasser­ dampf. Es können jedoch auch andere übliche Wärmeträger, wie Wär­ meträgeröle und/oder heiße Gase, verwendet werden. Die Leistung der Umlaufpumpe liegt typisch bei 100 000 bis 300 000 l/h. Dies bedingt Strömungsgeschwindigkeiten in den Rohren des Röhrenver­ dampfers von 1 bis 7 m/sec.
Insgesamt wird die Wärmeübertragung im Röhrenverdampfer erfindungsgemäß mit Vorteil so gestaltet, daß Typ 3 bis 12 K ober­ halb der Temperatur des flüssigen Inhalts der Destillierblase liegt. Die Differenz zwischen Py und Px wird in der Regel nicht mehr als 8 bar, oft nicht mehr als 5 bar und häufig nicht mehr als 3 bar betragen. Vielfach beträgt sie 0,2 bis 1 bar.
Die der Destillationsvorrichtung kontinuierlich zugeführte Menge an (Meth)acrylsäure als Hauptbestandteil enthaltendem flüssigen Gemisch liegt in typischer Weise bei 2000 bis 4000 l/h.
Von dem sich im Lauf der Zeit ansammelnden schwersiedenden Destillationsrückstand kann z. B. über die Entnahmestelle 7 konti­ nuierlich ein Teil entnommen werden.
Beispiel und Vergleichsbeispiele
a) Destillative Einphasenstromauftrennung einer durch gasphasen­ katalytische Oxidation erhaltenen, mit Phenothiazin versetz­ ten und mit Aminoguanidinhydrogencarbonat behandelten sowie mit Dodecylbenzolsulfonsäure versetzten Acrylsäure, die
99,25 Gew.-% Acrylsäure
0,2 Gew.-% Dodecylbenzolsulfonsäure (Belagsbildungs­ minderer)
500 ppm Essigsäure
200 ppm Propionsäure
10 ppm niedermolekulare Aldehyde
300 ppm Wasser
200 ppm Phenothiazin (Prozeß-Polymerisationsinhibitor) und
2000 ppm Diacrylsäure
enthielt, in einer aus Destillierblase, Kondensationsvor­ richtung und Verbindung zwischen Destillierblase und Kon­ densationsvorrichtung bestehenden Destillationsvorrichtung, wobei in die Destillierblase ein Robert-Verdampfer wie in Fig. 2 integriert war (1 = Destillierblase, 2 = Heizdampf), 3 = Heizdampfkondensat, 4 = Sumpfproduktaustrag, 5 = Flüssig­ keitsstand, 6 = Verdampferrohr, 7 = zentrales Fallrohr, 8 = Umlaufrichtung).
Die genauen Daten der Destillationsvorrichtung und der Betriebsweise lauteten:
  • - Einbautenfreie, lediglich Prallvorrichtungen aufweisende Destillationskolonne aus Edelstahl mit Innendurchmesser = 1000 mm und Länge = 4000 mm;
  • - Robert-Verdampfer mit 351 Verdampferrohren aus Edelstahl (Außendurchmesser der Verdampferrohre = 30 mm, Wanddicke = 2 mm, Länge = 1200 mm);
  • - Zulauf der aufzutrennenden Acrylsäure unmittelbar in die Destillierblase mit einer Zulauftemperatur von 25°C: 3000 l/h;
  • - Druck in der Kolonne: 70 mbar;
  • - Siedetemperatur in den Verdampferrohren: 75°C;
  • - 4 bar Heizdampf einer Temperatur von 151°C;
  • - Dampfverbrauch: ca. 800 kg/h;
  • - Sumpfproduktentnahme: 300 l/h.
Im Kondensator fielen ca. 2700 l/h eines Kondensats an, das
99,7 Gew.-% Acrylsäure
< 1 ppm Phenothiazin
< 10 ppm niedermolekulare Aldehyde und
< 1000 ppm Diacrylsäure
enthielt, und dem unmittelbar Hydrochinonmonomethylether als Lagerstabilisator zugesetzt wurde.
In den engen Verdampferrohren wird die aufzutrennende Acryl­ säure von den entstehenden Siededampfblasen aufwärts ge­ fördert und im zentralen Fallrohr wieder nach unten geführt (natürlicher Selbstumlauf).
Nach 7 Tagen kontinuierlichem Betrieb mußte die De­ stillationsvorrichtung wegen Verstopfung der Verdampferrohre abgeschaltet werden.
  • b) Destillative Einphasenstromauftrennung derselben Acrylsäure wie in a) in einer aus Destillierblase, Kondensationsvor­ richtung und Verbindung zwischen Destillierblase und Kon­ densationsvorrichtung bestehenden Destillationsvorrichtung, wobei der Rohrbündelverdampfer aus der Destillierblase wie in Fig. 3 ausgelagert war (1 = Destillierblase, 2 = Umlauf­ pumpe, 3 = Röhrenverdampfer, 4 = Heizdampf, 5 = Heizdampfkon­ densat, 6 = Sumpfproduktentnahme, 7 = Umlaufrichtung, 8 = Trennvorrichtung, 9 = Ausstrom, 10 = Zustrom) . Die Förde­ rung der aufzutrennenden Acrylsäure erfolgte mittels einer Umlaufpumpe.
