DE2848512A1

DE2848512A1 - Reducing oxazole content of acrylonitrile - by scrubbing, distn. combining side-stream with scrubbing water and expelling oxazole with residual gas

Info

Publication number: DE2848512A1
Application number: DE19782848512
Authority: DE
Inventors: Stefan Dipl Chem Dr Elischer; Gunther Herberg; Klaus Dipl Chem Dr Lienhard; Fritz Dipl Chem Dr Wagner
Original assignee: SKW Trostberg AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1978-11-08
Filing date: 1978-11-08
Publication date: 1980-05-22
Also published as: DE2848512C3; DE2848512B2

Abstract

Acrylonitrile having a low oxazole content is prepd. by scrubbing the gaseous reaction mixt., leaving the reactor, with water, in an absorption column, (A), and distilling the absorption soln. in a solvent extn. column, (B) to recover crude acrylonitrile while an oxazole-rich side-stream is removed from column bottom. Novelty consists in removing a gaseous side-stream from the distn. section of the solvent extn. column (B) and combining it with the scrubbing water charged to the absorption column head (A). The oxazole present in the scrubbing water is expelled, from column head, by means of the residual gas and discharged with it. Oxazole and isoxazole content can be reduced to 5 ppm, e.g. 2-3 ppm, compared with 100 ppm without removing the gaseous side-stream. MeCN content can be reduced simultaneously to =1 ppm.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Acryl-The invention relates to a method for the production of acrylic

nitril mit niedrigem Oxazolgehalt.nitrile with low oxazole content.

Nitrile, die beispielsweise nach dem Verfahren der katalytischen Ammonoxidation von Olefinen hergestellt werden, enthalten erfahruncisgemäß Oxazol oder Isoxazole (hier allgemein als "Oxazol" bezeichnet) als Verunreiniaungen. Diese ,'erur.reinigungen können die Polymerisation von Acrylnitril stören, indem sie die Eigenschaften des erhaltenen Polymerisates neqativ boeinflussen; sie können ferner zur Verfärbunq des Acrylnitrils bei der Lagerung führen und sind ebenso bei der Herstellung von Acrylamid aus Acrylnitril unerwünscht.Nitriles, for example by the process of catalytic ammoxidation Manufactured by olefins, experience has shown that they contain oxazole or isoxazole (referred to herein generically as "oxazole") as impurities. These, 'erur. Cleanings can interfere with the polymerization of acrylonitrile by reducing the properties of the The polymer obtained has a negative influence; they can also be used for discoloration of acrylonitrile lead in storage and are also used in the production of Acrylamide from acrylonitrile undesirable.

Die Eliminierung dieser Verunreinigungen durch Destillation ist aus der DD-PS 64051 bekannt. Da ihre Siedepunkte jedoch in der Nähe derjenigen der Nitrile liegen, ist eine derartige Eliminierung, insbesondere im Fall von Acrylnitril, sehr mühsam und aufwendig. Auch ist ein Wasserzusatz erforderlich. Trotzdem ist der erzielbare Reinheitsgrad unbefriedigend.The elimination of these impurities by distillation is over the DD-PS 64051 known. However, since their boiling points are close to those of nitriles such elimination, particularly in the case of acrylonitrile, is very high laborious and time-consuming. It is also necessary to add water. Nevertheless, the achievable Degree of purity unsatisfactory.

Aus der DE-AS 16 43 118 ist bereits ein Verfahren bekannt, bei welchem Oxazole mit Hilfe eines Kationenaustauscherharzes aus sulfoniertem Divinylbenzol-polystyrolharz in der Säureform abgetrennt werden können.From DE-AS 16 43 118 a method is already known in which Oxazole using a cation exchange resin made from sulfonated divinylbenzene-polystyrene resin can be separated in the acid form.

