DE2165454A1 - Verfahren zur Gewinnung von Isopren aus Mischungen, worin dieses enthalten ist - Google Patents

Description

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Case 436

SIiAM PROGETTI S.p.A, Mailand / Italien

Verfahren zur Gewinnung von Isopren aus Mischungen, worin

dieses enthalten ist

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Isopren aus Mischungen, worin dieses enthalten ist.

Die Erfindung betrifft insbesondere die Extraktion von Isopren mit hoher Reinheit aus Mischungen, worin dieses enthalten ist.

Es ist bekannt, daß Isopren mit hohem Reinheitsgrad hergestellt werden muß, wenn es zur Herstellung stereospezifischer Polymerisate verwendet wird, da die Verunreinigungen bei Konzentrationen, die höher sind als es einem bestimmten Wert entspricht, während der Polymerisation sehr nachteilig wirken, was insbesondere für Cyclopentadien gilt.

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Isopren muß daher tatsächlich einen Cyclopentadien-Gehalt besitzen, der niedriger ist als einige ppin. Diese Verunreinigung ist immer in einem Ö^-Strom enthalten, der beispielsweise bei Pyrolyseverfahren erhalten wird, die wichtige Quellen für Isopren sind. In einem solchen C^-Strom kann Isopren in Mengen im Bereich von 10 bis 30$ entsprechend den Arbeitsbedingungen bei der Pyrolyse vorhanden sein.

Viele Verfahren sind bekannt» um Isopren aus Mischungen, worin dieses enthalten ist, zu extrahieren. Ein typisches Verfahren zur Entfernung von Cyclopentadien basiert auf der Tatsache, daß Cyclopentadien, nachdem es auf eine Temperatur, die höher als ungefähr 80⁰C ist, erwärmt wurde, zu Dicyclopentadien dimerisiert, das durch Destillation entfernt werden kann.

In der Praxis wird das Ausgangsmaterial bei hoher Temperatur und hohem Druck, um die Dimerisation zu bewirken, behandelt.

Obgleich man mit dieser Behandlung das Cyclopentadien entfernen kann, findet jedoch auch-ein bemerkenswerter und unerwünschter Verlust an Isopren statt, da Isopren selbst auch eine bestimmte Reaktivität aufweist. Bei dieser Behandlung sind weiterhin lange Reaktionszeiten erforderlich.

Ein anderes Verfahren zur Entfernung von Cyclopentadien ist die extraktive Destillation.

Unterwirft man ein Ausgangsmaterial, das Isopren und Cyclopentadien enthält, der extraktiven Destillation in Anwesenheit eines geeigneten Lösungsmittels, das V/asser oder kein Wasser enthält, wobei man Isopren als Destillat erhält, wird das Cyclopentadien mit dem Lösungsmittel extrahiert, da die spezifische Flüchtigkeit von Cyclopentadien geringer ist als von Isopren.

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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Gewinnung von Isopren aus Mischungen aus C^-Kohlenwasserstoffen, das bei bemerkenswert viel Arbeitsbedingungen durchgeführt werden kann und mit dem man vor allen Dingen das Isopren mit der gewünschten Reinheit, die bei der Polymerisation erforderlich ist, erhält. Isopren wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem Gehalt an Cyclopentadien erhalten, der geringer ist als einige ppm, vorzugsweise niedriger als 1 ppm.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorteile, die man bei der Durchführung des Verfahrens erzielt, sind weiterhin weder durch die Art des behandelten Beschickungsmaterials noch durch das Lösungsmittel, das man verwendet, um das Isopren aus dem Beschickungsmaterial zu gewinnen, beschränkt.

Es ist eine wesentliche Eigenschaft des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß man Lösungsmittel verwenden kann, die verschiedene Mengen oder Prozentgehalte an Wasser enthalten. Man kann beispielsweise als Lösungsmittel N-Formylmorpholin und Morpholin verwenden, die 1 bis 20$ Wasser enthalten, wobei man Isopren mit Polymerisationsqualität erhält, das einen Cyclopentadien-Gehalt aufweist, der niedriger ist als einige ppm,und dessen Gehalt an acetylenisehen Verbindungen insgesamt niedriger als 50 ppm ist, selbst wenn man C,--Fraktionen als Ausgangsmaterial verwendet, die Cyclopentadien in einem 1:1-Gewichtsverhältnis mit Isopren enthalten und die besonders reich an acetylenisehen Verbindungen sind (bis zu 5 Gew.fo in dem Beschickungsmaterial für die Extraktionsstufe).

