DE2645251C2

DE2645251C2 - Verfahren zur Herstellung und Gewinnung von Diisopropanolamin aus einem 1-(2-Hydroxypropyl)-4-methyl-oxazolidon-(2) enthaltenden Gemisch

Info

Publication number: DE2645251C2
Application number: DE2645251A
Authority: DE
Inventors: Roland 2081 Heist Kettner; Herbert Dipl.-Ing. 3101 Nienhagen Unland
Original assignee: Mobil Oil AG
Current assignee: Mobil Erdgas Erdoel GmbH
Priority date: 1976-10-07
Filing date: 1976-10-07
Publication date: 1983-12-01
Also published as: NL188848B; NO146496B; SU1139373A3; DK158657B; AU514677B2; GB1580814A; ATA678377A; DE2645251A1; FR2367052A1; MX145913A; NO773385L; US4138468A; CA1092159A; ZA775975B; DK439577A; FR2367052B1; NO146496C; AT366930B; IT1088058B; NL7710768A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Zur Entfernung von sauren Bestandteilen aus Gasen werden Absorptionslösungen verwendet, die Alkanolamin enthalten. Beim Absorptionsvorgang reagiert das Alkanolamin der Absorptionslösung mit dem Kohlendioxid des Gases zu Carbonat, Carbamat und Bicarbonat. Bei der Regeneration der beladenen Absorptionslösung werden höhere Temperaturen und möglichst niedrigere Drücke angewendet. Dies führt zu einer Entfernung der sauren Bestandteile (CO2, H₂S) aus der Absorptionslösung und zur Rückbildung des freien Alkanolamine.

Ein Teil des Carbamats reagiert jedoch unter den bei der Regenerierung herrschenden Bedingungen irreversibel unter Bildung eines Oxazolidonderivates. Es geht daher freies Alkanolamin verloren, und die Absorptionsfähigkeit der Lösung wird vermindert. Das Reaktionsorodukt Oxazolidon reichert sich in der zirkulierenden Absorpitonslösung an und muß abgetrennt werden. Das Oxazolidonderivat stellt ein Abfallprodukt dar. Eine dem Oxazolidon entsprechende Menge an frischem Alkanolamin muß der Anlage daher wieder zugeführt werden.

Bei einem bekannten Verfahren der eingangs genannten Art (US-PS 36 58 462) werden die nicht regenerierbaren Reaktiosprodukte des Absorptionsvorganges mit Natronlauge zusammengebracht, und dem Reaktionsgemisch wird eine ausreichende Wassermenge entzogen, um das Reaktionsgemisch in einen Alkanolaminanteil und einen Salzanteil in wäßriger Lösung zu zerlegen. Die Spaltung von Oxazolidon unter Zugabe von Natronlauge in Alkanolamin und Natriumcarbonat ist von der Zugabe beträchtlicher Mengen an Natronlauge abhängig. Nach Rückgewinnung von Alkanolamin treten darüber hinaus erhebliche Mengen an Abfällen auf, nämlich eine natriumcarbonathaltige Lösung, die noch gewisse Mengen der Komponenten der Gaswaschflüssigkeit enthält Außerdem muß die Natronlauge in nahezu stöchiometrischem Verhältnis mit dem Oxazolidon zur Reaktion gebracht werden. Zu wenig Natronlauge führt zu geringeren Ausbeuten, zu viel Natronlauge bedeutet Chemikalienverlust. Bei der Phasentrennung muß die Natronlaugekonzentration innerhalb enger Grenzen gehalten weiden. Bei zu geringer Konzentration geht viel Alkanoiamin mit der Natriumcarbonatphase verloren, bei zu hoher Konzentration treten Störungen durch Abscheidung von festem Natriumcarbonat auf. Zwar kann die Natronlaugekonzentration mit Hilfe von Regel- und Dosiereinrichtungen eingestellt werden, derartige Einrichtungen sind aber verhältnismäßig aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Diisopropanolamin aus l-(2-Hydroxypropyl)-4-methyl-oxazolidon-(2) herzustellen; insbesondere soll Diisopropanolamin aus solchen Oxazolidonderivaten rückgewonnen werden, welche bei der Regenerierung von Absorptionslösungen entstehen, die Diisopropanolamin enthalten und zur Absorption von sauren Bestandteilen aus Gasen eingesetzt werden.