Dieses Verfahren ist ebenfalls umständlich und kostspielig und hat den Nachteil des absatzweisen Betriebes, da das Austauscherharz von Zeit zu Zeit regeneriert werden muß. Ferner besteht die Möglichkeit, daß durch das Acrylnitril, welches hervorragende Lösungseigenschaften besitzt, in dem Austauscherharz enthaltene Oligomere herausgelöst werden, wodurch das Acrylnitril verunreinigt wird.This procedure is also cumbersome and expensive and has the disadvantage of batch operation, since the exchange resin from time to time must be regenerated. There is also the possibility that the acrylonitrile, which has excellent dissolving properties, contained in the exchange resin Oligomers are dissolved out, whereby the acrylonitrile is contaminated.

Ferner ist aus der DD-PS 125 821 ein Verfahren bekannt, welches auf einer konventionellen Acrylnitrilaufbereitungsmethode für ein Prozeßwassergornisc mit Gehalt an Blausäure und Acrylnitril beruht. Die Trennung erfolgt durch Destillation. Dabei wird aus - r Untersäule einer Extraktivdestillationskolonne ein Flüssigkeitsstrom entnommen, um den Oxazol- und Acetonitrilanteil zu senken. Auch dieses Verfahren ist auf-.fendia und erfordert eine Fntnahme von 30 bis 100 % des SumpfprodulKtes, die destilliert werden müssen.Furthermore, from DD-PS 125 821 a method is known which on a conventional acrylonitrile processing method for a process water gornisc with content of hydrogen cyanide and acrylonitrile. The separation takes place by distillation. In the process, the lower column of an extractive distillation column becomes a liquid stream taken to reduce the oxazole and acetonitrile content. This procedure too is on-.fendia and requires a withdrawal of 30 to 100% of the sump product, that need to be distilled.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Eliminierung des das Acryinitril verunreinigenden Oxazols innerhalb des üblichen Aufarbeitungs- und Reinigungsablaufes der Acrylnitrilerzeugung mit möglichst geringem Aufwand durchzufuhren und so, daß die Qualität des Acrylnitrils durch Nachbehandlungsverfahren nicht beeinträchtigt wird und es insbesondere möglich macht, den Oxazolgehalt unter 5 pptr zu senken.The invention is therefore based on the task of eliminating the the acrylonitrile contaminating oxazole within the usual work-up and To carry out the cleaning process of the acrylonitrile production with the least possible effort and so that the quality of the acrylonitrile is not adversely affected by post-treatment processes and in particular makes it possible to reduce the oxazole content below 5 pptr.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Acrylnitril mit niedrigem Oxazolgehalt, bei welcher das den Reaktor verlassende gasförmige Reaktionsgemisch rit Wasser in einer Absorberkolonne gewaschen, aus der Absorptionslösting durch Destillation in einer Solventextraktionskolonne in Rohacrylnitril übergeführt und ein oxazolreicher Strom durch Seitenentnahme aus der Unterkolonne entfernt wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß ein dampfförmiger Seitenabzug aus dem Abtriebsteil der Solventextraktionskolonne entnommen und mit dem auf den Kopf der Absorberkolonne aufgegebenen Absorptionswasser vereinigt wird, wobei im Kopfteil der Absorberkolonne das im Absorptionswasser enthaltene Oxazol durch das Restgas ausgetrieben und zusammen mit diesem aus geschleust wird.According to the invention, this object is achieved by a method for Manufacture of acrylonitrile with low oxazole content, in which the reactor leaving gaseous reaction mixture washed with water in an absorber column, from the absorption solution by distillation in a solvent extraction column converted into crude acrylonitrile and an oxazole-rich stream by taking off from the side the sub-column is removed, which is characterized in that a vaporous Side draw taken from the stripping section of the solvent extraction column and with the absorption water applied to the top of the absorber column is combined, wherein the oxazole contained in the absorption water in the head part of the absorber column is driven out by the residual gas and discharged together with this.

