DE3003332C2

DE3003332C2 - Verfahren zur Reinigung von rohem Acrylnitril

Info

Publication number: DE3003332C2
Application number: DE3003332A
Authority: DE
Inventors: Issei Kurashiki Okayama Katsuta
Original assignee: Asahi Kasei Kogyo KK
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 1979-02-02
Filing date: 1980-01-30
Publication date: 1985-04-11
Also published as: DE3003332A1; IT1130912B; GB2041372B; US4276125A; GB2041372A; IT8019561A0

Description

— das rohe Acrylnitril an einer Stelle oberhalb der Mitte der Rektifizierkolonne einleitet,

— den an einer Stelle zwischen dem Kopf der Kolonne und der Einleitungsstelle für rohes Acrylnitril als Dampf in einer Menge von mindestens 10 Gew.-% der Gesamtmenge des in der Kolonne aufwärtsströmenden Dampfes abgezogenen Strom, wo die Temperatur in der Kolonne etwa 40 bis etwa 75⁰C beträgt, sofort in einem Kühler kondensiert und

— kontinuierlich das nicht kondensierende Gas aus dem Kühler abzieh i.

2. Verfahren nach A;ispruce 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rohe Acrylnitril etwa 60 bis etwa 90 Gew.-% Acrylnitril, etwa 5 bis e va 15 Gew.-% Cyanwasserstoff, etwa 3 bis etwa 10 Gew.-% Wasser und eine kleine Menge Carbonylverbindungen enthält.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kondensatflüssigkeit im Kühler zu einer Stelle der Kolonne zurückführt, bei der die Temperatur in der Kolonne etwa 40 bis etwa 75° C beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kondensatflüssigkeit im Kühler zu einer Stelle der Kolonne knapp unterhalb der Abzugstelle für den Dampf zurückführt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den Dampf in einer Menge von etwa 50 bis etwa 90 Gew.-% der Gesamtmenge des aufsteigenden Dampfes in der Kolonne abzieht.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von rohem olefinisch ungesättigtem Acrylnitril mit einem Gehalt an Cyanwasserstoff und Wasser, bei dem man Cyanwasserstoff entfernt.

Beim üblichen Verfahren (vgl. US-PS 29 04 580, 49 055, 31 98 750. 32 30 246 und 33 52 764) wird das Reaklionsgas, das bei der Ammonoxidation von Propylen bzw. Isobutylen erhalten wird, einer Abschrecksäule zugeführt, in der nichtumgesetztes Ammoniak entfernt wird. Danach wird das abgeschreckte Reakticnsgas im GeEcnstrom mit Absorptionswasser in einer Absorptionssäule in Berührung gebracht; Reaktionsabgas, das nichtumgesetztes Propylen bzw. nichtumgesetztes Isobutylen, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Stickstoff usw. enthält, wird vom Kopf der Absorptionssäule abgelassen, während eine wässerige Lösung, die hauptsächlich Acrylnitril, Acetonitril und Cyanwasserstoff enthält, vom Fuß der Absorptionssäule abgezogen wird. Die auf diese Weise erhaltene wässerige Lösung wird einer Extraktions-Destillations-Kolonne zugeführt, in deren oberen Abschnitt Wasser als Extraktionsmittel eingeleitet wird.

Das Destillat vom Kopf der Extraktions-Destillaltions-Kolonne wird kondensiert; es wird eine Acrylnitrillösung mit einem G?halt an Cyanwasserstoff und Wasser gewonnen. Danach wird die Acrylnitrillösung nach der Entfernung von nicht kondensierendem Gas in eine Rektifizierkolonne eingeleitet; vom Kopf der Rektifizierkolonne wird Cyanwasserstoff gewonnen, während vom Boden der Rektifizierkoionne Acrylnitril und Wasser gewonnen werden.

Die Konzentration an Cyanwasserstoff im Dampf, der vom Kopf der Rektifizierkoionne abgezogen wird, ist hoch; die Abkühltemperatur des Kühlers muß unter dem Siedepunkt des Cyanwasserstoffs gehalten werden.