Dies wird durch ein Verfahren der eingangs

genannten Art durch die Maßnahmen gemäß dem Kennzeichen des vorstehenden Patentanspruches 1 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen liegen den Patentansprüchen 2 bis 5 zugrunde.

Der Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht vor allem darin, daß keine zusätzlichen Chemikalien erforderlich sind, um Diisopropanolamin rückzugewinnen, wobei im Vergleich zu bekannten Verfahren wesentlich weniger Abfälle entstehen. Das als Abfallprodukt entstehende Kohlendioxid kann in die Atmosphäre abgegeben werden. Darüber hinaus läßt sich das Verfahren gemäß der Erfindung prozeßtechnisch einfacher durchführen, es ist hierbei lediglich zu beachten, daß eine ausreichend große Wassermenge zugegeben wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung kann das in der ersten Hydrolysestufe noch nicht umgesetzte Oxazolidon nach Anreicherung eine zweite Hydrolysestufe durchlaufen. Durch eine derartige Hintereinanderschaltung der Hydrolysestufen kann eine erhöhte Ausbeute erzielt werden.

b5 Das Verfahren gemäß der Erfindung kann kontinuierlich durchgeführt werden, es besteht jedoch auch die Möglichkeit, diskontinuierlich zu verfahren, indem das Oxazolidon in einen Behälter geführt und dort auf

vorzugsweise 180⁰C erwärmt wird, so daß sich bei einem Druck von ca. 10 bar Wasserdampf bildet Sodann wird ein Auslaß für Kohlendioxid geöffnet wobei im Verlauf von 48 Stunden etwa die Hälfte des im Behälter befindlichen Oxazolidons zu Diisopropanolamin umgesetzt worden ist Nach dieser Zeit wird der Behälter geöffnet und entspannt Im Verlaufe des nun durchgeführten Verdampfungsvorganges verdampft zunächst Wasser, wobei die Temperatur im Behälter ansteigt Bei ca. 110° C wird die Verbindung in die Atmosphäre geschlossen und ein Dampfstrahler in Betrieb genommen. Das nun aus dem Behälter austretende Diisopropanolamin-Wasserdampfgemisch wird in der bereits beschriebenen Art und Weise weiterverarbeiten

Ein wesentlicher Vorteil der verschiedenen Verfahrensvarianten ist daß das zur Hydrolyse verwendete Wasser nach dem Hydrolysevorgang aus der dampfförmigen Phase zurückgewonnen und erneut zur Hydrolyse verwendet werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert

F i g. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.

Fig.2 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.

F i g. 3 zeigt eine Vorrichtung zur diskontinuierlichen Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.

F i g. 4 zeigt im Längsquerschnitt eine Ausführungsform eines Reaktors zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.

F i g. 5 zeigt einen Querschnitt durch den in F i g. 4 gezeigten Reaktor gemäß A-A.

Fig.6 zeigt einen Längsquerschnitt einer anderen Ausführungsform eines Reaktors zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.

F i g. 7 zeigt einen Querschnitt des in F i g. 6 gezeigten Reaktors gemäß B-B.

F i g. 8 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Reaktors.

F i g. 9 zeigt die schematische Darstellung der Oxazolidonumsetzung χ als Funktion der Verweilzeit T in einem Reaktor.

Ein das Oxazolidon enthaltender Teilstrom eines Waschmittelkreislaufes, in dem Alkanolamin als Lösungsmittel benutzt wird, wird nach der Anreicherung des Oxazolidons mittels einer Pumpe 2 (Fig. 1) durch eine Leitung 1 in eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von Diisopropanolamin gefördert.

