DE2434950A1 - Verfahren zur isolierung von diolefinen aus gemischen - Google Patents

Description

betreffend

Verfahren zur Isolierung von Molefinen aus Gemischen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Isolierung von Diolefinen aus Gemischen mit anderen gesättigten und "bzw. oder ungesättigten Verbindungen mit Hilfe bestimmter Lösungsmittel.

Insbesondere können die erfindungsgemäßen Lösungsmittel zu folgenden Zwecken verwendet werden:

(a) zur Isolierung von Isopren aus Gemischen, die neben dem Isopren noch andere gesättigte und bzw. oder ungesättigte C,--Kohlenwasserstoffe, insbesondere Cyclopentadien, enthalten:

(b) zur Isolierung von Butadien aus Gemischen, die noch andere C^-Kohlenwasserstbffe enthalten.

Die erfindungsgemäßen Lösungsmittel können sowohl verwendet werden zum Abtrennen einer Gruppe von Diolefinen aus

509807/1185

einem Gemisch dieser Diolefine mit gesättigten und Olefxnkohlenwasserstoffen als auch zur trennung von einzelnen Diolefinen voneinander.

S¹Ur die obigen Zwecke sind eine größere Anzahl Lösungsmittel bekannt, die jedoch bei ihrer Anwendung gewisse Nachteile aufweisen.

So sind zum Abtrennen eines Diolefines aus einem Gemisch, das neben anderen Diolefinen gesättigte und Olefinkohlenwasserstoffe enthält, zwar viele Lösungsmittel geeignet, jedoch lassen sich diese nicht verwenden, wenn es sich um die Trennung von Diolefinen untereinander handelt. Unter derartigen Lösungsmitteln sei z.B. das N-Methylpyrrolidon erwähnt.

Andererseits eignen sich andere Lösungsmittel (z.B. Anilin) lediglich zur Trennung von Diolefinen untereinander (s. PR-PS 2 017 017).

Dazu kommt noch, daß einige Lösungsmittel zwar eine hohe Lösungskraft, jedoch eine geringe Selektivität aufweisen. Andere, wie SuIfolan, sind zwar in hohem Grad selektiv, haben"aber eine geringe Lösungskraft.

Es wurde nun gefunden, daß Verbindungen mit einem heterocyclischen 5-King, gesättigt oder ungesättigt, die im Ring zwei IT-Atome aufweisen (wobei die N-Atome nicht benachbart sind)und bei denen an die Kohlenstoffatome des Ringes gegebenenfalls ein oder mehrere Sauerstoffatome gebunden sind, während eines oder beide Stickstoffatome eine bzw. zwei Methyl- oder Äthylgruppen tragen, ausgezeichnete Lösungsmittel darstellen, mit deren Hilfe sich die Nachteile der bisher für diesen Zweck bekannten Lösungsmittel vermeiden lassen. Im übri-

609807/1185

243495Q

gen stellen diese Verbindungen Lösungsmittel von "besonders hoher Lösungskraft und Selektivität dar.

Ein weiterer Vorteil ist, daß die erfindungsgemäßen Lösungsmittel nicht hydrolysiert werden (wie z.B. Dimethylformamid), so daß ihre Lösungseigenschaften konstant "bleiben.

Unter den « erfindungsgemäßen Lösungsmitteln seien insbesondere erwähnt: N-Methylimidazol; Ν,Ν¹-Dimethylimidazolidin-2-on'i 1,2-Dimethylimidazol.

Die Formeln sind:

u ,·■■■■■ (j :[~-l: ^ ΐτίγΐ ITnIiL¹^o J.

"ii |!

I! I

/Μ
\

^NK

ι: t * ' ^vl

j' · r*

■I-

nc—η

Ί j 'r.—\): Vj .'.· "It ·; i;^rj. i"ο j. cm ;■* ο J.

.C-CU₃

C ί i

509807/1185 BAD ORIGINAL

2A3495Q

Die erfindungsgemäßen Lösungsmittel können einzeln oder im Gemisch und vorteilhafterweise vermischt mit "bis zu 20 Gew.-% Wasser verwendet werden. Weder im wasserfreien Zustand noch im Gemisch mit Wasser ist bei ihrer Verwendung eine Korrosionswirkung zu befürchten.

Bei ihrer Verwendung zur Trennung der Diolefine untereinander oder zur Isolierung von Diolefinen. aus Gemischen mit anderen Substanzen dienen die erfindungsgemäßen Verbindungen als Lösungsmittel, sowohl bei Verfahren, in denen eine extraktive Destillation angewandt wird wie auch in Verfahren, die von der Flüssig-Flüssig-Extraktion Gebrauch machen und ebenso in Verfahren, in denen sowohl extraktive Destillationen, wie Flüssig-Flüssig-Extraktionen angewandt werden.