Es wurde qefunden, daß sich Oxazol an einer ganz bestimmten Stelle des Aufarbeitungs- und Reinigungsablaufes der Acrylnitrilerzeugung in der Dampfphase anreichert. Bei dem Verfahren, bei welchem das Reaktionsgemisch aus der onoxidationsteil der Anlage in einer Absorberkolonne mit Wasser gewaschen und in einer nachfolgenden Solventextraktionskolonne aus der Aosorptionslösung durch extraktive Destlllation ein blausäurehaltiges Rohnitril gewonnen wird, reichert sich Oxazol im Abtriebsteil der Solentextraktionskolonne an. Besonders hohe Konzentrationen treten in der Dampfphase auf. Durch Entnahme eines geringfügigen dampfförmigen Anteils (nachfelsend als Seitenabzug bezeichnet) an der Stelle der höchsten Oxazolkonzentration lassen sich weit über 9o % des orhandenen Oxazols aus dem EzrozeN eliminieren, so daß ran ein Acrylnitril mit einen Gehalt von weniger als 5 ppm Oxazol erheilt Ein weiterer Vorteil des Verfahren besteht darin, daß qleichzeitig der Galt an Acetonitril im Reinacrylnitril drastisch reduziert und auf eine Konzentration von etwa 1 ppm abgesenkt wird.It has been found that oxazole is in a very specific location the processing and cleaning process of acrylonitrile production in the vapor phase enriches. In the process at which the reaction mixture washed from the onoxidationteil the plant in an absorber column with water and in a subsequent solvent extraction column from the aosorptive solution extractive distillation a crude nitrile containing hydrocyanic acid is obtained, enriches Oxazole in the stripping section of the brine extraction column. Particularly high concentrations occur in the vapor phase. By removing a small amount of vapor (referred to as a side draw) at the point of the highest oxazole concentration far more than 90% of the oxazole present can be eliminated from the EzrozeN, see above that ran an acrylonitrile with an oxazole content of less than 5 ppm Another advantage of the process is that at the same time there is acetonitrile drastically reduced in the pure acrylonitrile and to a concentration of about 1 ppm is lowered.

Der dem Abtriebsteil der Solventextraktionskolonne entnommene dampfförmige Seitenabzug besteht im wesentlichen aus Wasser.The vaporous gas withdrawn from the stripping section of the solvent extraction column Side draw consists essentially of water.

Seine organischen Bestandteile können beispielsweise in einer Verbrennungsanlage vernichtet werden. Der Seitenabzug hat beispielsweise folgende Zusammensetzung: Wasser 83,70 Gew.-% Oxazol o,44 Gew.-% Acetonitril 9,9o Gew.-% Blausäure 2,40 Cew.-% Acetaldehyd 1,17 Gew.-% Acrolein o,61 Cew.-% Acrylnitril o,19 Gew.-% höher sied. Substanzen 1,59 Gew.-% Wie aus der Zusammensetzung des der Solventextraktionskolonne entnommenen Seitenabzuges zu erkennen ist, eignet sich dieser Strom außerden ausgezeichnet zur Herstellung von Acetonltril oder Oxazol nach an sich bekannten Arbeitsmethoden.Its organic components can, for example, in an incinerator be destroyed. The side draw has the following composition, for example: Water 83.70% by weight oxazole 0.44% by weight acetonitrile 9.9o% by weight hydrogen cyanide 2.40% by weight Acetaldehyde 1.17% by weight acrolein 0.61% by weight acrylonitrile 0.19% by weight higher boiling point. Substances 1.59 wt% As from the composition of the solvent extraction column removed side print can be seen, this is suitable current also excellent for the production of Acetonitrile or Oxazole per se known working methods.