Aus diesem Grunde ist Kühlwasser von einem Kühlturm, den man im allgemeinen einsetj'.t, als Kühlmedium nicht brauchbar; so ist Wasser verwendet worden, das mit einem Kühlmedium gekühlt wurde, z. B. Ammoniak oder Trifluoräthylen; das führte jedoch zu einer Erhöhung des Energieverbrauchs.

Nach einem anderen Verfahren zur Durchführung der Rektifizierung mit hohem Wirkungsgrad gemäß der US-PS 35 07 755 wird rohes Acrylnitril in eine Destillationskolonne knapp oberhalb der Mitte der Kolonne eingeleitet; die Flüssigkeit in der Kolonne wird knapp unterhalb des Einleitungspunkts für rohes Acrylnitril abgezogen, gekühlt und in zwei Phasen aufgetrennt, und zwar eine obere organische Phase, die reich an Acrylnitril ist, und in eine untere wässerige Phase, die reich an Wasser ist. Die untere wässerige Phase wird abgezogen, während die obere organische Phase in die Kolonne knapp unterhalb des Abzugspunktes für die Flüssigkeit zurückgeführt wird. Bei diesem Verfahren können als Nebenprodukt gebildete Verunreinigungen, wie Aceton, Acrolein und Acroleincyanhydrin, die in der unteren wässerigen Phase enthalten sind, zusammen mit Wasser entfernt werden; so wird vom Fuß der Kolonne eine Acrylnitrillösung mit einer wesentlich verbesserten Reinheit gegenüber dem üblicherweise angewandten

se- Verfahren erhalten, während vom Kopf der Kolonne Cyanwasserstoff höherer Reinheit erhalten wird. Ferner kann eine beträchtliche Minderung des Dampfverbrauchs beim Heizen der Kolonne erreicht werden. Jedoch erreicht bei diesem Rektifizierverfahren die Konzentration iin Cyanwasserstoff im Dampf vom Kopf der Kolonne mindestens etwa 96 Gew.-%, wobei die Temperatur am Kopf der Kolonne etwa 30⁰C aufgrund des Siedepunktes des Cyanwasserstoffs von 25,7°C erreicht; demgemäß ist gleichfalls abgekühltes Wasser niedriger Temperatur als Kühlmedium für den Kühler beim Arbeiten bei Atmosphärendruck erforderlich, was zu einer beträchtlichen Erhöhung der Kosten für die Energie und die Einrichtung eines Kühlapparats zum Abkühlen führt. Um Dampf mit einer derartigen Temperatur mit üblichem Kühlwasser zu kühlen, ist eine außerordentlich große Wärmeaustauschfläche zum Abkühlen infolge der geringen Temperaturdifferenz zwischen dem Dampf und dem Kühlwasser erforderlich. Demgemäß

ist die technische Brauchbarkeit dieses Verfahrens trotz dieser Vorteile gering. Man kann ferner annehmen, daß ein Betrieb der Kolonne unter höherem Druck ein Abkühlen zum Kondensieren aufgrund höherer Temperaturen am Kopf der Kolonne erleichtern würde, jedoch wird die Temperatur am Boden bzw. Fuß der Kolonne gleichzeitig erhöht Demgemäß nimmt die Polymerisation von Acrylnitril in der Flüssigkeit der Kolonne in für praktische Zwecke nachteiliger Weise zu.

