DE2838880A1

DE2838880A1 - Verfahren zur gewinnung von methacrolein

Info

Publication number: DE2838880A1
Application number: DE19782838880
Authority: DE
Inventors: James Leacock
Original assignee: Halcon Research and Development Corp
Current assignee: Halcon Research and Development Corp
Priority date: 1977-09-06
Filing date: 1978-09-06
Publication date: 1979-03-29
Also published as: IT7850974A0; GB2005669B; US4092132A; DE2838880C3; FR2401895A1; BE870231A; NL7808878A; GB2005669A; IT1106287B; DE2838880B2; FR2401895B1; JPS5811932B2; JPS5448706A

Description

PFENNING - MAAS
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8000 MÜNCHEN 40

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Halcon Research and Development Corp., New York, N. Y., V.St.A. Verfahren zur Gewinnung von Methacrolein Zusammenfassung

Methacrolein wird aus einem Gasgemisch dadurch gewonnen, daß man das Gasgemisch mit Essigsäure in Berührung bringt.

Die Erfindung betrifft die Gewinnung von Methacrolein aus einem Dampfstrom, in dem es im Gemisch mit Isobutylen, Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxid und anderen Inertgasen enthalten ist.

Die Herstellung von Methacrolein durch katalytische Oxidation von Isobutylen oder tert.-Butanol, das in der Reaktionszone zu Isobutylen dehydratxsiert wird, ist beispielsweise aus der US-PS 3 972 920 bekannt. Bei Verfahren dieser Art werden Isobutylen oder tert.-Butanol typischer Weise mit Sauerstoff, einem Inertgas, wie Stickstoff, Kohlendioxid und dergleichen, und Wasserdampf vermischt, und das erhaltene Gemisch wird bei Temperaturen, die im allgemeinen zwischen 300 und 500 ⁰C liegen, in Gegenwart eines geeigneten Katalysators, wie beispielsweise einem der in der oben genannten Patentschrift angegebenen, oxi-

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diert. Das gasförmige Reaktionsprodukt enthält außer Methacrolein nicht umgesetzten Sauerstoff, große Mengen Inertgas und Wasserdampf sowie geringere Mengen organischer Nebenprodukte, wie beispielsweise von Aldehyden, aliphatischen Carbonsäuren, Ketonen und dergleichen. Bei einigen bekannten Verfahren zur Gewinnung des hergestellten Methacroleins, das in verhältnismäßig niedriger Konzentration von beispielsweise unter 5, im allgemeinen zwischen 2 und 3 Volumenprozent vorliegt, wird das gasförmige Reaktionsgemisch einer Behandlung unterzogen, um das Methacrolein durch Kondensation des in dem gasförmigen Reaktorabfluß enthaltenen Wassers anzureichern. Zu diesem Zweck wird der gasförmige Abfluß einer Reihe von Kühlbehandlungen unterworfen, wie beispielsweise· in US-PS 3 162 514 beschrieben. Ein verbessertes Verfahren zur Abtrennung von Wasser aus dem Abfluß des Oxidationsreaktors wird in der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung P (Case 1121) derselben Anmelderin beschrieben.

Anschließend muß das auf diese Weise praktisch entwässerte gasförmige Gemisch, das Methacrolein, jedoch auch die nicht kondensierten Gase, wie beispielsweise Isobutylen, Sauerstoff, Inertgase, wie Stickstoff und Kohlendioxid und dergleichen, enthält, einer Behandlung unterzogen werden, um das Methacrolein aus ihnen zu gewinnen. Es ist bereits bekannt, die Dämpfe mit einem organischen Lösungsmittel zu absorbieren oder einer Gaswäsche zu unterziehen, wobei das Methacrolein von dem organischen Lösungsmittel selektiv gelöst wird und aus ihm später abgetrennt werden kann. Verschiedene Lösungsmittel sind für diesen Zweck bekannt. Beispielsweise ist aus der US-PS 3 828 099 die Verwendung eines Alkohols, wie beispielsweise von Methanol, Ethanol oder Isopropanol, oder von Aceton oder Acetonitril bekannt, während aus der US-PS 3 162 514 die Absorption bzw. das Auswaschen des Methacroleins mit Hilfe eines Ketons, wie beispielsweise von Ethylamylketon, Diisobutylketon, Methylamylketon oder Mesityloxid, durchgeführt wird. Weiter ist aus der US-PS 3 218 357 die