In den folgenden Beispielen, welche die Erfindung näher erläutern, wird auf die Zeichnung Bezug genommen. In dieser bedeuten sowohl Fig. 1 wie Fig. 2 Vorrichtungen zur Verwendung der erfindungsgemäßen Lösungsmittel, deren Funktionieren in den Beispielen näher erklärt wird.

Beispiel 1_

Einer Kolonne 9 (Fig. 1) zur extraktiven Destillation wurde über Leitung 1 unter Druck das folgende Gemisch zugeführt:

Isopren = 282,000 Mol/h

1,4-Pentadien = 1,346 Mol/h

2-Butin = 0,010 Mol/h

Isopentan = 13,241 Mol/h

509807/1185

1-Penten = 39,664 Mol/h

2-Methyl-1-buten = 67,257 "

Isopropenylacetylen = 0,055 "

normales Pentan = 120,090 "

2-Penten(trans) . = 29,354 "

2-Penten(cis) = 18,055 "

2-Methyl-2-buten = 11,258 "

1,3-Oyclopentadien = 1,682 "

1,3-Pentadien(trans) = 1,471 "

Die Arbeitsbedingungen waren:

Druck = 1,2 at abs.
L/D = 1
Böden = 70

Über Leitung 2 wurden der Kolonne 9 stündlich 673 kg

Lösungsmittel zugeführt, das aus einem Gemisch von

Gew.-Teilen N-Methylimidazol und 6 Gew.-Teilen Wasser bestand.

Über Leitung 3 wurde aus Kolonne 9 ein Kopfprodukt folgender Zusammensetzung abgezogen:

Isopren = 2,700 Mol/h

1,4-Pentadien = 1,346 "

Isopentan . = 13,241 "

1-Penten = 39,664 "

2-Methyl-1-buten = 67,257 "

normales. Pentan = 120,090 "

2-Penten (trans) = 29,354 "

2-Penten(cis) = 18,055 "

2-Methyl-2-buten = 10,979 "

509807/1 185

Das Bodenprodukt aus Kolonne 9 wurde über Leitung 4 in die zweite Kolonne 10 zur extraktiven Destillation überführt, in die gleichzeitig über Leitung 5 ein Strom von stündlich 69 kg Lösungsmittel zugeführt wurde, das wie oben aus 94- Gew.-Teilen N-Methylimidazol und 6 Gew.-Teilen Wasser bestand.

Die !Trennung erfolgte in dem Kolonnenteil 10 unter folgenden Bedingungen:

Druck 1,2 at

L/Ώ = 1

Böden = 80

Als Kopfprodukt wurde aus Kolonne 10 ein Isopren von hoher Reinheit abgezogen, das sich wie folgt zusammensetzte:

Isopren = 274,000 Mol/h

2-Methyl-2-buten = 0,279 "

1,3-Pentadien(trans) = 0,940 »

Aus der Abzugsleitung 7 wurden in Dampfphase die Acetylen- und die Dienkohlenwasserstoffe mit hoher Polarität (Butin-2, Isopropenylacetylen, 1,3-Cyclopentadien) abgezogen, während das von Kohlenwasserstoffen freie Lösungsmittel aus der Kolonne 10 von unten über Leitung 8 abgezogen und über Leitungen 5 und 2 in das Verfahren zurückgeleitet wurde.

Beispiel 2

Der Kolonne 9 zur extraktiven Destillation wurde über Leitung 1 stündlich 1 kg des folgenden Gemisches zugeleitet:

509807/1185

Gesättigte C.-Kohlenwasserstoffe 20 Gew.-%

olefinischeC^-Kohlenwasserstoffe 45 Gew.-%

1,3-Butadien 35 Gew.-%

acetylen!sehe Verbindungen 1000 ppm

Die Arbeitsbedingungen waren die folgenden:

Druck = 4 at abs.

L/D ■ = 1

Böden = 70 '

Über die Leitung 2 wurden der Kolonne 9 stündlich etwa 11 kg Lösungsmittel zugeleitet, das aus einem Gemisch, von 93 Gew.-% N,N'-Dimethylimidazolin-2-on und 7 Gew*-% Wasser bestand.

Aus Kolonne 9 wurde über Kopf durch Leitung 3 ein Strom von stündlich 0,65 kg abgeführt, der im wesentlichen gesättigte und olefinische Kohlenwasserstoffe enthielt. Der vom Boden der Kolonne 9 über Leitung 4 abgezogene Strom wurde der zweiten Kolonne 10 zugeführt, worin er sich mit einem Strom aus stündlich etwa 2,5 kg Lösungsmittel in Form eines Gemisches aus 93 % N,N'-Dimethylimidazolidin-2-on und 7 % Wasser, der über Leitung 5 eingespeist wurde, vereinigte.

In Kolonne 10 wurde die Trennung unter folgenden Bedingungen bewirkt:'

Druck = 4 at abs.