Morpholin, vermischt mit Wasser, vorzugsweise in Mengen bis zu 5 Gew.?S, oder Mischungen aus Morpholin und Formylmorpholin, vermischt mit Wasser, können nützlich verwendet werden» bedingt durch die ausgezeichnete Selektivität, die

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sie bei der Trennung von Isopren von C^-Olefinen, Cyclopentadien und acetylenischen Verbindungen aufweisen, wie

es beispielsweise in der deutschen Patentschrift

(Patentanmeldung P 20 36 205.4) beschrieben ist.

Wie bereits angegeben, kann man sehr gute Ergebnisse erhalten, wenn man andere Lösungsmittel, die bekannt und oft bei Extraktionsverfahren verwendet werden, wie Acetonitril, Furfurol, Anilin, Dimethylformamid, Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon, ß-Methoxypropionitril, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet.

Das Isopren mit hoher Reinheit wird erhalten, wenn man einen Reinigungskreisprozeß verwendet, bei dem Säulen oder Kolonnen mit einer geeigneten Anzahl von Böden verwendet werden.

Der betreffende Kreisprozeß ermöglicht ebenfalls eine Arbeitselastizität, die erforderlich ist bei Verfahren, bei denen die Zusammensetzung des Beschickungsmaterials stark variieren kann, beispielsweise bei Arbeitsbedingungen, wo mit Dampf gecrackt wird und wobei diese Beschickungsmgtterialien gebildet werdön.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Beschickungsmaterial, das hauptsächlich Cc-Kohlenwasserstoffe und das Isopren, das gewonnen werden soll, enthält, in eine extraktive Destillationssäule eingeleitet, in die ebenfalls ein geeignetes Lösungsmittel, das v/asser enthält, eingeführt wird, und wobei dieses Lösungsmittel in der vorliegenden Beschreibung allgemein als Lösungsmittel bezeichnet wird. Das'Überkopfprodukt der Säule wird aus dem Kreisprozeß entfernt.

Das Sumpfprodukt oder Bodenprodukt wird in eine zweite extraktive Destillationssäule geleitet, in die ein anderes Lösungsmittel eingeleitet wird.

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— 5 —

Das der zweiten Extraktionsdestillationssäule wird in eine dritte extraktive Destillationssäule geführt, in die ebenfalls Lösungsmittel eingeleitet wird,das aus einer Abstreifvorrichtung stammt; das Überkopfprodukt der dritten extraktiven Destillätionssäule, das fast das gesamte Isopren enthält, wird in bekannte Rektifizieranlagen geleitet, wo das Isopren in der gewünschten Reinheit isoliert wird. Das Bodenprodukt wird einem AbstreifVorgang unterworfen, um das Lösungsmittel zu gewinnen, das dann, wie bereits angegeben, in die dritte extraktive Destillationssäule geleitet wird.

Am oberen Teil der Lösungsmittel-Abstreifvorrichtung wird ein Strom entnommen, der entweder in die zweite extraktive Destillationssäule zurückgeführt wird oder der verworfen wird oder der mit dem Febenstrom der zweiten extraktiven Destillationssäule vereinigt wird. Dieser Strom kann je nach Bedarf bei der Trennstufe des Cyclopentadiens und der Gewinnung des Isoprens, das darin enthalten ist, verwendet werden oder er kann verworfen werden.

Dieser Strom wird, bevor er bei der Trennung verwendet wird, wenn,dies vorgesehen ist, einer Behandlung unterworfen, damit das Cyclopentadien und andere Verbindungen, die fähig sind, gemäß der Diels-Alder-Umsetzung zu reagieren, dimerisieren. Der so erhaltene Isopren-Strom wird, bevor er in die erste-extraktive Destillationssäule zurückgeführt wird, von acetylenischen Verbindungen gemäß bekannten Verfahren befreit.