Auf dem Wege zu einem Reaktor 7 wird dem Teilstrom über eine Leitung 3 ein Oxazolidonkonzentrat zugemischt, das im Verlaufe des zu beschreibenden Verfahrens gewonnen wurde. Das Gemisch strömt durch die Leitung 4 und wird durch die Zugabe von Wasser verdünnt, wobei vorzugsweise mindestens das Zweifache der Oxazolidonmenge an Wasser aus einer Leitung 5 zugeführt wird.

Die in der beschriebenen Weise konditionierte Flüssigkeit fließt durch eine Leitung 6 in den Reaktor 7, in welchem sie mittels der Heizung 8 auf eine Temperatur von ca. 180°C erwärmt wird. Die Verweilzeit der Flüssigkeit im Reaktor 7 beträgt mindestens 48 Stunden. In dieser Zeit wird etwa die Hälfte des Oxazolidons in Alkanolamin und Kohlendioxid umgesetzt, welches zusammen mit Wasserdampf möglichst bald nach seiner öildung durch eine Leitung 9 mit mehreren Anschlüssen ain Reaktor 7 abgeführt und über ein druckgeregeltes Entspannungsventil 10 und durch eine Leitung 11 in die Atmosphäre geleitet. Das abzuführende Kohlendioxid-Wasserdampf-Gemisch > enthält mindestens 90VoI.-% Wasserdampf, um die Verweilzeit von Kohlendioxid zu verringern. Der Innendruck des Reaktors 7 wird deshalb so eingestellt daß er bei der angestrebten Reaktionstemperatur nur wenig größer als der Dampfdruck des zu hydrolysieren-

lu den Flüssigkeitsgemisches ist das ist derjenige Dampfdruck, der sich ohne CO₂-Abspaltung und -Entwicklung, d. h. zu Beginn der Umsetzung einstellen würde.

Zweckmäßig liegt der Dampfdruck um 3 bis 10% über diesem Bezugsdampfdruckwert

Die aus dem Reaktor austretende hydrolysierte Flüssigkeit wird in einem Ventil 12 auf Atmosphärendruck entspannt und strömt durch eine Leitung 13 in einen Verdampfer 14. Durch die Regelung des Ventils 12 wird das Flüssigkeitsniveau im Reaktor 7 konstant

2» gehalten. Der Verdampfer 14 enthält ein Heizsystem 15, mit dessen Hilfe der Wasseranteil des aus dem Reaktor abfließenden Flüssigkeitsgemisches auf etwa 10Gew.-% reduziert wird. Der im Verdampfer 14 erzeugte Wasserdampf wird in einem Kondensator 17

r> verflüssigt, wobei der nicht kondensierte Dampfrest über eine Leitung 18 ins Freie abgeleitet wird. Das Wasserdampfkondensat strömt über eine Leitung 19 in einen Wassersammelbehälter 20, dessen Füllung durch Wasserzufuhr aus einer Leitung 21 konstant gehalten

so wird. Eine Pumpe 22 fördert das Wasser über die Leitung 5 in den Reaktorzulauf zurück.

Das aus dem Verdampfer 14 über eine Leitung 23 in eine Trennkolonne 24 strömende Flüssigkeilsgemisch enthält im wesentlichen Alkanolamin und noch nicht umgesetztes Oxazolidon. Am Kopf der Trennkolonne 24 tritt über eine Leitung 26 ein Alkanolamin-Wasserdampfgemisch aus, während das höhersiedende Oxazolidon als Sumpfprodukt anfällt. Im unteren Teil der Trennkolonne 24 ist eine Heizung 25 vorgesehen, mit deren Hilfe der Wärmebedarf der Trennkolonne 24 gedeckt wird.

