DE2255400B2 - Verfahren zur Abscheidung von Phthalsäureanhydrid - Google Patents

Description

drids periodisch auf eine Temperatur im Bereich von 48 g/Nm³.

45 bis 65⁰C gekühlt bzw. auf eine Temperatur im Be- 3S Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahreich von 150 bis 25O⁰C erhitzt werden. Diese Ab- rens besteht aus einem Gehäuse mit darin angeordnescheider enthalten eine große Zahl von Rohrreihen, ten, von den Phthalsäureanhydrid haltigen Gasen die während der Abscheidungsphase von dem Reak- umströmten Reihen von mit Heiz- oder Kühlmittel tionsgas umströmt werden. Beim Dauerbetrieb dieser beaufschlagbaren Rohrbündeln, öffnungen in dein Abscheider hat sich nun gezeigt, daß sich die von dem +0 Gehäuse zum Ein- und Austritt der Gase und zum Reaktionsgas zuletzt umströmten Rohrbündel, d.h. Ablassen des abgeschmolzenen Phthalsäureanhydie Rohre auf der Abströmseite des Abscheiders, all- drids. Die Wandung der auf der Gasaustrittsseite des mählich mit Ablagerungen bedecken, die im Gegen- Gehäuses befindlichen Gassammeihaube ist beheizsatz zu Phthalsäureanhydrid bei Anwendung der ge- bar. Vorzugsweise ist die Haubenwandung außenseinannten Heiztemperaturen nicht mehr abgeschmol- 45 tig mit einer Berührung für ein Heizmittel versehen, zen werden können. Der gasseitige Durchgangswider- Die Gassammeihaube kann somit getrennt von den stand des Abscheiders steigt um das Mehrfache an, Rohrbündeln des Abscheiders beheizt und daher und der Abscheidungswirkungsgrad, der bei einem auch während der Kühlphase auf einer Temperatur Abscheider ohne derartige Ablagerungen bei über im Bereich von 150 bis 25O⁰C, zweckmäßig 190 bis 99% des physikalisch Abscheidbaren liegt, sinkt auf 50 200⁰C gehalten werden. Selbstverständlich kann an 97°/o ab. Das wiederum hat Störungen in der nachge- Stelle der Berührung auch eine Mantelheizung oder schalteten Abgasreinigungsanlage zur Folge. Die Ab- eine andersartige Beheizung der Haube Anwendung jagerungen bewirken Erosionen und Korrosionen an finden.

den Rohren bzw. Rippen des Abscheiders. Mit der Das erfindungsgemaße Verfahren kann in AbZeit werden diese schwer schmelzbaren Abscheidun- 55 scheidern sehr unterschiedlicher Konstruktion und gen so stark, daß der Betrieb unterbrochen und die Gestalt durchgeführt werden. Wesentlich ist nur, daß betroffenen Rohrbündel von Hand gereinigt werden der der Gaszusammenführang zum Gasaustrittsstutmüssen. Danach wird eine mehrmalige Spülung mit zen hin dienende Gehäuseteil auch während der Abeiner geeigneten Waschflüssigkeit, z. B. Natronlauge, scheidephase auf der erhöhten Temperatur in dem vorgenommen. Derartige Unterbrechungen sind un- 60 Bereich von 150 bis 25O⁰C gehalten wird,
erwünscht, da ein zusätzlicher Abscheider zum Aus- Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfoltausch in Reserve gehalten werden muß. Da eine gend an Hand der Zeichnung näher beschrieben,
restlose Beseitigung der Ablagerungen dabei ohnehin F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt eines Abscheiders nicht möglich ist, muß die nächste Reinigung schon für das erfindungsgemäße Verfahren in schematinach kürzerer Betriebszeit erfolgen. 65 scher Darstellung;

Es wurde nun gefunden, daß man die vorgenann- F i g. 2 zeigt einen Querschnitt dieses Abscheiders

ten Mängel während des Betriebes und die auftreten· in schematischer Darstellungsweise,

den Betriebsstörungen dadurch Vermeiden kann, daß Der Abscheider besteht aus einem mittleren Ge-