In der Abstreifstufe, in der das Lösungsmittel wiedergewonnen wird," werden die dimeren Produkte des Cyclopentadiens und andere Diene aus der Dampfphase des V/iedererwärmers oder Reboilers oder an einer Stelle der Säule, die zwischen dem tfiedererwärmer und der Stelle, wo das Beschickungsmaterial eingeführt wird, liegt, entnommen«

oeandert aemaa Einsab·* 2 0 9 8 2 8/1131

Dies ist möglich, weil in dem Lösungsmittel Wasser vorhanden" ist, wobei dieses i/asser, wie bereits angegeben, ein Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt daher die folgenden Stufen:

Einleiten des Beschicicungsmaterials in eine extrak-. tive Destillationssäule in Anwesenheit eines geeigneten Lösungsmittels,' das Wasser enthält,

Einleiten des Sumpfprodukts der ersten Säule in eine zweite extraktive Destillationssäule, ebenfalls in Anwesenheit eines Lösungsmittels, das V/asser enthält,

Einleiten des Überkopfprodukts der zweiten extraktiven Destillationssäule in einer dritte extraktive Destillationssäule, in die ebenfalls andere Lösungsmittel,die Wasser enthalten, eingeführt werden,

Entnehmen eines Stroms, der Isopren enthält, am oberen Teil der dritten extraktiven Destillationssäule und Überführen dieses Stroms in bekannte Rektifizierungsanlagen,

Entnehmen am unteren Teil der dritten extraktiven Destillationssäule eines Stroms, der in eine Abstreifstufe geleitet wird, um das Lösungsmittel zu gewinnen,

Entnehmen von Oligomeren und Dimeren, die im Bodenteil der Abstreifvorrichtung gebildet wurden,

Entnehmen von einer Seitenstelle der zweiten extraktiven Destillisationssäule und vom oberen Teil der Abstreifstufe Ströme, die im wesentlichen Isopren und Cyclopentadien enthalten, wobei der erste Strom entweder verworfen oder alternativ einer Dimerisation, Abtrennung der acetylen!sehen Verbindungen gemäß bekannten Verfahren unterworfen wird und dann das Isopren gewonnen wird, das in die erste extraktive Destillationssäule zurückgeführt wird. Der zweite Strom wird entweder in die zweite extraktive Destillationssäule recyclisiert oder verworfen oder

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alternativ einer Dimerisation und der Gewinnung von Isopren unterworfen, nachdem die acetylen!sehen Verbindungen mittels bekannter Verfahren abgetrennt wurden.

Im folgenden wird" eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert. Selbstverständlich ist es auch möglich, daß man einzelne Verfahrensmerkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens getrennt verwenden kann.

Anhand der beigefügten Zeichnung wird eine erfindungsgemäße Ausführungsform, die die Stufen der Dimerisation und Isopren-Gewinnung aus dem Strom umfaßt, beschrieben.

Das Beschickungsmaterial, das im wesentlichen C^-Kohlenwasserstoffe enthält und das beispielsweise aus Pyrolyseverfahren stammt und das Isopren, das gewonnen werden soll, enthält, wird über 1 in eine erste extraktive Destillationssäule 3 eingeleitet, in die ebenfalls ein Lösungsmittel über 7 eingeführt wird.

Verbindungen und Olefine, die in dem Lösungsmittel weniger löslich sind, werden an dem oberen Teil der Säule 3 über 2 entnommen, während Isopren,die anderen Diene und die acetylenischen Verbindungen, die in dem Lösungsmittel löslicher sind, am unteren Teil über die Leitung 11 entnommen werden.

Ein anderes wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß das Cyclopentadien, das in die Säule 3 eingeleitet wird, ebenfalls in dem ursprünglichen Beschickungsmaterial in hohen Mengen, bezogen auf Isopren (ungefähr 1:1), vorhanden sein kann, ohne daß es zuvor teilweise entfernt werden muß. Man erhält so im Sumpf der Säule 3 eine hohe Konzentration an Dienen, und dadurch ist es möglich, die Temperatur des Wiedererwärmers bei relativ niedrigen rferten zu halten, wodurch kaum Polymerisation der

geändert gemäß eingab·
eingegangen am .

Diene auftritt. Diene polymerisieren bei hohen Temperaturen sehr schnell.

Auf diese Weise ist es nicht nötig, das Isopren in den unteren Teil der Säule zu recyclisieren, was im allgemeinen erforderlich ist, wenn man das gleiche Ergebnis erzielen will.