Wenn ein Dampf mit einem Gehalt an einem nicht kondensierenden Gas kondensiert wird, wird die Kondensation im allgemeinen unter Abziehen des nicht kondensierenden Gases über einen Auslaß des Kühlsystems durchgeführt, wobei sich der Auslaß an einer geeigneten Stelle befindet Eine derartige Stelle ist im aligemeinen der Kopf des Kühlers. Wenn jedoch das Kondensieren mit einem Kühler mit einem Auslaß am Kopf durchgeführt wird, sind mindestens zwei Gruppen von Überwachungssystemen (erstens: für den Spiegel der Kondensatflüssigkeit; zweitens: für die Dampfmenge, die dem Kühler zugeführt wird, oder für die Menge an abgezogener Kondensatflüssigkeit) zum Oberwachen der Kondensationsmenge oder der Dampfkondensation bei konstanter Strömungsmenge erforderlich. Für diesen Zweck werden verschiedene Methoden angewandt So wird z. B. die Menge des eingeleiteten Dampfes bei einer konstanten Strömungsmenge gehalten, wobei die Kondensationsmenge in einer derartigen Weise geregelt wird, daß der Spiegel der Kondensatflüssigkeit konstant gehalten wird. Man kann auch die Strömungsmenge des Kühlwassers im Kühler regeln, um die Dampfmenge konstant zu halten; die Strömungsmenge der Kondensatflüssigkeit wird so geregelt, daß der Spiegel der Kondensatflüssigkeit konstant gehalten wird. Bei den genannten Methoden wird einem geregeltem Abziehen von nicht kondensierendem Gas keine Beachtunggeschenkt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Reinigen von rohem Acrylnitril mit einem Gehalt an Cyanwasserstoff u ~.d Wasser vorzusehen, bei dem die Kühlbelastung eines Überkopfkühlers am Kopf einer Rektifizierkolonne zum Abstreifen von Cyanwasserstoff durch gekühltes Wasser beträchtlich herabgesetzt werden kann und bei dem gekühltes Wasser durch Kühlwasser höherer Temperatur ersetzt werden kann, z. B. Kühlwasser von einem Kühlturm, s«. daß das gleiche Rektifi'/ierergebnis wie mit gekühltem Wasser erhalten werden kann.

Die Erfindung ist in den vorstehenden Ansprüchen gekennzeichnet.

Zur Durchführung der Erfindung wird ein Kühler vorgesehen, der einen Wärmeaustauschabschnitt mit einem Dainpfeinlaß im unteren Bereich und ein Flüssigkeitsreservoir bzw. einen Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt mit einem Auslaß für kondensierte Flüssigkeit im unteren Bereich und eine Öffnung in der Seitenwandung des Flüssigkeitsreservoirs aufweist, wobei die öffnung mit einer Leitung zum Abziehen von nicht kondensierendem Gas aus dem Kühler versehen ist.

Zweck dieses Kühlers ist es, daß man den Dampf in den Dampfeinlaß einführt, den Spiegel der Kondensatflüssigkeit im Flüssigkeitsreservoir regelt, indem man die Strömungsmenge der Kondensatflüssigkeit regelt, die vom Auslaß für Kondensatflüssigkeit abgezogen wird, und den Druck im Kühler regelt, indem man die Größe der Öffnung zum Abziehen von nicht kondensiertem Gas regelt, wodj?ch man die Kondensationsmenge regelt.

Nachstehend wird die Erfindung durch Figuren näher erläutert Es zeigt

F i g. I ein Fließschema einer typischen Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung;
Fig.2 ein typisches Beispiel für den Kühler zur Durchführung der Erfindung und

Fig.3 in einer Schnittansicht den Spiegel der Kondensatflüssigkeit an der öffnung, die in der Seitenwandung des Flüssigkeitsreservoirs im Kühler vorgesehen

ίο ist (längs Linie X-X' in F i g. 2).

Hohes Acrylnitril mit einem Gehalt an Cyanwasserstoff und Wasser, das erfindungsgemäß eingesetzt werden kann, ist z. B. ein Acrylnitril, das vom Kopf einer Extraktions-Destillations-Kolonne erhalten werden und entgast sein kann und typischerweise etwa 60 bis etwa 90 Gew.-% Acrylnitril, etwa 5 bis etwa 15 Gew.-% Cyanwasserstoff und etwa 3 bis etwa 10 Gew.-°/o Wasser und eine kleine Menge an Carbonylverbmdungen enthält.