Die Vernichtung des Seitenabzuges ist problematisch und infolge seines hohen Wasser anteils kostspielig. Es ist daher ein weiteres Merkmal der Erfindung, den Seitenabzug mit den Absor?tionsvassr!r, welches die Hauptmenge des Acetonitrils enthdlt und auf den Kopf der Absorberkolonne aufgegeben wird, zu vereinigen. Es wurde nämlich gefunden, daß dann im Kopfteil der Absorberkolonne, in dem das kalte Restgas das warme Absorptionswasser im Gegenstrom abkühlt, das Oxazol durch das Restgas ebenso wie ds Acetonitril ausgetrieben wird und r.t diesen di Kolonne verläßt. Da das Restgas in modernen Anlaien in einer Verbrennungsanlage vernichtet wird, ist die Beseitigung des Oxazols auf diese Weise ebenfalls gelöst.The destruction of the side print is problematic and as a result of it high water proportionally expensive. It is therefore a further feature of the invention the side offtake with the absorption water, which contains the bulk of the acetonitrile contains and is abandoned at the top of the absorber column to combine. It it was found that then in the head part of the absorber column, in which the cold Residual gas cools the warm absorption water in countercurrent, the oxazole through the Residual gas as well as the acetonitrile is driven off and leaves this column on the right. Since the residual gas is destroyed in modern systems in an incinerator, the elimination of the oxazole is also solved in this way.

Grundlage der Erfindung ist die überraschende Erkenntnis, daß Oxazol im Abtriebsteil der Solventextraktionskolonne an einer ganz bestimmten Stelle angereichert wird und an dieser Stelle in der Dampfphase ein Konzentrationsmaximum an Oxazol auftritt. Eine geringfügige Seitenerltnahre genügt daher bereits, um die Oxazolkonzentration auf die anqestrebten Werte zu verringern.The invention is based on the surprising finding that oxazole enriched in the stripping section of the solvent extraction column at a very specific point becomes and at this point in the vapor phase a maximum concentration of oxazole occurs. A slight side reading is therefore sufficient to determine the oxazole concentration to be reduced to the desired values.

NormalerTweise liegt das Maximum jedoch in einem Bereich, in dem Acrylnitril und Blausäure noch Konzentrationen von mehreren Prozenten erreichen. Durch Erhöhung der Temperatur im Mittelbereich des Abtriebsteils der Solventextraktionskolonne sowie durch Erhöhung der Extraktionswassermenge und Reduzierung der Temperatur des Zulaufes auf ca. 73°C und des Extrakticnswassers auf ca. So0C läßt sich eine Verschiebung der Konzentrationen der einzelnen Bestandteile des Gemisches erreichen, bis am 44. Boden der Kolonne sich die in Fig. 1 dargestellten Konzentrationen einstellen. Hierzu ist es notwendig, daß die Temperatur am 44. Boden bei 100 bis 1050C liegt und das Verhältnis von Seitenabzugsmenae zu Extraktionswassermenge 1 : 15 bi 1 : 40 bctrgt. Die genauen Betriebsbedinaungen der Kolonne richten sich jedoch nach der produktionsb2dingten Belastung der Kolonne. Den jeweils optirnalen Betriebs zustand erhält man durch schrittweise Veränderung der oben beschriebenen Parameter so lan«e bis die gewünschten Seitcnabzugskonzentrationen erreicht sind, insbesondere bis die Acrylnitrilkonzentration im Seitenabzug nicht mehr als etwa o,2 % beträgt.Usually, however, the maximum is in a range in which acrylonitrile and hydrogen cyanide can reach concentrations of several percent. By increasing the temperature in the middle region of the stripping section of the solvent extraction column as well as by increasing the amount of extraction water and reducing the temperature of the The inflow to approx. 73 ° C and the extraction water to approx. So0C can be shifted the concentrations of the individual components of the mixture until April 44. The concentrations shown in FIG. 1 are established at the bottom of the column. For this it is necessary that the temperature on the 44th floor is 100 to 1050C lies and the ratio of side withdrawal menae to extraction water amount 1: 15 to 1: 40 bctrgt. However, the exact operating conditions of the column depend on the production-related load on the column. The respectively optimal operation state is obtained by gradually changing the parameters described above so long until the desired side draw concentrations are reached, in particular until the acrylonitrile concentration in the side draw is no more than about 0.2%.

Die Erfindung wird an folgendem Beispiel näher erläutert.The invention is explained in more detail using the following example.