Der Strom, der aus dem unteren Teil der Säule 3 entnommen wird, wird über die Leitung 11 in eine zweite extraktive Destillationssäule 12 geleitet, in der der Hauptteil des Cyclopentadiens und der acetylenischen Kohlenwasserstoffe Jk_ von dem Isopren abgetrennt wird. Diese Säule wird auf erfindungsgemäße V/eise so betrieben, daß der Cyclopentadien-Gehalt im Strom, der den Kopf der Säule verläßt, niedrige bis sehr niedrige uferte annimmt, vorzugsweise liegen die v/erte im Bereich einiger Prozenteinheiten. Ein Nebenstrom, der reich an Cyclopentadien ist, wird über die Leitung 20 entnommen. Dieser Nebenstrom enthält fast alle acetylenischen Verbindungen des Beschickungsmaterials. Am Boden wird über die Leitung 10 das Lösungsmittel entnommen, das sowohl in den oberen Teil der Säule 3 als auch in den oberen Teil der gleichen Säule 12 über 9 recyclisiert wird.

Der Nebenstrom, der über die Leitung 20 abgeführt wird, kann ebenfalls merkliche Isoprenmengen enthalten. Daher kann dieser Strom einer thermischen Dimerisation des Cyclopentadiene in 23 unterworfen werden, und nach einem AbstreifVorgang in 18 und Entfernung von acetylenischen Verbindungen durch bekannte Verfahren in 6 kann das Isopren gewonnen und an einer geeigneten Stelle in den Kreislauf über 8 zurückgeführt werden. Wie zuvor erwähnt, kann dieser Strom, ebenfalls verworfen werden.

Die vorliegende Erfindung besitzt daher den Vorteil, daß man durch die Säule 12 eine konstante Zusammensetzung des Beschikkungsmaterials für die letzte extraktive Destillationssäule erhält,das über 13 eingeführt wird, auch wenn die

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Zusammensetzung des Beschickungsmaterials variiert. Die extraktive Destillationssäule 14 hat den Zweck, Isopren mit der gewünschten Konzentration an Cyclopentadien und polarer acetylenischer Verbindungen zu ergeben. Die Säule 14 ist kritisch, und es ist bevorzugt, sie mit einem Isopren-Strom zu betreiben, der Cyclopentadien in sehr niedrigen Mengen, vorzugsweise von ungefähr 1$, enthält.

Der zuvor erwähnte Vorteil ermöglicht es, daß die Cyclopentadien-Menge in dem ursprünglichen Beschickungsmaterial stark variieren kann, bedingt durch die Elastizität der Säule 12, die unter verschiedenen Bedingungen betrieben werden kann, und wobei es möglich ist, das Verhältnis an Cyclopentadien und Isopren in dem Nebenstrom der Säule zu variieren. Andererseits ist es nicht unbedingt erforderlich, das Lösungsmittel in dem Boden der Säule vollständig abzustreifen, da mögliche geringe Mengen an Cyclopentadien in dem Lösungsmittel, das über die Leitung 10 entnommen wird, keine ernstlichen Cyclopentadien-Verunreinigungen bewirken, da das Lösungsmittel, das den Boden der Säule 12 verläßt, nur für die Säule 3 und 12 und nicht für die Säule 14 (die letzte extraktive Destillationssäule) verwendet wird, worin die Verunreinigung sehr gefährlich wäre.

Diese Arbeitsbedingungen erlauben ebenfalls in den Säulen 3» 12 und 14 die mögliche Verwendung unterschiedlicher Lösungsmittel oder der gleichen Lösungsmittel, wobei die Lösungsmittel unterschiedliche Mengen Wasser enthalten können.

Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die mögliche Dimerisation des Cyclopentadiens an dieser Stelle,des Kreisprozesses erfolgt. Gemäß dem Schema erfolgt die Behandlung von Strömen, die eine hohe Cyclo-

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- ίο -

pentadien-Konzentration besitzen; dadurch werden die Reaktionsvolumen, die Verweilzeiten und die Verluste an Isopren erniedrigt.

Die acetylen!sehen Verbindungen werden gemäß bekannten Verfahren abgetrennt. Es ist zweckdienlich, die Abtrennung in Strömen durchzuführen, die an Isopren reich sind, und die aus dem oberen Teil der Abstreifvorrichtung 18 entfernt werden. Die Abstreifvorrichtung 18 hat den Zweck, aus dem Kreislauf, aus dem Sumpf der Vorrichtung 18 über 5 Dicyclopentadien und die anderen Produkte, die bei der Diels-Alder-Umsetzung gebildet werden, zu entfernen.

Der Überkopfstrom der Säule 12 wird über 13 in die letzte extraktive Destillationssäule 14 geleitet.