Die Rektiiizierkolonne zum Abstreifen von Cyanwasserstoff, die zum Reinigen von derar;k;em rohen Acrylnitril erfindungsgemäß verwendet werden kann, weist typischerweise mindestens etwa 20 und vorzugsweise etwa 30 bis etwa 50 Böden bzw. Platten auf. Die R?ktifizierkolonne zum Abstreifen von Cyanwasserstoff und zum Entwässern, die gleichfalls erfindungsgemäß verwendet werden kann, weist typischerweise mindestens etwa 30 und vorzugsweise etwa 35 bis etwa 70 Böden bzw. Platten auf. Als Destillationskolonne wird die Rektifizierkolonne zum Abstreifen von Cyanwasserstoff und zum Entwässern bevorzugt, da eine weitere Entwässerungssäule bzw. -kolonne überflüssig und der Dampfverbrauch geringer ist
Rohes Acrylnitril als Einsatzmaterial wird in die Rektifizierkolonne an einer Stelle oberhalb der Mitte der Kolonne eingeleitet. Erfindungsgemäß wird das Abziehen von Dampf in der Kolonne an einer Stelle zwischen der Einleitungsstelle für rohes Acrylnitril und dem Kopf der Kolonne durchgeführt, d. h. in einem Anreicherungsabschnitt der Kolonne, so daß die Zusammensetzung der Flüssigkeit am Fuß kaum beeinflußt wird. Wenn andererseits das Abziehen von Dampf an einer Stelle zwischen der Einleitungsstelle für rohes Acrylnitril und dem Fuß der Kolonne durchgeführt wird, d. h. in einem Gewinnungsabschnitt der Kolonne, wird die Konzentration an Cyanwasserstoff im Acrylnitril und Wasser, die am Fuß der Kolonne abgezogen werden, nachteilig erhöht. In einigen Fällen kann eine Erhöhung der Acrylnitrilmenge im Cyanwasserstoff vom Kopf der Kolonne beim Abziehen von Dampf beim erfindungsgemäßen Verfahren beobachtet werden. Dieser Anstieg kann jedoch verhindert werden, indem man die Stelic, an der das Abziehen von Dampf vorgenommen wird, und die Menge des abgezogenen Dampfes geeignet wählt. Wenn sich d>e Stelle zum Abziehen des Dampfs näher an der Einleitungsstelle für rohes Acrylnitril befindet, wird der Wärmeübertragungsbereich im Kühler für abgezogenen Dampf infolge der Erhöhung des Temperaturunterschied., zwischen dem Dampf und dem Kühlwasser im Kühler reduziert, jedoch wird der Abschnitt mit einem kleinen Rückflußverhältnis in der Kolonne, d. h. der Abschnitt zwischen dem Kopf der Kolonne und der Abzugsstelle für den Dampf, größer; demgemäß wird der Cyanwasserstoff nicht angereichert, was zu einer Erhöhung der Mengen an Acrylnitril im Cyanwasserstoff führt, die am Kopf der Kolonne erhalten werden. Wenn sich andererseits die Stelle für den Dampfabzug näher am Kopf der Kolonne befindet.

wird der Abschnitt mit kleinem Rückflußverhältnis in der Kolonne reduziert; es kann kaum eine Zunahme der Mengen an Acrylnitril im Cyanwasserstoff festgestellt werden, der am Kopf der Kolonne erhalten wird. Jedoch wird der Wärmeübertragungsbcrcich im Kühler für den ·, Dampfabzug infolge der geringen Temperaturdifferenz zwischen dem Dampf und dem Kühlwasser stark vergrößert; es wird unmöglich, den Dampf mit üblichem Kühlwasser zu kondensieren. Daher wird der Dampf an einer Stelle, bei der die Temperatur in der Kolonne etwa 40 bis etwa 75°C beträgt, zwischen dem Kopf der Kolonne und der Einleitungsstelle für rohes Acrylnitril abgezogen. An einer besonders bevorzugten Stelle für den Dampfabzug beträgt die Temperatur etwa 55 bis etwa 70⁰C in der Kolonne. Insbesondere wird der Dampfabzug in Höhe eines Bodens zwischen etwa dem zweiten Boden und etwa dem zwanzigsten Boden vom Kopf der Kolonne und vorzugsweise zwischen etwa dem fünften

Kolonne vorgenommen.