Beispiel In Fig. 2 ist der Teil des Acrylnitril-Produktionsprozesses schematisch dargestellt, in welchem das erfindungsgemäße Verfa.lren durchgeführt wird.Example In Fig. 2 is the part of the acrylonitrile production process shown schematically in which the process according to the invention is carried out will.

Oxazolhaltiaes Reaktionsgemisch tritt über Leitung lo in die Absorberkolonne A ein und wird dort mit Wasser, welches über Leitung 12 auf den Kopf der Kolonne A geführt wird, gewaschen. 160 Gew.-Teile der Absorptionslösung, in welcher sich das Oxazol sowie Acrylnitril neben anderen Stoffen gelöst befinden, werden über Leitung 14 der Solventextraktionskolonne B zugeführt. Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene dampfförmige Anteil aus der Solventextrakticnskolonne (Seitenabzug, 4 Gew.-Teile), welcher weit über 9o % des Oxazols enthält, wird bei 103°C über Leitung 16 mit dem Absorptionswasser in Leitung 12 vereinigt. Uber die Leitung 18 verläßt das Restgas (zusammen mit dem ausgetriebenen Oxazol, 80 Gew.-Teile) die Kolonne A.Oxazole-containing reaction mixture enters the absorber column via line lo A and is there with water, which via line 12 to the top of the column A is passed, washed. 160 parts by weight of the absorption solution, in which the oxazole as well as acrylonitrile are dissolved alongside other substances are about Line 14 of the solvent extraction column B supplied. According to the invention Process obtained vapor fraction from the solvent extraction column (side draw, 4 parts by weight), which contains well over 9o% of the oxazole, is at 103 ° C via line 16 combined with the absorption water in line 12. Leaves via line 18 the residual gas (together with the expelled oxazole, 80 parts by weight) the column A.

120 Gew.-Teile Extraktionswasser werden aus dem unteren Teil der Kolonne B über Leitung 20 auf den Kopf der Kolonne zurückgeführt. Vom Kopf der Kolonne B wird Rohacrylnitril (22) abgezogen und geht in die weiteren Reinigungsstufen.120 parts by weight of extraction water are from the lower part of the column B returned via line 20 to the top of the column. From the head of column B becomes crude acrylonitrile (22) withdrawn and goes into the further cleaning stages.

Der Oxazclgehalt im Acrylnitril-Endprodukt betrug während dieser Arbeitsphase 2 bis 3 ppm, während er bei gleicher Arbeitsweise, jedoch ohne Entnahme eines dampfförmigen Seitenstromes vom 44. Boden der Solventextraktionskolonne über 100 ppm aufwies.The oxazcl content in the acrylonitrile end product was during this working phase 2 to 3 ppm, while he worked in the same way, but without removing a vaporous one Side stream from the 44th tray of the solvent extraction column had over 100 ppm.

Claims

Process for making low oxazole acrylonitrile.

Claims 1. A process for the production of acrylonitrile with low oxazole content, at which the gaseous reaction mixture leaving the reactor washed with water in an absorber column, from the absorption solution by distillation converted into crude acrylonitrile in a solvent extraction column and an oxazole-rich one Stream is removed from the sub-column by taking off the side, thereby g e k e n n -z e i c h n e t that a vapor-shaped side discharge from the stripping section of the Removed solvent extraction column and with the on top of the absorber column abandoned absorption water is combined, wherein in the head part of the absorber column the oxazole contained in the absorption water driven out by the residual gas and is discharged together with this.

2. The method according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the weight ratio of the oxazole-containing side draw taken off in vapor form to the tightness of the extraction water, which acts as a solvent extraction agent on the head of the Solvent extraction column is added, 1:15 to 1:40.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the oxazole-containing, vaporous side offtake from the stripping section of the Solvent extraction column at the point of highest oxazole concentration in the Vapor phase is taken.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that a e k e n n -z e i c h n e t that the temperature of the solvent extraction column is adjusted so that the concentration of acrylonitrile in the oxazole-containing, vaporous side draw is not is more than 0.2 percent by weight.