Die Trennkolonne 24 ist im vorliegenden Beispiel als Vakuumkolonne ausgeführt. Dementsprechend wird das Kopfprodukt durch die Leitung 26 in einen Kondensator 27 geleitet und verflüssigt, wobei die nicht kondensierten, überwiegend aus Wasserdampf bestehenden Dampfreste über eine Leitung 28 einer Dampfstrahlvakuumpumpe 29 zugeführt und von dieser durch eine Leitung 30 in die Atmosphäre gedrückt

so werden. Das verflüssigte Kopfprodukt strömt durch eine Leitung 31 in einen Sammelbehälter 33 für Alkanolamin. Eine Pumpe 35 drückt das Kopfprodukt in eine Leitung 34, die z. B. mit einem Anschluß für einen Tankwagen oder Tank verbunden ist. Ein Teilstrom des Kopfproduktes wird als Rücklauf über eine Leitung 32 in den oberen Teil der Trennkolonne 24 zurückgeführt.

Das Sumpfprodukt der Trennkolonne 24 enthält

überwiegend das Oxazolidon, das über die Leitung 3 dem Reaktor 7 erneut zugeführt und dort wie beschrieben in Alkanolamin umgesetzt werden kann. Zur Förderung dient eine Pumpe 36. Da das Sumpfprodukt außer Oxazolidon auch Verunreinigungen enthält, die sich im Kreislauf nicht anreichern sollen, ku.in das Sumpfprodukt in gewünschtem Maße über ein Entspannungsventil 38 durch eine Leitung 37, die an die Leitung 3 angeschlossen ist, aus dem Kreislauf der Vorrichtung zur Rückgewinnung von Diisopropanolamin abgeführt werden.

Die beschriebene Vorrichtung stellt lediglich beispielsweise eine Anwendungsmöglichkeit im Verfahren gemäß der Erfindung für den Fall dar, daß zuvor eine Anreicherung des Oxazolidons stattfindet oder eine Rückgewinnung von Alkanolaminen aus den Abfallprodukten mehrerer örtlich voneinander getrennt liegender Gaswascheinrichtungen unabhängig von der Gaswäsche erfolgen soll.

Bei der Neuplanung von Gaswascheinrichtungen ist es z. B. auch möglich, auf die bisher übliche Anreicherung des Abfallproduktes direkt in eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von Diisopropanolamin zu leiten. In diesem Fall entfällt die Leitung 1, und der Lösungsmittelstrom wird in die Leitung 13 geleitet.

Auch kann anstelle der gezeigten Heizung 8 des Reaktors 7 eine Erwärmung durch unmittelbaren Kontakt der Reaktorfüllung mit Frischdampf erfolgen.

Anhand der F i g. 2 wird nachfolgend ein kontinuierlich arbeitendes Verfahren zur Rückgewinnung ohne Oxazolidon-Kreislaufführung beschrieben, wobei Teile, die Teilen der Vorrichtung nach F i g. 1 entsprechen, gleiche Bezugszahlen tragen.

Der Reaktor 7 wird mit Wasserdampf beheizt, so daß sich eine Temperatur von ca. 180° C einstellt. Der Flüssigkeitsinhalt V (in m³) des Reaktors ist so bemessen, daß sich für das hindurchfließende Gemisch L (in mVh) eine Verweilzeit 7"von 48 Stunden ergibt. Der Flüssigkeitsinhalt ist also V = (L ■ T). Während der Verweilzeit werden ca. 50% des Oxazolidons in Alkanolamin umgesetzt, wobei Kohlendioxid gebildet wird, das mit einer mehr als lOfachen Menge an Wasserdampf über die Leitung 11 aus dem Reaktor 7 abgeführt wird. Das bedeutet, daß der Innendruck des Reaktors mit 11 bar maximal um 10% größer sein darf, als der Dampfdruck des Flüssigkeitsgemisches, der bei einer Temperatur von 180° C ca. 10 bar beträgt. Er soll andererseits aber auch nicht so nahe am Dampfdruck des Flüssigkeitsgemisches liegen, daß mit dem Kohlendioxid mehr als das 50fache an Wasserdampf abgeführt wird. Der gewünschte Innendruck des Reaktors 7 kann durch eine Regelung konstant gehalten werden.