L/D =1

Böden =80

Aus Kolonne 10 wurde durch die Leitung 6 über Kopf ein

509807/1185

Strom von stündlich etwa 0,345 kg 1,3-Butadien von hoher Reinheit abgenommen, das als Verunreinigungen hauptsächlich Acetyl enverbindungen in einer Menge von weniger als oder höchstens 20 ppm enthielt.

Über Leitung 7 wurden seitlich aus Kolonne 10 in .Dampfform die Acetylenkohlenwasserstoffe zusammen mit einer ganz geringen Menge Butadien (0,005 kg/h) abgezogen, während von unten über Leitung 8 wieder das von Kohlenwasserstoffen befreite Lösungsmittel abgenommen wurde, das in den Kolonnen 9 und 10 wiederverwendet wurde.

Beispiel 3

Es wurde in diesem Fall in der in Fig-. 2 schematisch dargestellten Vorrichtung gearbeitet. Der Kolonne 9 zur extraktiven Destillation wurde über Leitung 1 das auch in Beispiel 1 verwendete Gemisch zugeführt.

Die Arbeitsbedingungen waren:

Druck - - = 1,1 at abs. L/D =1,3

Böden =70

Über Leitung 2 wurden in die Kolonne stündlich 760 kg wasserfreies 1,2-Dimethylimidazol eingeleitet. Durch Leitung 3 wurde über Kopf ein Strom abgezogen, der dem auch in Beispiel 1 über Leitung 3 der Fig. 1 erhaltenen entsprach.

Der über Leitung 4 vom Boden der Kolonne 9 abgezogene Strom wurde der zweiten Kolonne 10 zur extraktiven Destillation zugeleitet, zusammen mit einem Strom von stündlich etwa 80 kg an wasserfreiem 1,2-Dimethylimidazol über Lei-

509807/1185

tung 5· Die Trennung in Kolonne 10 wurde unter folgenden Bedingungen durchgeführt:

Druck = 1,1 at abs.
L/D = 1,1

Böden = 70

Über Kopf wurde durch Leitung 6 ein Strom von Isopren hohen Reinheitsgrades abgeführt, der sich wie folgt zusammensetzte*. ^;

Isopren ' = 268,000 Mol/h 2-Methyl-2-buten = 0,279 " 1,3-Pentadien(trans) = 0,840 "

Vom Kolonnenboden wurden über Leitung 7 außer dem Lösungsmittel sämtliche Acetylen- und Dienkohlenwasserstoffe (Butin-2, Isopropenylacetylen, 1,^-Cyclopentadien) abgezogen und der Abstreifkolonne 11 zugeführt, die unter folgenden Bedingungen arbeitete:

Druck ' = 0,8 at
L/D = 0

Böden = 20

Aus der Abstreifkolonne 11 wurden über Kopf durch Leitung die oben erwähnten polaren Kohlenwasserstoffe abgeführt, während von unten Lösungsmittel abgezogen wurde, das sich zur Wiederverwendung in den Kolonnen 9 und 10 eignete.

PATENTANSPRÜCHE:

509807/1185

Claims (5)

DR. ING. F. WXTESTHOVF η M ÜNC- H KN »Ο , DR.E.T.PEOHMANS SCHWKKiKHSTBASSE 2 DH. ING. D. BEHRENS tki.bfon «im» en so si DIPL. ING. R. GOETZ Iq t""x 3 "* °7° PATENTANWÄLTE * '" " ZZZZZV^ ««„.„ 2434950 1Λ-45 189 P a t ο α t a η s ρ r ü oh e

1. Verfahren zur Isolierung von Diolefinen aus Gemischen

mit änderen gesättigten und "bzw. oder ungesättigten Verbindungen oder zur Trennung von Gemischen aus verschiedenen Diolefinen durch ITlüssig-Iflüssig-Exträktion und/oder extraktive Destillation dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungs- haw. Extraktionsmittel eine oder mehrere gesättigte oder ungesättigte heterocyclische. Verbindungen mit fünf Ringatomen verwendet, bei denen zwei Stickstoffatome im Ring nicht benachbart sind und die gegebenenfalls an einem oder mehreren Kohlenstoffatomen des Minfringes Sauerstoffatome tragen, wobei an eines oder an beide Stickstoffatome eine Methyl- oder eine Äthylgruppe gebunden ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als heterocyclische Verbindung N-Methylimidazol verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als heterocyclische Verbindung Ii,IP~Dimethylimidazolidin-2-on verwendet.

4· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als heterocyclische Verbindung 1,2-Dimethylimidazol verwendet.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gelee nnze i c hn'e t, daß man als Lösungsmittel die heterocyclische Verbindung im Gemisch mit Viasser verwendet, wobei der Wassergehalt des Gemisches bis zu 20 Gew.-"/S beträgt.

■8682

509807/1185

Leerseite