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Gewinnung von Methacrolein durch Inberührungbringen des gasförmigen Reaktionsgemisches mit bestimmten verzweigtkettigen Kohlenwasserstoffen, beispielsweise solchen mit 6 bis 20 und vorzugsweise 9 bis 15 Kohlenstoffatomen, bekannt.

Zwar sind diese verschiedenen Absorptions- oder Gaswaschsysteme verhältnismäßig wirksam, jedoch erfordern sie große Mengen an Absorptionslösungsmittel, um das Methacrolein in einem wirtschaftlich attraktiven Ausmaß gewinnen zu können. Außerdem wird Methacrolein, daß durch katalytische Oxidation von Isobutylen oder tert.-Butanol, wie oben beschrieben, hergestellt und anschließend durch Gaswäsche (scrubbing), beispielsweise nach den in den oben genannten Patentschriften beschriebenen Verfahren, gewonnen wird, im allgemeinen anschließend in Methacrylsäure umgewandelt, indem man es in geeigneten Mengenverhältnissen mit Sauerstoff und Inertgas, beispielsweise gemäß US-PS 3 761 516, katalytisch oxidiert.

Die Anwesenheit von Verunreinigungen, wie sie die obengenannten Alkohole, Ketone und Kohlenwasserstoffe in dem einer derartigen katalytischen Oxidation unterworfenen Methacrolein darstellen, führt leicht zu einer ungünstigen Beeinflussung der Oxidationsreaktion. Daher wird es als notwendig angesehen, diese Lösungsmittel aus dem Methacrolein in sehr starkem Ausmaße zu entfernen, wodurch das Verfahren kompliziert und wirtschaftlich nachteilig wird. Außerdem werden das Isobutylen und die anderen Gase mindestens zum Teil in die katalytische Oxidation zurückgeführt, um für die Herstellung weiterer Mengen an Methacrolein zur Verfügung zu stehen, und wenn sie beträchtliche Mengen der zugesetzten Lösungsmittel enthalten, besitzen diese Verunreinigungen einen ungünstigen Einfluß auch auf diese Umsetzung. Demzufolge müssen diese Gase sorgfältig behandelt werden, um sie von Lösungsmitteldämpfen zu befreien, die unvermeidlicher Weise in dem nichtkondensierten Gasgemisch enthalten sind, bevor das Gemisch zurückgeführt werden kann.

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Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zur Absorption oder zum Auswaschen von Methacrolein aus gasförmigen Gemischen, bei denen nur verhältnismäßig geringe Mengen an Absorptionsflüssigkeit zur wirksamen Gewinnung des Methacroleins verwendet zu werden brauchen.

Aufgabe der Erfindung ist weiterhin die Schaffung eines Verfahrens zur Gewinnung von Methacrolein aus außerdem noch Isobutylen enthaltenden gasförmigen Gemischen, bei dem weder das Methacrolein noch das zur Zurückführung zu gewinnende Isobutylen mit organischen Fremdverbindungen verunreinigt werden, die die anschließende Umwandlung des Methacroleins in Methacrylsäure oder die Umwandlung des Isobutylens in zusätzliches Methacrolein beeinträchtigen können.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Gewinnung von Methacrolein aus einem gasförmigen Gemisch, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Gemisch mit Essigsäure in Berührung bringt.