Das Oxazolidon-Wassergemisch wird im Reaktor so geführt, daß eine Vermischung von Flüssigkeitszonen mit unterschiedlicher Verweilzeit praktisch nicht erfolgt, wie dies z. B. bei einem im Verhältnis zum Durchmesser sehr langen Rohr der Fall ist. Die aus dem Reaktor 7 über die Leitung 13 abfließende Flüssigkeit enthält mehr als 60 Gew.-% Wasser. Dieser Wassergehalt wird auf ca. 10Gew.-% im Verdampfer 14 reduziert, ohne daß nennenswerte Mengen an Alkanolamin mit ausgedampft werden. Erst bei einem kleineren Wassergehalt steigt die Verdampfung des Alkanolamine merklich an, ebenso die Siedetemperatur. Da die auf ein kg bezogene Verdampfungswärme von Wasser ein mehrfaches der auf ein kg bezogenen Verdampfungswärme von Alkanolaminen ist, ist es zweckmäßig, den größten Teil des Wassers im Verdampfer 14 bei Atmosphärendruck und bei relativ niedrigen Siedetemperaturen (ca. 110° C) und nur einen möglichst geringen Teil in der Trennkolonne 24 bei einer Siedetemperatur von 180° C zu verdampfen, wie sie im Sumpf der Trennkolonne 24 eingestellt wird. Aus dem unteren Teil der Trennkolonne 24 gelangt die das Oxazolidon enthaltende Flüssigkeit über eine Leitung 40 mit Hilfe einer Pumpe 41 in einen zweiten Reaktor 207, der im wesentlichen dem ersten Reaktor 7 in seinem Aufbau und seiner Wirkungsweise entspricht. Wie bei der Zufuhr der das Oxazolidon enthaltenden Flüssigkeit in den ersten Reaktor 7 wird auch hier Wasser zugegeben, und zwar aus dem Sammelbehälter 20 über eine Leitung 42 und eine Pumpe 43. Der zweite Reaktor 207 weist eine Heizung 208, eine Leitung 209 mit mehreren Anschlüssen zur Abführung von Kohlendioxid, eine Leitung 211, durch welche das Kohlendioxid in die Atmosphäre entweicht, und eine Leitung 213, um die hydrolysierte Flüssigkeit in einen zweiten Verdampfer 214 zu führen. Von hier gelangt eine vorwiegend Alkanolamin enthaltende Flüssigkeit über eine Leitung 223 in eine zweite Trennkolonne 224. Das Kopfprodukt der Trennkolonne wird über eine Leitung 44 zum Kondensator 27 geführt und von dort, wie im Zusammenhang mit der F i g. 1 beschrieben, in den Sammelbehälter 33 für das Alkanolamin geführt. Das Sumpfprodukt der Tremikolonne 224 wird über eine Leitung 45 abgeführt.

Durch die zweistufige Abtrennung von Wasser und Alkanolamin vom Oxazolidon kann der Heizflächenbedarf im Vergleich zur einstufigen Verdampfung auf 40 bis 10% verringert werden. Darüber hinaus entsteht im Kühler des Kondensators 17 ein Wasserkondensat, das zum Verdünnen des Oxazolidons verwendet werden kann.

Die Trennkolonne 24 ist als Vakuumkolonne mit dem Kondensator 27 und dem mehrstufigen Dampfstrahler 29 ausgebildet. Vakuum ist jedoch nicht erforderlich, wenn ein Abstreifmedium (z. B. Wasserdampf) bei Atmosphärendruck durch die Kolonne geführt wird.
Anhand der F i g. 3 wird nachfolgend ein diskontinuierlich arbeitendes Verfahren zur Rückgewinnung von Diisopropanolamin aus dem Oxazolidon beschrieben.