Der Strom enthält im wesentlichen Isopren, Piperylen, einige Prozent Cyclopentadien und die restlichen acetylenischen Verbindungen. Isopren wird am oberen Teil der Säule 14 über die Leitung 15 zusammen mit Piperylen mit den gewünschten Mengen an Cyclopentadien und polaren acetylenischen Verbindungen entnommen, während über 26 der Bodenstrom, der Lösungsmittel, Cyclopentadien und acetylenische Verbindungen zusammen mit einer gewissen Menge an Isopren enthält, in die letzte Abstreifvorrichtung 25 geleitet wird.

Das Cyclopentadien, die acetylenischen Verbindungen und das Isopren, die den oberen Teil der Säule 25 verlassen, können entweder an einer geeigneten Stelle recyclisiert werden oder in die Dimerisationsvorrichtung 23 über die Leitungen 2ΐ und £2 geleitet werden oder in das anschließende Isopren-Gewinnungssystem über 24 geführt werden oder aus dem Kreisprozeß entfernt werden, wenn dies zweckdienlich ist, oder sie können ebenfalls und vorzugsweise in die Säule 12 recyclisiert werden. Das Lösungsmittel, das den

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unteren Teil der Säule 25 verläßt, wird in den oberen Teil der Säule 14 über 4 recyclisiert, wobei in diesem Lösungsmittel das Cyclopentadien vollständig abwesend sein muß.

Erfindungsgemäß erhält man einen wesentlichen Vorteil, indem man aus der Dampfphase des v/iedererwärmers oder an einer Stelle am unteren Teil der Abstreifvorrichtung 25 einen Abfluß aus Oligomeren und Dimeren von Cyclopentadien und anderen Dienen .über 27 entnimmt. Dieser Arbeitsvorgang wird durch die Anwesenheit von Wasser im Lösungsmittel erleichtert.

Die Entfernung von Cyclopentadiendimeren aus dem Lösungsmittel, das den unteren Teil der Säule verläßt und in den oberen Teil der Säule 14 recyclisiert wird, beseitigt das Risiko der Verunreinigung, bedingt durch Umwandlung von Dicyclopentadien in Cyclopentadien, eine Umwandlung, die an Stellen des oberen Teils der Säule 14 stattfinden kann. Die Entfernung der Oligomere vermindert der Säule.

Der Überkopfstrom der Säule 14, der die gewünschte Menge an Cyclopentadien und stärker polare acetylenische Verbindungen enthält, wird über die Leitung 15 in die letzte Rektifizierungsanlage, die Säule 16, geleitet. Am oberen Teil der Säule 16 werden die letzten Rückstände über 17 entnommen, während Piperylen und andere schwerde Kohlenwasserstoffe über die Leitung 28 aus dem Sumpf entnommen werden. Isopren in Polymerisationsqualität wird als Nebenstrom 29 aus dem oberen Teil der Säule entnommen.

Das Überkopfprodukt der Säule 16 wird über 17 mit dem Überkopfprodukt der Säule 18 vermischt und durch die Leitung in die ^tufe 6 geleitet, wo die acetylenischen Verbindungen abgetrennt und dann über 8 in die Säule 3 recyclisiert werden.

tu^-v2 0 98 2 8/1131

2 16545A

Dies erfolgt offensichtlich dann, wenn die Ströme 20 und 21 -oder mindestens einer von ihnen einer Dimerisationsbehandlung unterworfen werden und aus ihnen anschließend Isopren isoliert wird. Sonst wird der Strom 17 verworfen.

Was das Lösungsmittel betrifft, so ist es nützlich, einen aliquoten Teil des Lösungsmittels kontinuierlich aus den beiden getrennten Lösungsmittel-Kreisprozessen zu entfernen und nach einer Regenerationsbehandlung erneut in den Kreisprozeß einzuführen.

Es ist ebenfalls nötig, daß das Lösungsmittel bestimmte Mengen an Verbindungen enthält, die in der Lage sind, die Polymerisation zu inhibieren.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie jedoch zu beschränken.