Erfindungsgemäß werden die gasförmigen, Methacrolein und Isobutylen enthaltenden Gemische beispielsweise im Gegenstrom mit Essigsäure in Berührung gebracht. Es wurde überraschenderweise gefunden, daß Essigsäure ein ungewöhnlich wirksames Absorptionsmittel für Methacrolein ist und sich leicht von Methacrolein durch herhömmliche fraktionierte Destillation abtrennen läßt. Außerdem werden bei der katalytischen Oxidation von Methacrolein zu Methacrylsäure sowie bei der Oxidation von Isobutylen oder tert.-Butanol zu Methacrolein geringe Mengen Essigsäure gebildet, so daß Essigsäure somit ein in dem System normalerweise ohnehin enthaltener Stoff ist. Demzufolge können geringe Mengen Essigsäure in dem der katalytischen Oxidation zugeführten Methacrolein, das zu Methacrylsäure umgesetzt werden soll, sowie in den der Methacroleinerzeugung durch katalytische Oxidation zugeführten Rückführungsgasen toleriert werden, so daß die Schwierigkeiten mit der Reinigung des Methacroleins oder der Pückführungsgase von zugesetzen Fremdverunreingungen, wie den Gaswäschelosungsmitteln gemäß dem Stand der Technik, vermieden werden können. 9098 13/0778

Das Auswaschen des Methacrolein enthaltenden gasförmigen Gemisches kann in einer oder mehreren Stufen durchgeführt werden, jedoch ist im allgemeinen eine Stufe ausreichend. Die Gaswäsche wird vorzugsweise im Gegenstrom durchgeführt, wenngleich auch ein Kontakt in Paralellströmung angewandt werden kann, jedoch weniger zweckmäßig ist. Die Zone, in der der Kontakt zwischen der Essigsäure und dem gasförmigen Gemisch stattfindet, kann von herkömmlicher, für einen Kontakt zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit geeigneten Ausgestaltung sein, jedoch ist sie zweckmäßigerweise mit Körpern gefüllt, die die Kontaktoberfläche vergrößern, wie beispielsweise Raschig-Ringen, oder sie kann mit Sprudelplatten, Rieselplatten, Siebplatten, Ventilplatten und dergleichen versehen sein.

Das Methacrolein wird von der Essigsäure in der Gaswaschzone wirksam absorbiert, jedoch die zurückbleibenden Komponenten des der Behandlung unterzogenen Gasgemisches, einschließlich Isobutylen, enthalten leicht etwas Essigsäure. Jedoch, wie oben erwähnt, besteht einer der Vorzüge des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, daß die Essigsäure nicht als Fremdverunreinigung auftritt, und selbst wenn das in den Gasen enthaltene, für die Rückführung zu dem Oxidationsreaktor zur überfühung in zusätzliches Methacrolein gewonnene Isobutylen etwas Essigsäure enthält, so stellt sich dadurch keine nachteilige Wirkung auf die Oxidationsreaktion ein. Es ist jedoch zweckmäßig, daß der Essigsäuregehalt der aus dem Methacroleingaswäscher austretenden Gase innerhalb "annehmbarer Grenzen gehalten wird, da man die Essigsäure zur Rückführung in den Gaswäscher benötigt und der Anteil an Essigsäure, der durch die austretenden Gase entfernt wird, natürlich ersetzt werden muß, um ein konstantes Volumen an Gaswaschflüssigkeit aufrechtzuerhalten. Demzufolge wird die Menge an Essigsäure in dem gasförmigem Gemisch vorzugsweise unter etwa 0,5 Volumprozent gehalten. Zu diesem Zweck kann die Essigsäure aus den Gasen

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leicht durch Inberührungbringen mit Wasser, beispielsweise im Gegenstrom, entfernt werden. Dieser Kontakt kann in einer getrennten Gaswaschzone durchgeführt werden, durch die die Gase, die den Methacroleinwäscher verlassen, im Gegenstrom geführt werden, vorzugsweise und am zweckmäßigsten sind jedoch der Essigsäurewäscher und der Methacroleinwäscher miteinander verbunden, wobei der erstgenannte über dem zuietztgenannten angeordnet ist, so daß die Gase, die die Methacroleingaswaschzone verlassen, unmittelbar in die Essigsäuregaswaschzone gelangen, in deren oberen Teil kontinuierlich Wasser eingeleitet wird.