Ein Oxazolidonkonzentrat wird über eine Leitung 301 in einen Behälter 302 geführt und dort gesammelt. Wenn der Behälter 302 gefüllt ist, wird sein Inhalt mittels einer Pumpe 303 durch Leitungen 304 und 305 in einen Mehrzweckbehälter 306 gefördert. Anschließend wird Wasser mittels einer Pumpe 307 durch die Leitung 305 in den Behälter 306 gefördert. Im nächsten Verfahrensschritt wird der Inhalt des Behälters 306 mittels einer Heizung 308 auf 180°C erwärmt, so daß sich bei einem Druck von ca. 10 bar Wasserdampf bildet, wobei der Behälter 306 nach außen abgeschlossen ist Ein Ventil 309 wird geöffnet, damit Kohlendioxid zusammen mit einer bestimmten Dampfmenge entweichen kann. Unter diesen Voraussetzungen wird im Verlaufe von 48 Stunden etwa die Hälfte des eingebrachten Oxazolidons zum Alkanolamin umgesetzt.

Nach Ablauf von 48 Stunden wird der Behälter 306 durch Öffnen von Ventilen 310 und 311 entspannt, das Ventil 309 wird dabei geschlossen. Zu diesem Zeitpunkt beginnt die Phase der Wasserverdampfung aus dem Inhalt des Behälters 306. Dazu bleibt die Heizung 308 in Tätigkeit, und ein Kondensator 312 wird in Betrieb genommen. Der nichtkondensierte Dampfrest wird über das Ventil 311 ins Freie geleitet, während das Kondensat in einem Behälter 313 gesammelt wird.

Entsprechend der Abnahme des Wassergehalts steigt die Temperatur im Behälter 306, und die verdampfte Menge an Alkanolamin nimmt im Laufe der Zeit zu.

Wenn eine Temperatur von ca. 140°C erreicht ist, beginnt eine Phase, in der überwiegend Alkanolamin verdampft wird. Daher wird das Ventil 311 geschlossen, ein Ventil 314 geöffnet, und ein Dampfstrahler 315 wird in Betrieb genommen. Ein Ventil 316 wird geöffnet, und ein Teil des Kondensates wird als Rückfluß durch eine Leitung 317 in eine Trennsäule 318 auf dem Behälter 306 zurückgeleitet. Hier wird das mitverdampfte Oxazoli-

don aus dem aufsteigenden Dampf ausgewaschen. Das Oxazolidon reichert sich im Sumpf an.
Wenn der gewünschte Alkanolamin-Restgehalt im Sumpf des Behälters 306 erreicht ist, werden die Heizung 308 und der Dampfstrahler 315 abgestellt und das Ventil 311 geöffnet. Der im wesentlichen aus Oxazolidon bestehende Restinhalt des Behälters 306 wird nach dem öffnen eines Ventils 319 durch eine Leitung 320 mittels einer Pumpe 321, z. B. in einem Rückstandssammelbehälter, gefördert, wenn eine Rückgewinnung von ca. 50% angestrebt wird.

Die Rückgewinnung kann auf ca. 75% gesteigert werden, wenn das beschriebene Verfahren mit dem Rückstand wiederholt und erst der 2. Rückstand als nicht mehr brauchbar abgeführt wird.

In Fig.4 ist ein Reaktor 401 dargestellt, dessen Hauptteile ein Rohr und eine darin befindliche Heizschlange 402 sind. Diese Ausführungsform eines Reaktors kommt z. B. in Frage, wenn der Reaktor aus Gründen der Platzersparnis auf einer vorhandenen Rohrbrücke installiert werden soll. Selbstverständlich können mehrere in Reihe geschaltete Einzelreaktoren der geschilderten Ausführungsart zusammengesetzt werden.

Das zu hydrolysierende Flüssigkeitsgemisch wird durch einen Rohrstutzen 403 in den Reaktor 401 eingeführt, die hydrolysierte Flüssigkeit verläßt den Reaktor durch einen Rohrstutzen 407. Heizdampf strömt durch einen Rohrstutzen 404 in die Heizschlange 402 hinein, sein Kondensat fließt durch einen Rohrstutzen 405 ab. Die Heizschlange 402 wird z. B. durch angeschweißte Bleche 408 abgestützt. Die flüssigkeitsfreie obere Zone des Rohres 401 ist durch in diese hineinragende Bleche 409 in Einzelabschnitte unterteilt, aus denen das bei der Hydrolyse gebildete Kohlendioxid mit Wasserdampf durch Rohrstutzen 406 entweichen kann.