Die genauen Daten der Destillationsvorrichtung und der Betriebsweise lauteten:
  • - Einbautenfreie, lediglich Prallvorrichtungen aufweisende Destillationskolonne aus Edelstahl mit Innendurchmesser = 1000 mm und Länge = 4000 mm;
  • - Ausgelagerter Röhrenverdampfer mit 219 Verdampferrohren aus Edelstahl (Außendurchmesser der Verdampferrohre = 30 mm, Wanddicke = 2 mm, Länge = 3000 mm);
  • - Förderleistung der Umwälzpumpe: 250 000 l/h;
  • - Strömungsgeschwindigkeit in den Verdampferrohren: 1,4 m/sec;
  • - Zulauf der aufzutrennenden Acrylsäure unmittelbar in die Destillierblase mit einer Zulauftemperatur von 25°C: 3000 l/h;
  • - Druck in der Kolonne: 70 mbar;
  • - Siedetemperatur in den Verdampferrohren: 75,5°C (bedingt durch den zusätzlichen hydrostatischen Druck der Blasenflüssigkeit);
  • - 4 bar Heizdampf einer Temperatur von 151°C;
  • - Dampfverbrauch: ca. 800 kg/h;
  • - Sumpfproduktentnahme: 300 l/h;
  • - Kondensatanfall wie in a).
Die in den Verdampferrohren siedende Flüssigkeit wurde un­ mittelbar in die Destillierblasenflüssigkeit geführt. Nach 20 Tagen kontinuierlichem Betrieb mußte die Destillationsvor­ richtung wegen Verstopfung der Verdampferrohre abgeschaltet werden.
  • c) Destillative Einphasenstromauftrennung derselben Acrylsäure wie in a) in einer Destillationsvorrichtung wie in b) mit dem Unterschied zu b), daß der Röhrenverdampfer von der De­ stillierblase druckseitig durch eine Drosselvorrichtung ge­ trennt war. Der dadurch aufgebaute Druck im Röhrenverdampfer betrug vor der Drossel 3 bar (Pumpendruck) und verhinderte in selbigem Siedeblasenbildung. Die Differenz zwischen der Siedetemperatur in der Destillierblase (75°C) und der Temperatur in den Rohren des Röhrenverdampfers betrug 8 K.
Der Eintritt der überhitzten Flüssigkeit erfolgte unmittelbar in die Destillierblasenflüssigkeit.
Nach 4 Monaten kontinuierlichem Betrieb wiesen die Rohre des Röhrenverdampfers noch keinen Belag auf.

Claims (10)

1. Verfahren der kontinuierlichen destillativen Auftrennung von flüssigen Gemischen, die als Hauptbestandteil (Meth)acryl­ säure enthalten, in einer Destillationsvorrichtung, die eine Destillierblase, einen Kondensator und eine Verbindung zwi­ schen Destillierblase und Kondensator aufweist und der das aufzutrennende flüssige Gemisch kontinuierlich zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der zum Siedeverdampfen des flüssigen Gemisches erforderlichen Energie der Destillationsvorrichtung dadurch zugeführt wird, daß man dem bei einem Druck Px befindlichen flüssigen Inhalt der Destillierblase kontinuierlich einen Anteil entnimmt, diesen bei einem oberhalb von Px gelegenen Druck Py auf eine Temperatur Ty′ mit der Maßgabe erhitzt, daß Typ oberhalb der zum Druck Px gehörigen Siedetemperatur Tx und unterhalb der zum Druck Py gehörigen Siedetemperatur Ty des flüssigen In­ halts der Destillierblase liegt, und anschließend den bezogen auf den Druck Px so überhitzten entnommenen Anteil der Destillierblasenflüssigkeit unter Entspannung in die Destillationsvorrichtung zurückführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das destillativ aufzutrennende flüssige Gemisch 95 Gew.-% (Meth)acrylsäure enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Destillierblase 10 bis 150 mbar beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auftrennung als Einphasenstromauftrennung ausgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das destillativ aufzutrennende flüssige Gemisch kontinuierlich unmittelbar in die Destillierblase zugeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der überhitzte entnommene Anteil der Destil­ lierblasenflüssigkeit unmittelbar in die Destillierblasen­ flüssigkeit rückgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Differenz zwischen Py und Px 0,2 bis 8 bar beträgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Ty′ 3 bis 12 K oberhalb der Temperatur des flüs­ sigen Inhalts der Destillierblase liegt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Überhitzung des entnommenen Anteils der Destillierblasenflüssigkeit in einem Rohrbündelwärmeaustau­ scher erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das destillativ aufzutrennende flüssige Gemisch neben (Meth)acrylsäure Phenothiazin und Dodecylbenzolsulfon­ säure enthält.
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