Das zu waschende Gasgemisch befindet sich zweckmäßig auf erhöhtem Druck, damit es leicht durch die Methacroleinauswaschzone und die Essigsäureauswaschzone strömt. Normalerweise ist ein überdruck von mindestens etwa 0,67 bar (10 psig) zweckmäßig, jedoch sind von besonderem Vorteil Drücke von 6,8 9 bis 17,2 bar Überdruck (100 bis 250 psig). Die Obergrenze des Druckes ergibt sich in erster Linie aus wirtschaftlichen Erwägungen. Die Temperatur des Gases ist nicht von ausschlaggebender Bedeutung, liegt jedoch normalerweise bei mindestens etwa 50 und vorzugsweise bei 35 bis 45 ⁰C, während die als Absorptionsflüssigkeit verwendete Essigsäure vorteilhafterweise eine Temperatur von 35 bis 50 ⁰C besitzt. Vorzugsweise, wenngleich nicht notwendigerweise wird die als Absorptionsflüssigkeit verwendete Essigsäure bei praktisch konstanter Temperatur gehalten, indem man sie während des Auswaschens des Methacroleins durch Kühleinrichtungen leitet. Das Auswaschen der Essigsäure mit Wasser wird unter Temperaturbedingungen durchgeführt, die denen beim Auswaschen des Methacroleins angewandten entsprechen. Das Methacrolein enthaltende Gasgemisch, das der Essigsäure enthaltenden Gaswaschzone zur Entfernung des Methacroleins zugeführt wird, kann der gasförmige Abfluß sein, der aus dem Oxidationsreaktor

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austritt, in dem das Methacrolein erzeugt wird, wobei das Gemisch zweckmäßigerweise durch herkömmliche Mittel, wie beispielsweise einen Schleuderkompressor, einer Druckerhöhung unterzogen werden kann, bis der für das Auswaschen zweckmäßige Druck erreicht ist. Vorzugsweise wird jedoch zunächst, um die Menge an Essigsäure auf ein Minimum herabzudrücken, mindestens ein Teil des in dem Abfluß des Oxidationsreaktors enthaltenen Wassers entfernt. Dies kann auf herkömmliche Weise geschehen, beispielsweise, wie in der oben erwähnten US-PS 3 162 514 beschrieben, vorzugsweise erfolgt es jedoch auf die in der oben

erwähnten gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung P

(Case 1121) derselben Anmelderin beschriebenen Weise, bei der das Reaktorabgas in wäßrigen Medien unter stufenweise erhöhtem Druck einer Kondensationsbehandlung unterworfen wird und ein Gasgemisch erhalten wird, das praktisch wasserfrei ist und gleichzeitig einen Druck aufweist, der das Gasgemisch dazu geeignet macht, daß es unmittelbar in die Essigsäure enthaltende Methacroleinauswaschzone nach der Vorschrift des erfindungsgemäßen Verfahrens eingeleitet wird. Im allgemeinen enthält die Beschickung für die Auswaschzone somit vorzugsweise weniger als etwa 1 Volumprozent Wasser, wenngleich, wie erwähnt, die im einzelnen vorhandene Wassermenge von Standpunkt der Durchführbarkeit des Verfahrens aus nicht von entscheidender Bedeutung ist.

Die Geschwindigkeit, mit der das einer Gaswäsche zu unterziehende Gas in die Essigsäure enthaltende Gaswaschzone eingeführt wird, hängt von dem Wassergehalt und der Konzentration des Methacroleins in dem Gas sowie von Art und Wirksamkeit der die Auswaschzone darstellenden Vorrichtung ab. Demzufolge kann die Geschwindigkeit zwischen weiten Grenzen variieren, liegt jedoch in typischer Weise zwischen 1000 und 6000 Liter je Liter Essigsäure und Stunde.