F i g. 5 zeigt den Reaktor 402 in Querschnittsansicht, in der ein abstützendes Blech 408, ein unterteilendes Blech 409 und ein Rohrstutzen 406 zu erkennen ist.

F i g. 6 und 7 zeigen einen abgewandelten Reaktor, der einen Druckbehälter 601 mit mehreren übereinander angeordneten Verweilkammern 602 für das zu hydrolysierende Flüssigkeitsgemisch aufweist. Jede Verweilkammer 602 ist aus einer kreisrunden Blechplatte 603 und einem am Rand angeschweißten zylindrischen Blechteil 604 gebildet Die zu hydrolysierende Flüssigkeit wird durch eine Zufuhrleitung 605 oder durch ein Überlaufrohr 606 der nächsthöheren Verweilkammer in die betreffende Verweilkammer geleitet und in dieser durch senkrechte Bleche 613, die auch der S Versteifung der Blechplatte 603 dienen, so geführt, daß sich auf dem Wege bis zum Überlaufrohr 606 der Verweilkammer nicht Flüssigkeitszonen mit unterschiedlicher Verweilzeit vermischen.

Jede Verweilkammer 602 wird durch mindestens drei Nocken oder Vorsprünge 607 getragen, die in den Mantel des Behälters 601 geschraubt und erforderlichenfalls herausgenommen werden können. Die Überlaufrohre 606 tauchen in den nächsttieferen Flüssigkeitsspiegel ein und besitzen dicht oberhalb der Bleche 603 Öffnungen 608, durch die ein Flüssigkeitsteilstrom abfließen kann. Diese Öffnungen 608 ermöglichen bei Bedarf das Entleeren der Verweilkammern 60Z Dem Reaktor wird durch einen Rohrstutzen 610 Dampf zugeführt, der — so weit er nicht verbraucht wird — zusammen mit dem bei der Hydrolyse gebildeten Kohlendioxid durch die Rohre 609 geleitet und aus einem Rohrstutzen 611 abgeführt wird. Das hydrolysierte Flüssigkeitsgemisch verläßt den Reaktor durch einen Rohrstutzen 612.

Bei den bisher beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen wurde davon ausgegangen, daß im Reaktor keine Vermischung von Zonen mit unterschiedlicher Verweilzeit stattfinden soll, weil sich in diesem Fall für den Reaktor bei vorgegebener Verweilzeit der Flüssigkeit das kleinstmögliche Flüssigkeits-Füllvolumen ergibt. Diese Voraussetzung erfordert jedoch eine besondere Gestaltung des Reaktors und seiner Einbauten, weil sich auf den Innenflächen des Reaktors Ablagerungen bilden können und die Innenwände des Druckbehälters sowie insbesondere die Schweißnähte der Einbauten überprüfbar sein müssen. Aus diesem Grunde müssen die Einbauten herausnehmbar sein.

Es kann deshalb vorteilhaft sein, eine Durchmischung des Reaktorinhalts zuzulassen und so ohne alle Behältereinbauten auszukommen.

Ein Beispiel für ein solches Verfahren wird anhand der Fig. 8 beschrieben. Das zu hydrolysierende Oxazolidon fließt durch eine Leitung 801 in einen aus Leitungen 802 und 803, einer Pumpe 804 und einer ersten Reaktorkammer 805 bestehenden Kreislauf für das Oxazolidon-Alkanolamingemisch, in den durch eine Leitung 805 auch Dampf zur Deckung des Wärmebedarfs und zum Abstreifen von Kohlendioxid geführt wird. In diesem Fall findet die Hydrolyse bei nahezu konstanter Oxazolidonkonzentration statt.