Die abgezogene Dampfmenge, die erfindungsgemäß vorgesehen werden kann, beträgt mindestens 10 Gew.-% der Gesamtmenge des aufwärts strömenden Dampfes in der Kolonne und vorzugsweise etwa 50 bis etwa 90 Gew.-% der Gesamtmenge des aufwärts strömenden Dampfes in der Kolonne. Wenn die abgezogene Dampfmenge mehr als etwa 90 Gew.-% beträgt, wird das Rückflußverhältnis im Bereich zwischen dem Kopf der Kolonne und dem Abzugspunkt für den Dampf herabgesetzt, wobei die Menge an Acrylnitril im Cyanwasserstoff abnehmen kann, der vom Kopf der Kolonne erhalten wird. Wenn andererseits die abgezogenen Dampfmengen weniger als etwa 10 Gew.-°/o betragen, kann die Wärmebelastung des Überkopfkühlers am Kopf der Kolonne nicht reduziert werden.

Der abgezogene Dampf wird abgekühlt und in einem Kühler kondensiert, während kontinuierlich nicht kondensierendes Gas im Dampf vom Kühler abgezogen wird. Der Kondensatflüssigkeit wird zur Kolonne an einer Stelle zwischen der Einführungsstelle für das rohe Acrylnitril und dem Kopf der Kolonne zurückgeführt. Wenn die Kondensatfiüssigkeit in die Kolonne am Kopf der Kolonne zurückgeführt wird, wird die Menge des Acrylnitril im Cyanwasserstoff am Kopf der Kolonne erhöht. Wenn andererseits die Kondensatfiüssigkeit in die Kolonne an einer Stelle zurückgeführt wird, die näher zum Fuß der Kolonne liegt, wird die Menge an Cyanwasserstoff im Acrylnitril erhöht. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Kondensatfiüssigkeit an einer Stelle zurückgeführt, an der die Temperatur in der Kolonne etwa 40 LIs etwa 75° C beträgt. Insbesondere wird die Kondensatfiüssigkeit im Bereich des zweiten bis etwa zwanzigsten Bodens vom Kopf der Kolonne zurückgeführt Eine besonders bevorzugte Stelle, an der die Kondensatfiüssigkeit zurückgeführt wird, befindet sich unmittelbar unterhalb der Abzugsstelle für den Dampf, d. h. einen Boden unterhalb des Bodens, in dessen Höhe der Dampf abgezogen wird, oder an der Abzugsstelle für den Dampf, d. h. in Höhe des Bodens, in dessen Höhe der Dampf abgezogen wird.

Erfindungsgemäß ist ein kontinuierlicher Abzug von nicht kondensierendem Gas einschließlich Kohlendioxid wesentlich. Wenn der abgezogene Dampf abgekühlt und mit ursprünglichem Kühlwasser mit einer Temperatur von etwa 20 bis 30⁰C in einem Kühler kondensiert es wird, ohne daß das nicht kondensierende Gas vom Kühler abgezogen wird, dringt der Dampf einige Minuten nach dem Betrieb des Kühlers nicht in den Kühler ein.

wobei seine Kondensation unmöglich wird.

Es können beliebige Kühler zum Abkühlen und Kondensieren von abgezogenem Dampf erfindungsgemäß verwendet werden; vorzugsweise handelt es sich um einen Kühler vertikalen Typs, um ein Verstopfen durch Polymerisieren von Cyanwasserstoff zu vermeiden, der an der Kühlerwandung haftet. Ein bevorzugter Kühler, der erfindungsgemäß verwendet werden kann, wird anhand der F i g. 1 und 2 erläutert.