Von dem unteren Abschnitt der Essigsäure enthaltenden Gaswaschzone wird die Essigsäure mit dem in ihr enthaltenen absorbierten Methacrolein entfernt und später einer Behandlung unterzogen, um Essigsäure von Methacrolein zu trennen. Dies

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kann durch normale fraktionierte Destillation erfolgen, da Essigsäure und Methacrolein hinreichend unterschiedliche Siedepunkte besitzen, so daß keine Trennschwierigkeiten auftreten. In einer typischen Betriebsweise wird die Destillation bei Sumpftemperatüren, die im Bereich von 90 bis 130 ⁰C liegen, unter einem Druck von 0,41 bis 14,5 bar (6 bis 21 psia) durchgeführt. Die abgetrennte Essigsäure wird als Sumpfprodukt abgezogen, während das Methacrolein in das Destillat gelangt. Normalerweise wird der Abfluß aus der Gaswaschzone, in der die Essigsäure mit Hilfe von Wasser ausgewaschen wird, wie oben beschrieben, mit dem Abfluß aus dem unteren Teil der Methacroleinauswaschzone vereinigt und der vereinigte Strom der Destillationskolonne zum Abtrennen des Methacroleins zugeführt. In diesem Fall gelangen sowohl Methacrolein als auch Wasser in das Destillat, das außerdem geringe Mengen an Gasen, wie beispielsweise Isobutylen, enthalten kann. Das Destillat von dieser Destillation wird kondensiert und das Kondensat in einen Phasenscheider geleitet, in dem sich das Wasser und das Methacrolein in zwei deutlich unterschiedene Phasen trennen. Ein Teil des auf diese Weise erhaltenen Methacroleins wird als Produkt zur Umwandlung in Methacrylsäure oder für andere Zwecke abgezogen, während der Rest der Methacroleinphase als Rückfluß in die Destillationskolonne zurückgeleitet wird, um die Destillation in herkömmlicher Weise zu erleichtern, beispielsweise um ein Rückflußverhältnis von 2:1 bis 5:1 zu gewährleisten. Die wäßrige Phase wird abgezogen und einer Behandlung unterworden, um die in ihr enthaltenen sehr geringen Mengen Methacrolein zu gewinnen, oder auf andere zweckmäßige Weise verwertet. Vorteilhafterweise kann die wäßrige Phase als wäßrige Auswaschflüssigkeit in die Essigsäure der Auswaschzone zurückgeführt werden, um die Essigsäure aus den Gasen, die aus der Methacroleinauswaschzone heraustreten, zu entfernen. Etwa in ihr enthaltene nicht kondensierte Gase, wie Isobutylen, werden aus dem Phasenscheider abgezogen und vorteilhafterweise in den Oxidationsreaktor zurückgeführt, um weitere Mengen Methacrolein zu erzeugen. Die aus dem unteren

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Abschnitt der Destillationskolonne abgezogene Essigsäure wird in die Methacroleinauswaschzone als Auswaschflüssigkeit zur Absorption weiterer Mengen Methacrolein zurückgeführt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert, die in Form eines Fließschemas eine beispielhafte Ausführungsform eines Gaswasch- und Gewinnungssystems zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.