Beispiel 1

In die Säule 3 wurde ein Strom von CV-Kohlenwasserstoffen in einer Menge von 100 Mol/h eingeführt. Der Strom hatte die folgende Zusammensetzung:

gesättigte und olefinische C,-K&hlenwasserstoffe

Isopentan n-Pentan
3-Methyl-1-buten 1-Penten
2-Penten-(trans) 2-Methyl-1-buten 2-Penten-(cis) 2-Methyl-2-buten Cyclopentan 1,4-Pentadien Isopren

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0,2	Mol
8,6	Il
11,8	ti
0,7	ti
4,0	ti
3,0	ti
8,3	tt
1,7	ti
3,9	Il
0,5	Il
1,9	ti
25,5	Il

2	165454
2,4	Mol-jS
7,7	Il
3,9	ft
0,5	Il
15,2	Il
0,2	Il

Cyclopenten 1,3-Pentadien-(trans) 2,3-Pentadien 2-Butin

Cyclopentadien Isopropenylacetylen

Es wurde "bei den folgenden Bedingungen gearbeitet:

ο Druck am oberen !eil der Säule 1,2 kg/cm

Sumpftemperatur 100⁰G

L/D =2,5 (Rückflußverhältnis) Böden = 70

Lösungsmittel: Formylmorpholin-Wasser (5 G-ew.$ Wasser) Strömungsgeschwindigkeit des Lösungsmittels (Strom 7) ^:

kg/h

Aus dem oberen Teil der Säule 3 wurden entnommen:

gesättigte und olefinische C.Kohlenwasserstoffe ■

Isopentan

n-Pentan

3-Methyl-1-buten 1-Penten

2-Penten-(trans) 2-Methyl-1-buten 2-Pentan-(cis) 2-Methyl-2-buten Cyclopentan 1,4-Pentadien Isopren

Der Strom, der am Boden der Säule 3 entnommen wurde, wurde mit dem Strom, der den oberen !eil der Abstreifvorrichtung 25 verließ, vermischt und dann in die Säule 12 eingeleitet. Der Nebenstrom aus dem unteren Teil der Säule 12 (Leitung 20)

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0,2	Mol/h
8,6	Il
11,8	Il
0,7	Il
4,0	Il
3,0	Il
8,3	Il
1,7	Il
3,7	Il
0,5	Il
1,5	Il
0,3	Il

2165A54

0,59	Mol/h
0,11	Il
3,04-	Il
2,17	Il
0,5	Il
15,2	Il
0,2	Il

-H-

hatte die folgende Zusammensetzung:

Isopren Cyclopenten 1,3-Pentadien-(trans) 2,3-Pentadien 2-Butin Cyclopentadien Isopropenylacetylen

Die trennung erfolgte in der Säule 12 bei den folgenden Bedingungen:

Druck am oberen Teil der Säule =1,2 kg/cm Sumpftemperatur = 165 C

L/D =1,5 (Rückflußverhältnis)

Böden = 65

Lösungsmittel: Formylmorpholin-Wasser (5 Gew./^ Wasser) Stromungsgeschwindigkeit des Lösungsmittels: 20 kg/h

Der Strom, der den oberen Teil der Säule 12 verließ, wurde in die Säule 14· geleitet, die bei folgenden Bedingungen betrieben wurde:

Druck am oberen Teil der Säule =1,2 kg/cm Sumpftemperatur = 100⁰C

Ii/H = 1 (Rückflußverhältnis)

Böden: 75

Lösungsmittel: Formylmorpholin-Wasser (5 Gew. ^cß> v/asser) Geschwindigkeit der Lösungsmittelströmung: 8 kg/h

Aus dem oberen Seil wurde ein Strom an Roh-Isopren, der kein Cyclopentadien und keine polaren acetylenischen Verbindungen enthielt, entnommen (dieser Strom wurde in die letzte Rektifizierungsanlage geleitet):

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Er hatte die folgende Zusammensetzung	0,2	Mol/h
2-Methyl-2-buten	0,4	Il
1,4,Pentadien	24,61	Il
Isopren	2,29	It
Cyclopenten	4,66	It
1,3-Pentadien-(trans)	1,73	It
2,3-Pentadien

Der Bodenstrom'der Säule 14 wurde in die Abstreifvorrichtung 25 geleitet, die bei den folgenden Bedingungen betrieben wurde:

Druck am ^äulenkopf: 1,2 kg/cm
Sumpftemperatür: 155°C
L/D = O (Rückflußverhältnis)
Böden: 25

Der Strom, der am oberen Teil der Säule entnommen wurde, wurde, wie bereits beschrieben, in die Säule 12 recyclisiert, um das Isopren, das darin enthalten ist, zu gewinnen.