3 4

bäuseteil X₁ einer Wanne 5 mit dem Gaseintrittsstut- Abscheider ausgeschmolzene Robprodukt besteht jsen 6 und einer Haube 7 mit dem Gasaustrittsstutzen aus 96,3 bis 97,0 Gewichtsprozent Phthalsäure-8. In dem Gehäuse ist ein System von Rippenrohren anhydrid, 2,8 bis 3,4 Gewichtsprozent Phthalsäure 3 untergebracht, das in Fi g. 1 nur schematisch dar- und 0,2 bis 0,3 Gewichtsprozent Nebenprodukten,
gestellt ist. Die Wandung der Gassammeihaube 7 5 . . . . .
trägt außen eine Berohrung 2, durch die entspre- Beispiel ι
cbend der Pfeilricbtung (Fig. 1) eine Wärmeträger- Ein durch katalytiscbe Oxydation von o-Xylol mit flüssigkeit geleitet werden kann, so daß der Innen- Luft erhaltenes Reaktionsgas wird durch einen Abraum der Haube auf der gewünschtea Temperatur scheider geleitet, dessen Rippenrohre mit einer Kühlgehalten wird. Für die Umschaltung des Rippenrohr- io flüssigkeit von 55⁰C gekühlt werden. Gleichzeitig systems 3 von Kühlflüssigkeit auf Heizflüssigkeit und wird die mit einer außenseitigen Berohrung verseumgekehrt sind Ventile 9 und 10 vorgesehen. Wäh- hene Gassammeihaube mit einer 19O⁰C heißen rend der Kühlphase strömt das Kühlmittel bei 11 zu, Heizflüssigkeit beheizt. Während des Abschmelzvordurchströmt die Rippenrohre in Richtung der gestri- ganges wurden sowohl die Rippenrohre als auch die chelt eingezeichneten Leitung und tritt bei 12 aus. 15 Berohrung der Gassammeihaube mit einer 19O⁰C Während dieser Zeit wird die Berohrung 2 mit Heiz- heißen Heizflüssigkeit beheizt. Nach 3^l/t]ähngeT Bemittsl beaufschlagt. Zur Abschmelzung des auf den triebszeit sind keinerlei Ablagerungen im Abscheider Rippenrohren 3 abgeschiedenen Phthalsäure- festzustellen, Korrosionen und Erosionen sind nicht anhydrids werden die Ventile 9 und 10 umgeschaltet, aufgetreten. Der gasseitige Durchgangswiderstand ist so daß das bei 13 zugeführte Reizmittel nach Durch- so praktisch unverändert; der Abscheidewirkungsgrad fließen der durch ausgezogene Linie 1 dargestellten liegt unverändert bei 99%.

Außenbeheizung durch Ventil 9 in den Abscheider Das ausgeschmolzene Rohprodukt besteht aus

zurückgeleitet und nach Durchfließen des gestrichelt 98,6 bis 99,1 Gewichtsprozent Phthalsäureanhydrid,

dargestellten Rohrsystems bei 14 abgeleitet wird . 0 8 bis 1,2 Gewichtsprozent Phthalsäure und 0,1 bis

„ ,.....,, ²S 0,2 Gewichtsprozent Nebenprodukte. Der Erstar-

Vergleichsbeispiel 1 rungspunkt des Rohproduktes beträgt 130,3⁰C.

Ein durch katalytische Oxydation von o-Xylol mit . .

Luft erhaltenes Reaktionsgas wird durch einen Ab- Beispiel 2

scheider geleitet, dessen Rippenrohre mit einer Kühl- Es wird wie in Beispiel 1 gearbeitet, wobei die

flüssigkeit von 55⁰C beaufschlagt werden. Der Fluß 30 Gassammeihaube mit einer Heizflüssigkeit von

der Heizflüssigkeit, die eine Temperatur von 195°C 170°C beheizt wird. Nach 3V2Jähriger Betriebszeit

hat, durch die Berohrung der Gassammeihaube wird sind keine Ablagerungen im Abscheider festzustellen,

zu Beginn der Kühlphase unterbrochen. Ihre Tempe- Das aus dem Abscheider abgeschmolzene Rohpro-

ratur sinkt daher während der Kühlphase auf etwa dukt enthält 98,4 bis 98,7 Gewichtsprozent Phthal-

7O⁰C ab. Zum Abschmelzen des abgeschiedenen 35 säureanhydrid; 1,1 bis 1,3 Gewichtsprozent Phthal-

Phthalsäureanhydrids werden sowohl die Abscheide- säure und 0,2 bis 0,3 Gewichtsprozent Nebenpro-

rohre als auch die Berohrung der Gassammeihaube dukte.

mit Heizflüssigkeit von 195⁰C durchströmt. B e i s η i e 1 3

Nach etwa ljähriger Betriebszeit hatten sich an

den dem Gasausgang am nächsten Hegenden Rohren 40 Der Abscheider wurde wie in Beispiel 1 betrieben, starke Ablagerungen schwerschmelzbarer Verbin- wobei jedoch die Gassammeihaube, mit einer Heizdungen gebildet. Der gasseitige Durchgangswider- flüssigkeit von 220⁰C beheizt wurde. Nach 3V2Jähristand war von 250 auf 750 mm Wasssersäule ange- ger Betriebszeit waren keine Ablagerungen festzustieger und der Abscheidewirltungsgrad von 99,2 auf stellen. Das ausgeschmolzene Rohprodukt enthält 97,0% abgesunken. Das aus dem Abscheider 45 98,8 bis 99,1 Gewichtsprozent Phthalsäureanhydrid; abgeschmolzene rohe Phthalsäureanhydrid enthielt 0,8 bis 1,0 Gewichtsprozent Phthalsäure und 0,1 bis 95,5 bis 96,1 Gewichtsprozent Phthalsäureanhydrid; 0,2 Gewichtsprozent Nebenprodukte.
3,6 bis 4,0 Gewichtsprozent Phthalsäure und 0,3 bis Die Vergleichsbeispiele zeigen, daß bei Unter-0,5 Gewichtsprozent Nebenprodukte. schreiten einer Heizmitteltsmperatur von 15O⁰C für -,...,...„ 50 die Haubenbeheizung wesentliche Mängel im Dauer-Vergleichsbeispiel 2 _{betrjeb des Absche}iders zu beobachten sind. Bei