Gemäß der Zeichnung wird das gasförmige, auszuwaschende Gemisch über Leitung 12 in den Gaswäscher 10 eingeleitet, während die als Gaswaschflüssigkeit verwendete Essigsäure durch Leitung 14 eingeleitet wird. In der gezeigten Ausführungsform ist der Gaswäscher 10 mit einem Gaswäscher 16 kombiniert, von dem er durch eine Kaminplatte (chimney tray) 20, durch die die Essigsäure enthaltenden Gase aus dem Gaswäscher 10 hindurchtreten, getrennt ist. In das Oberteil des Gaswäschers 16 wird über Leitung 22 Wasser eingeleitet, und die in dem Gaswäscher gebildete Lösung aus Wasser und Essigsäure wird in der Nähe seines unteren Endes über Leitung 24 abgezogen. Die gewaschenen Gase verlassen den Gaswäscher 16 über Leitung 26, von wo aus sie unmittelbar oder nach einer geeigneten Behandlung in den Oxidationsreaktor zurückgeführt werden können. Wie oben erwähnt, werden die Flüssigkeiten in den Gaswäschern 10 und 16 vorzugsweise bei praktisch konstanter Temperatur gehalten, weshaLb auf irgendeine Weise die Absorptionswärme entfernt werden muß. Zu diesem Zweck sind Nebenstromkreisläufe vorgesehen, die sich aus den Auslaßleitungen 30, 30a, 30b und 30c zusammensetzen, die mit Rückführungsleitungen 32, 32a, 32b bzw. 32c verbunden sind, die wiederum Kühler 34, 34a, 34b bzw. 34c enthalten. Aus dem unteren Abschnitt des Gaswäschers 10 wird mit absorbiertem Methacrolein angereicherte Essigsäure über Leitung 38 abgezogen, die sich mit Leitung 24 vereinigt, und die vereinigten Flüssigkeitsströme der Destillationskolonne 40 zuführt. Die Kolonne 40

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ist mit einer Sumpfabzugsleitung 42 versehen, aus der ein Teil des Sumpfstromes durch den Wiedererhitzer 44 zur Rückführung in die Kolonne strömt, während der Rest über Leitung 46 zur Rückführung über Leitung 14 zum oberen Abschnitt der Gaswaschzone 10 abgezogen wird. Gewünschtenfalls kann eine kleine Menge über Leitung 50 entfernt werden. Die aus der Destillationskolonne 40 über Leitung 52 austretenden Dämpfe gelangen in den Kühler 54, von wo das Kondensat dem Phasenscheider 56 zugeführt wird. Die wäßrige Phase wird über Leitung 58 zur Entfernung aus dem System abgezogen, oder gewünschtenfalls kann ein Teil oder die Gesamtmenge über Leitung 60 in den Gaswäscher 16 zurückgeführt werden. Nichtkondensierte Gase werden über Leitung 62 entfernt, während die Methacroleinphase über Leitung 64 abgezogen wird. Aus Leitung 64 wird ein Teil des Methacroleins als Rückfluß in Kolonne 40 über Leitung 66 zurückgeführt, während der Rest als Produkt über Leitung 70 abgezogen wird.

Wie oben erwähnt, stellt die Zeichnung lediglich eine beispielhafte Ausführungsform eines Vorrichtungssystems dar, das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann, so daß das erfindungsgemäße Verfahren selbstverständlich auch mit Hilfe verschiedener anderer Vorrichtungssysteme durchgeführt werden kann.

Beispielsweise können die Gaswaschzonen 10 und 16 voneinander getrennt und lediglich mit Hilfe von Leitungen miteinander verbunden sein. Die Flüssigkeit in Leitung 24 und diejenige in Leitung 38 können getrennt voneinander behandelt werden, gewünschtenfalls in getrennten Destillationseinrichtungen, und es können zahlreiche weitere Modifikationen vorgenommen werden.

Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung, ohne sie zu beschränken. Angaben über Teile beziehen sich auf das Gewicht, sofern nichts anderes angegeben.