Beispiel 2

Ein Strom aus C^-Kohlenwasserstoffen wurde in die Säule mit einer Geschwindigkeit von 100 Mol/h eingeleitet. Der Strom besaß die folgende Zusammensetzung:

Isopentan 7,6

n-Pentan

3-Methyl-1-buten 1-Penten

2-Methyl-1-buten 2-Penten-(cis) 2-Methyl-2-buten Isopren

1,3-Pentadien-(trans) 2-Butin

Cyclopentadien

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10,5	It
0,4	Il
2,6	It
4,8	It
3,2	It
2,9	Il
30,0	ir
11,2	Il
0,8	It
26,0	It

- 16 -

Es wurde bei den folgenden Bedingungen gearbeitet:

2 Druck am Kopf der Säule: 1,2 kg/cm

Sumpftemperatur: 80⁰C

L/D = 3,5 (Rückflußverhältnis)

Böden: 80

Lösungsmittel: Formylmorpholin-Morpholin-Wasser (35/60/5,

ausgedrückt durch das Gewicht)

Strömungsgeschwindigkeit des Lösungsmittels: 40 kg/h

Aus dem oberen Teil der Säule 3 wurden entfernt:

Isopentan
n-Pentan
3-Methyl-1-buten 1-Penten

2-Methyl-1-buten 2-Penten-(cis) 2-Methyl-2-buten Isopren

Der Strom, der am Boden der Säule 3 entnommen wurde, wurde in die Säule 12 geleitet, in die ebenfalls der Strom vom oberen Teil der Abstreifvorrichtung 25 geleitet wurde. Es wurde bei den folgenden Bedingungen gearbeitet:

™ Druck am Kopf der Säule: 1,2 kg/cm
Sumpftemperatur: 165⁰C
L/D =2,2 (Rückflußverhältnis)
Böden: 70

Lösungsmittel: Formylmorpholin-Morpholin-Wasser (Gewichtsverhältnis 35/60/5)

Strömungsgeschwindigkeit des Lösungsmittels: 15 kg/h

Ein Nebenstrom, der aus dem Abstreifteil entnommen wurde, wurde nach Dimerisation des Cyclopentadiens und Entfernen der acetylenischen Verbindungen durch Hydrierung zur Isopren-Gewinnungsstufe geführt. Der Strom (Leitung 20) hatte die folgende Zusammensetzung:

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7,6	Mol/h
10,5	Il
0,4	Il
2,6	Il
4,8	Il
3,1	Il
2,7	Il
0,3	Il

Isopren 3,0 Mol/h

1,3-Pentadien-(trans) 8,3 "

2-Butin 0,8 »

Cyclopentadien 26,0 "

Der Strom, der den oberen Teil der Säule 12 verließ, wurde in die Säule 14 geleitet, die bei folgenden Bedingungen.

betrieben wurde:

Druck am Säule'nkopf: 1,2 kg/cm

Sumpftemperatur: 85⁰C

L/D = 1 CRückflußverhältnis)

Böden: 90

Lösungsmittel: IPormylmorpholin-Morpholin-Wasser (Gewichtsverhältnis 35/60/5)

Strömungsgeschwindigkeit des Lösungsmittels: 8 kg/h

Aus dem oberen Teil wurde ein Strom aus Roh-Isopren, der frei von Cyclopentadien und polaren aeetylenischen Verbindungen war, entnommen (dieser Strom wurde in die letzte Rektifizierungsstufe geleitet). Er hatte die folgende Zusammensetzung:

2-Penten-(cis ' 0,1 Mol/h

2-Methyl-2-buten 0,2 »

Isopren 26,7 "

1,3-Pentadien-(trans) ■ 2,9 "

Der Strom aus dem unteren Teil der Säule 14 wurde in die Abstreifvorrichtung 25 geleitet, die bei den folgenden Bedingungen betrieben wurde:

Druck am Säulenkopf: 1,2 kg/cm
Sumpftemperatur: 135⁰C
L/D = 0 (Rückflußverhältnis
Böden: 25

Der Strom, der den Kopf der Säule verließ, wurde, wie zuvor erwähnt, in die Säule 12 recyclisiert, um das darin enthaltene Isopren zu gewinnen.