Wenn eine Rektifizierkolonne zum Abstreifen von Cyanwasserstoff und zum Entwässern verwendet wird, d. h. eine einzige Kolonne mit der Funktion einer Kolonne zum Abstreifen von Cyanwasserstoff und einer Kolonne zum Entwässern zusätzlich zu den angeführten Maßnahmen, wird im wesentlichen die gesamte Flüssigkeit, die sich in der Kolonne abwärts bewegt, von der Kolonne an einer Stelle zwischen der Einleitungsstellc für das rohe olefinisch ungesättigte Nitril und dem Fuß Apr linlnnnp ahapynopn »ekiihll und in eine organische Phase und eine wässerige Phase in einem Dekanter aufgetrennt, wonach die organische Phase in die Kolonne an einer Stelle unterhalb der Abzugsstelle für die absteigende Flüsc gkeit zurückgeführt wird, während die wässerige Phase vom Dekanter abgezogen wird.

Gemäß der Erfindung kann ein Teil oder der größte Teil des gekühlten Wassers, das im Überkopfkühler eingesetzt wird, durch übliches Kühlwasser einer Temperatur von c'.'va 20 bis etwa 30°C ersetzt werden; dadurch kann die Wärmebelastung des Überkopfkühlers um mindestens etwa 65% gesenkt werden.

Nachstehend wird die Erfindung durch Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Fließschema einer typischen Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung.

In F i g. 1 ist eine Rektifizierkolonne 2 zum Abstreifen von Cyanwasserstoff, ein Überkopfkühler 4, ein Aufkocher 7. ein Kühler 10, ein Wiirmeaustauschabschnitt 11 des Kühlers 10, ein Flüssigkeitsreservoir 12 des Kühlers 10, eine Leitung 13 zum Abziehen von nicht kondensierendem Gas, der Spiegel 14 der Kondensatfiüssigkeit, eine öffnung 15 zum Abziehen von nicht kondensierendem Gas, ein Flüssigkeitsströmungsgeber 16, ein Flüssigkeitsströmungsregler 17 und ein Flüssigkeitsströmungsregelventil 18 dargestellt.

Es wird rohes Acrylnitril mit einem Gehalt an Cyanwasserstoff und Wasser in die Rektifizierkolonne 2 zum Abstreifen von Cyanwasserstoff durch Leitung 1 an einer Stelle oberhalb der Mitte der Kolonne 2 eingeleitet, und Cyanwasserstoffdampf, der vom Kopf der Kolonne 2 über Leitung 3 abgezogen wird, wird im Überkopfkühler 4 kondensiert, zur Kolonne 2 über Leitung 5a zurückgeführt und über Leitung 5b gesammelt. Ferner werden Acrylnitril und Wasser über Leitung 6 abgezogen. Die Flüssigkeit am Fuß der Kolonne 2 wird durch Dampf im Aufkocher 7 erhitzt und über Leitung 8 im Kreis geführt. Dampf in der Kolonne 2 wird an einer Stelle zwischen der Einleitungsstelle für rohes olefinisch ungesättigtes Ni'ril und dem Kopf der Kolonne 2 abgezogen und über Leitung 9 in den Kühier 10 eingeleitet und im Wärmeaustauschbereich 11 des Kühlers 10 gekühlt und kondensiert wobei ein Kühlmedium, wie technisches Wasser oder Kühlwasser, über Leitung 11a eingeleitet und über Leitung 116 abgezogen wird. Erforderlichenfalls kann zum Verhindern einer Polymerisation von Cyanwasserstoff ein Inhibitor, wie Essigsäure, im Kühler 10 vorgesehen werden. Die Kondensatfiüssigkeit wird im Flüssigkeitsreservoir 12 des Kühlers 10 gesammelt und vom Boden des Flüssigkeitsreservoirs