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Beispiel

In einem System wie dem in der Zeichnung erläuterten wird ein gasförmiger Strom kontinuierlich in einen vertikal angeordneten Gaswaschturm mit 16 theoretischen Böden oder Kontaktstufen, der außerdem mit einer Kaminplatte (chimney tray) zur Teilung des Turms in annähernd gleiche obere und untere Gaswaschabschnitte 1 6 bzw. 10 augestattet ist, eingeleitet. Der gasförmige Strom wird mit einer Geschwindigkeit von 1000 Teilen je Stunde und einer Temperatur von etwa 40 ⁰C sowie einem Überdruck von etwa 9,12 bar (132,3 psig) eingeleitet. Er besteht aus den dampfförmigen Komponenten des dampfförmigen Abflusses einer repräsentativen katalytischen Oxidation von Isobutylen zu Methacrolein mit Hilfe von Luft in Gegenwart von Wasserdampf, nach dem etwa 96 % des Wasserdampfgehaltes entfernt worden sind, beispielsweise nach dem in der oben beschriebenen gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung P (Case 1121) derselben Anmelderin beschriebenen Verfahren. Er besteht aus etwa 5,9 % Methacrolein, Rest Sauerstoff, Inertgase, nichtumgesetztes Isobutylen und geringere Mengen Wasserdampf. Der gasförmige Strom wird in den Boden des unteren Abschnitts 10 eingeleitet, während gleichzeitig ein Essigsäurestrom mit einer Geschwindigkeit von etwa 242 Teilen je Stunde auf den obersten Boden des unteren Abschnittes 10 des Gaswaschturmes eingeleitet wird und im Gegenstrom zu dem unten eintretenden Gasstrom nach unten fließt. Die Essigsäure besitzt bei ihrem Eintritt eine Temperatur von etwa 40 ⁰C. Gleichzeitig wird Wasser auf den obersten Boden 16 des Gaswaschturmes mit einer Geschwindigkeit von 10 Teilen je Stunde eingeleitet, und dieses Wasser fließt im Gegenstrom zu dem durch die Kaminplatte (chimney tray) 20 von dem unteren Abschnitt 10 hindurch nach oben strömenden Gasstrom nach unten. Durch das Hindurchströmen durch die Essigsäure werden 99 % des in dem eintretenden gasförmigen Strom enthaltenen Methacroleins absorbiert, und der gasförmige Strom gelangt in den oberen Abschnitt 16 mit einem Essigsäuregehalt von etwa 0,5 Volumprozent. Durch

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die Berührung mit dem durch Leitung 22 eingeführten Wasser wird jedoch praktisch die Gesamtmenge der Essigsäure entfernt, so daß der der Gaswäsche unterzogene gasförmige Strom, der den Gaswäscher über Leitung 26 verläßt, nur etwa 0,06 % Methacrolein und 0,03 % Essigsäure enthält. Bei dem Betrieb des Gaswaschstroms wird die Temperatur im Abschnitt 10 bei etwa 40 ⁰C und im Abschnitt 16 bei etwa 40 ⁰C gehalten, indem man die strömende Flüssigkeit durch Kühlschleifen leitet, die, wie in der Zeichnung dargestellt, angeordnet sind.

Die an Methacrolein angereicherte Essigsäure wird von dem unteren Abschnitt 10 des Gaswäschers abgezogen und besteht aus etwa 73,6 % Essigsäure und 18,4 % Methacrolein; ihre Menge beträgt etwa 316 Teile je Stunde. Gleichzeitig wird von dem unteren Teil von Abschnitt 16 ein Strom verdünnter Essigsäure aus etwa 40,5 % Wasser und 59,6 % Essigsäure mit einer Geschwindigkeit von 14,7 Teilen je Stunde abgezogen. Die aus den Abschnitten 10 und 16 abgezogenen Ströme werden vereinigt und in den Oberteil einer Kolonne 40 für fraktionierte Destillation eingeleitet, die 30 theoretische Böden enthält und bei einem Druck von 0,83 bar (12 psia), einer Sumpftemperatur von 120 ⁰C sowie einer Kopftemperatür von 57 ⁰C betrieben wird. Die Dämpfe verlassen die Destillationskolonne 40 mit einer Geschwindigkeit von 200 Teilen je Stunde, werden kondensiert und zu einem Phasenscheider 56 geleitet, indem sie eine wäßrige und eine Methacroleinphase bilden. Die wäßrige Phase wird mit einer Geschwindigkeit von etwa 11 Teilen je Stunde und die Methacroleinphase mit einer Geschwindigkeit von etwa 181 Teilen je Stunde abgezogen. Ein Teil der Methacroleinphase wird als Rückfluß zur Kolonne 40 zurückgeführt, wobei ein Rückflußverhältnis von etwa 2,3:1 eingehalten wird; der Rest wird als Produkt abgezogen. Nichtkondensierte Gase im Phasenscheider 56 werden mit einer Geschwindigkeit von 8 Teilen je Stunde entfernt. Aus dem Sumpf der Kolonne 40 wird Essigsäure abgezogen und in Abschnitt 10 des Gaswaschstroms zurückgeführt.