Ein Teilstrom wird aus der ersten Reaktorkammer 805 eines Reaktors 800 über eine Leitung 807 in eine zweite Reaktorkammer 811 geführt, deren Inhalt mittels einer Pumpe 812 durch Leitungen 809 und 810 in einem Kreislauf gefördert wird. Zur Deckung des Wärmebedarfs und zum Abstreifen von Kohlendioxid wird diesem Kreislauf durch eine Leitung 814 Dampf zugeführt. Das bei der Hydrolyse in den Reaktorkammern 805 und 811 gebildete Kohlendioxid strömt durch eine Leitung 815 über ein Druckhalteventil 816 ins Freie. Aus der Reaktorkammer 811 wird ein Teil des Flüssigkeitsgemisches über eine Leitung 808 und ein niveaugesteuertes Ventil 813 zur Weiterverarbeitung abgeführt.

Für die Lenkung eines solchen Verfahrensablaufs muß die Abhängigkeit der Oxazolidonumsetzung χ von der Verweilzeit T bekannt sein. Diese Abhängigkeit muß bei kontinuierlich zunehmender Oxazolidonumsetzung, wie sie z. B. bei Anwendung des in den F i g. 3 und 4 gezeigten Reaktors möglich ist, für eine bestimmte Reaktionstemperatur und für einen bestimmten Wassergehalt der Reaktorfüllung gemessen werden (siehe Fig.9). Die Füllvolumina V; der Reaktorkammer ergeben sich dann für eine Zulaufmenge L_Ci und für den in F i g. 6 dargestellten Reaktor aus der Beziehung

Li-

die auch für die Optimierung der Anzahl solcher Reaktorkammern benutzt werden kann. Aus dieser Beziehung ergibt sich ferner die mittlere Verweilzeit T_n, = V/L der in solchen Reaktorkammern befindlichen Flüssigkeitsgemische.
Hierbei sind

Xi die gesamte Oxazolidon-Umsetzung für den Ablauf

aus Reaktorkammer i, x_o die gesamte Oxazolidon-Umsetzung für den Zulauf

der Reaktorkammer i, L₁- Ablaufmenge der Reaktorkammer /,

9

L Durchflußmenge des Reaktors, nicht konstant.

Bei direkter Beheizung unterscheidet sich die Zulaufmenge L₀; von der Ablaufmenge L-, durch die im Reaktor erfolgte Aufnahme von Wasserdampfkondensat. Daher ist L ein Mittelwert.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung und Gewinnung von Diisopropanolamin aus einem l-(2-HydroxypropyI)-4-methyl-oxazolidon-(2) enthaltenden Gemisch, gegebenenfalls im Gemisch mit solchen Komponenten, wie sie bei der Absorption von sauren Bestandteilen aus Gasen auftreten, durch Einwirkung von Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch aus Wasser und dem Oxazolidon im Gewichtsverhältnis von 1:1 bis 4:1 und gegebenenfalls den anderen Komponenten mindestens 24 h auf 140 bis 200⁰C und bei den beiden Temperaturen entsprechenden Dampfdrücken erhitzt und aus dem erhaltenen Gemisch das Wasser und das Alkanolamin destillativ abtrennt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nach Abtrennung von Wasser und Alkanolamin anfallende im wesentlichen aus dem Oxazolidon bestehende Rückstand nach Verdünnung mit Wasser mindestens eine zweite Hydrolysestufe mit nachfolgender Abtrennung von Wasser und Alkanolamin durchläuft, oder daß der nach Abtrennung von Wasser und Alkanolamin anfallende Rückstand teilweise nach Verdünnung mit Wasser in den Zulauf der ersten und einzigen Hydrolysestufe zurückgeführt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Wassers der hydrolysierten Flüssigkeit vor der destillativen Trennung von Alkanolamin und Oxazolidon durch vorheriges Verdampfen abgetrennt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle eines das Oxazolidon in geringerem Prozentsatz enthaltenden Gemisches ein Teil desselben vor der weiteren Hydrolyse dem Abstrom der primären Hydrolysestufe zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydrolysevorgang bei einem Gesamtsystemdruck durchgeführt wird, der ungefähr 3 bis 10% größer als der Dampfdruck des zu hydrolysierenden Flüssigkeitsgemisches ist.