Es wurde wie in Vergleichsbeispiel 1 gearbeitet, Heizmitteltemperaturen oberhalb 250⁰C treten diese

wobei jedoch die Temperatur des Heizmittels für die Mangel zwar ebenfalls nicht auf; es ergeben sich je-

Gassammelhaube sowohl während der Kühlphase als doch größere Wärmeverluste, die im allgemeinen zu

euch während der Abschmelzphase auf etwa 140⁰C 55 vermeiden sind. Außerdem treten bei zu großen

(Beheizung mit Sattdampf von 3 atü) gehalten wird. Temperatu.differenzen zwischen dem mittleren Ge-

Nach etwa I¹/* Jahren treten die gleichen Schwierig- häuseteil und der Gassammeihaube unerwünschte

keiten wie im Vergleichsbeispiel 1 auf. Das aus dem Wärmespannungen auf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

men den auf der Gaseustritteseite des Abscheiders Patentansprüche: befindlichen Gassammelteil wahrend der Kühlphasen

1. Verfahren zur periodischen Abscheidung auf einer Temperatur to Bereich von,150 bis 250⁰C von Phthalsäureanhydrid aus dem bei der katalyti- hglt. Es hat sich gezeigt, daß die Bujngvoo Ab. sehen Oxydation von o-Xylol mit Luft erhaltenen ä lagerungen auf den Robren der Abströraseite des Reaktionsgas durch Kühlung des Gases in einem Abscheiders samt all den damit zusammenhangenden Abscheider, dessen Kühlflächen auf einer Tem- Nachteilen vermieden werden kann, wenn der Gasperatur im Bereich von 45 bis 65°C gehalten sammelteil auch wahrend der Kublphase auf einer werden, und Abschmelzen des abgeschiedenen Temperatur in dem genannten Bereich gehalten wird. Pbtbalsäureanhydrids von den Kühlflächen durch to Nach 3^l/sjähriger Betriebszeit wurden kerne Abderen Erhitzen auf eine Temperatur im Bereich lagerungen in dem Abscheider festgestellt Es traten von 150 bis 250°C, dadurch gekenn- keine Korrosionen und Erosionen auf:. Der Abscheizeichnet, daß der auf der Gasaustrittsseite dewirkungsgrad lag nach dieser Betnebszeit unverändes Abscheiders befindliche Gassammelteil wäh- dert bei 99»/o. Vorzugsweise wird der Gassammelteü rend der Kühlphasen auf einer Temperatur im 15 während der Kühlphasen auf einer Temperatur un Bereich von 150 bis 250⁰C gehalten wird. Bereich von 170 bis 210⁰C, insbesondere bei 190

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- bis 200⁰C gehalten.

kennzeichnet, daß der Gassammelteil während Abgesehen von der fehlenden Bildung von Ab-

der Kühlphasen auf einer Temperatur im Bereich lagerungen ergibt sich durch das erfindungsgemaße von 170 bis 21O⁰C, vorzugsweise bei 190 bis ao Verfahren als weiterer Vorteil, daß im Vergleich zur

200⁰C gehalten wird. bisherigen Arbeitsweise erheblich weniger Wasser

und Verunreinigungen zusammen mit dem Phthalsäureanhydrid abgeschieden werden. Dementspre-

chend enthält das abgeschmolzene rohe Phthalsäu-

25 reanhydrid weniger Phthalsäu-re und Maleinsäure, wodurch die nachfolgende Reinigung erleichtert und

Die Bildung von Phthalsäureanhydrid erfolgt die dabei auftretenden Verluste verringert werden,

üblicherweise durch Oxydation von o-Xylol mit Luft Die Temperatur des Reaktionsgases beträgt beim

in der Gasphase an fest angeordneten, V₀O- enthal- Eintritt in den Abscheider 145 bis 200⁰C, vorzugs-

tenden Katalysatoren. Das Phthalsäureanhydrid wird 30 weise 165 bis 175⁰C. Die Gastemperatur liegt beim

aus dem Reaktionsgas in Abscheidern auf Rohren Austritt aus dem Abscheider bei 55 bis 65⁰C. Die

niedergeschlagen, die zur \bscheidung bzw. Ab- Beladung des Reaktionsgases mit Phthalsäureaniiy-

schme'zung des abgeschiedenen Phthalsäurear.hy- drid während der Abscheidung beträgt etwa 37 bis