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Gemäß dem Beispiel wurde ein Gaswäscher mit 8 theoretischen Böden in der mit Essigsäure betriebenen Waschzone 10 und 8 theoretischen Böden in der mit Wasser betriebenen Waschzone 16 eingesetzt. Normalerweise muß jede Waschzone mindestens 6 theoretische Böden oder Kontaktstufen enthalten, vorzugsweise enthält sie 7 bis 15 theoretische Boden oder Kontaktstufen. Eine größere Anzahl von Böden kann vorgesehen werden, wobei die Gesamtzahl lediglich durch praktische und wirtschaftliche Erwägungen begrenzt ist, wie dem Fachmann ersichtlich. Gemäß dem Beispiel wurde die Strömung des Gases oder Dampfes und der Essigsäure derart eingerichtet, daß das L/V-Verhältnis, d.h. das Verhältnis der molaren Strömungen von Flüssigkeit und Gas, 0,13 betrug. Normalerweise muß es mindestens etwa 0,11 betragen und beträgt vorzugsweise 0,12 bis 0,2. Höhere Verhältnisse können angewandt werden, jedoch ist die Obergrenze von etwa 0,2 durch wirtschaftliche Überlegungen als allgemeine Regel festgesetzt. Die gleichen L/V-Betrachtungen gelten für die mit Wasser betriebene Waschzone. Die Temperatur in den Waschzonen wird vorzugsweise praktisch konstant, d.h. innerhalb eines Bereiches von 10 ⁰C gehalten, doch ist dies keinesfalls von ausschlaggebender Bedeutung, und die Kühlmittel können ganz weggelassen werden, wodurch sich höhere L/V-Verhältnisse ergeben, die erforderlich sind, um eine gleichwertige Absorptionswirksamkeit aufrechtzuerhalten.

Verschiedene Änderungen Modifikationen der beschriebenen Durchführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens können selbstverständlich vorgenommen werden. Während beispielsweise das beschriebene Verfahren eine Folge von Verfahrensschritten umfaßt, die unter Bedingungen durchgeführt werden, unter denen die Möglichkeit einer Polymerisation auf ein Minimum herabgedrückt wird, kann ein Polymerisationsinhibitor, wie Hydrochinon oder ein anderer dem Fachmann bekannter Inhibitor, jedem der Ströme nach Wunsch zugesetzt werden.

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Claims

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Patentansprüche

1 ./' Verfahren zur Gewinnung von Methacrolein aus einem gasförmigem Gemisch, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch mit Essigsäure in Berührung bringt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß man das gasförmige Gemisch nach dem Inkontaktbringen mit Essigsäure, wodurch aus dem Gemisch Methacrolein absorbiert wird, mit Wasser in Berührung bringt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zufolge des in Inberührungbringens mit dem gasförmigen Gemisch absorbiertes Methacrolein enthaltende Essigsäure zur Abtrennung des absorbierten Methacroleins von der Essigsäure fraktioniert destilliert wird.

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ORIGINAL INSPECTED