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Claims (5)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Gewinnung von Isopren aus Mischungen, worin dieses enthalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden Stufen durchgeführt werden und man

das Beschickungsmaterial in eine extraktive Destillationssäule in Anwesenheit eines geeigneten Lösungsmittels, das Wasser in unterschiedlichen Mengen entsprechend der Art des verwendeten Lösungsmittels enthält, einleitet und aus dem Kopf der Säule die olefinischen undgesättigten Kohlenwasserstoffe, die in dem Beschickungsmaterial vorhanden sind, entnimmt,

das Sumpfprodukt der ersten Säule in eine zweite extraktive Destillationssäule noch in Anwesenheit des zuvor erwähnten Lösungsmittels einleitet und aus einem Nebenstrom des Abstreifteils (Dampfphase) den Hauptteil des Cyclopentadiens und der acetylenischen Verbindungen, die in dem Beschickungsmaterial vorhanden sind, entfernt, und das Lösungsmittel, das erforderlich ist, um sowohl die erste als auch die zweite extraktive Destillationssäule zu betreiben, aus dem Sumpf gewinnt,

das Überkopfprodukt der zweiten extraktiven Destillationssäule in eine dritte extraktive Destillationssäule einleitet und ebenfalls Lösungsmittel einführt, wobei das Lösungsmittel Wasser in Mengen, die entsprechend dem verwendeten Lösungsmittel variiert werden, enthält,

einen Strom aus dem oberen Teil der dritten extraktiven Destillationssäule, der Isopren enthält, entnimmt und ihn bekannten Rektifizierungsverfahren unterwirft,

einen Strom aus dem oberen Teil der dritten extraktiven Destillationssäule entnimmt und ihn in eine Abstreifstufe leitet, um das Lösungsmittel zu gewinnen, das für die dritte extraktive Destillationssäule erforderlich ist,

die gebildeten Dimeren und Oligomeren von einer Stelle des unteren Teils der Abstreifvorrichtung entnimmt,

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zwei Ströme aus einem Seitenstrom der zweiten extraktiven Destillationssäule und aus dem oberen Teil der Abstreifstufe entnimmt, die im wesentlichen Isopren, Cyclopentadien und acetylenische Verbindungen enthalten, wobei der erste Strom entweder verworfen oder alternativ dimerisiert wird und aus ihm nach Abtrennung der acetylenisehen Verbindungen aus dem Strom durch übliche Verfahren Isopren gewonnen wird und dieses in die erste extraktive Destillationssäule recyclisiert wird, und wobei der zweite Strom entweder in die zweite extraktive Destillationssäule recyclisiert oder verworfen oder alternativ der Dimerisation unterworfen wird, wobei die acetylenischen Verbindungen von dem Isoprenstrom gemäß bekannten Verfahren abgetrennt werden und dieser zur Gewinnung des Isoprens recyclisiert wird.

2. Verfahren zur Gewinnung von Isopren aus Mischungen, die dieses enthalten, gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Lösungsmittel irgendein Lösungsmittel sein kann, das für diese Zwecke bekannt ist, wie beispielsweise N-Formylmorpholln, Morpholin, Anilin, Acetonitril, Furfurol, Dimethylformamid, Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon, ß-Methoxypropionitril und andere, wobei alle zusammen mit Wasser oder deren Mischungen mit Wasser verwendet werden können wie N-Formylmorpholin-Morpholin-WasBer oder N-Fonnylmorpholin-Acetonitril-Wasser.

3. Verfahren zur Gewinnung von Isopren aus Mischungen, die dieses enthalten, gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Lösungsmittel Wasser in Prozentgehalten im Bereich von 1 bis 25$ enthält.

4. Verfahren zur Gewinnung von Isopren aus Mischungen, die dieses enthalten, gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden ersten

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extraktiven Destillationssäulen Lösungsmittel verwendet werden, die gleich oder verschieden von dem Lösungsmittel sind, das in der dritten extraktiven Destillationssäule verwendet wird.

5. Verfahren zur Gewinnung von Isopren aus Mischungen, die dieses enthalten, gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man in den ersten beiden extraktiven Destillationssäulen Lösungsmittel verwendet, die gleich oder unterschiedlich sind wie das Losungsmittel, das man in der dritten extraktiven Destillationssäule verwendet, und wobei der Wassergehalt in dem Lösungsmittel, das in den ersten beiden extraktiven Destillationssäulen verwendet wird, sich von dem Wassergehalt des Lösungsmittels, das in der dritten extraktiven Destillationssäule verwendet v/ird, unterscheiden kann.

ORIGINAL iHSPEGTED

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