12 abgezogen und zur Kolonne 2 über Leitung 19 zurückgeführt. Ferner wird nicht kondensierendes Gas vom Kühler 10 über die Öffnung 15 abgezogen, mit der sich die Seitenwandjng des Flüssigkeitsreservoirs 12 in die Leitung 13 öfffnet. Falls erforderlich oder gewünscht, kann eine Vorrichtung zum Gewinnen von Cyanwasserstoff oder Acrylnitril am Ende der Leitung 13 vorgcse^n werden. Auch kann das nicht kondensierende Gas zurückgeführt und vom Kopf der Extraktions-Dcstillations-Kolonne (nicht dargestellt) abgezogen werden. Die Kondensationsmenge im Kühlir 10 wird von dem Regelsystem geregelt, das einen Flüssigkeitsströmungsgeber 16. einen Flüssigkeitsströmungsregler 17 und ein Flüssigkeitsströmungsregelventil 18 umfaßt. Die Methode zum Regeln der Kondensationsmenge wird anhand von F i g. 2 erläutert.

Fig. 2 zeigt ein typisches Beispiel eines Kühlers zur Durchführung der Erfindung und ein Fließschema zum mungsregelventil 18 vorgesehen. In diesem Fall regelt ein Flüssigkeitsströmungsregler 17 das Flüssigkeitsströmungsregelventil 18 derart, daß die Strömungsmenge am Flüssigkeitsströmungsgeber 16 konstant ist.

Beim Verfahren gemäß der Fig. 2 wird der Kühler gemäß der Erfindung zum Kondensieren einer vorbestimmten Dampfmenge der Kolonne 2 verwendet. Bei einer Abwandlung dieses Verfahrens ist es möglich, eine sog. Folgesteuerung bzw. -regelung vorzusehen, indem

ίο man den Sollwert in Übereinstimmung mit anderen Verfahrenssignaien variiert, anstatt den Sollwert am Flüssigkeitsströmungsgeber 16 konstant zu halten. Ferner kann das Flüssigkeitsströmungsregelventil 18 von Hand geregelt werden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann die Kondensationsmenge in der Kolonne 2 variiert werden, indem man die Strömungsmenge der Kondensatflüssigkeit variiert, die in die Kolonne 2 zurückkehrt. Um z. B.

kondensierendem Gas unter Einsatz dieses Kühlers.

Fig. 2 zeigt einen Kühler 10, der einen Wärmeauslauschabschnitt 11. einen Einlaß 20 für Dampf im oberen Bereich und ein Flüssigkeitsreservoir 12 für Kondensatflüssigkeit im unteren Bereich aufweist. An der Seitenwandung 21 des Flüssigkeitsreservoirs 12 ist eine Öffnung 15 vorgesehen, die sich in eine Leitung 13 zum Abziehen von nicht kondensierendem Gas öffnet; die Leitung 13 erstreckt sich von der Öffnung 15 zu einem Auslaß 23 ( für nicht kondensierendes Gas) mit einem höheren Niveau über den aufsteigenden Abschnitt 13a. Am Bo* .en des Flüssigkeitsreservoirs 12 ist ein Auslaß 22 /um Abziehen von Kondensatflüssigkeit vorgesehen. Ferner wird der Spiegel 14 der Kondensatflüssigkeit im Flüssigkeitsreservoir 4 gezeigt.

F i g. 3 zeigt eine Querschnittsansicht des Spiegels 14 der Kondensatflüssigkeit an der Öffnung 15 (gesehen längs der Linie X-X'in F i g. 2). Der Raum 14a wird vom Spiegel 14 der Kondensatflüssigkeit und der oberen Innenwandung der Leitung 13 begrenzt.

Nach F i g. 2 wird Dampf aus der Rektifizierkolonne 2 zum Abstreifen von Cyanwasserstoff an der Stelle 2a abgezogen und über Leitung 9 in den Einlaß 20 für Dampf in den Wärmeaustauschabschnitt 11 des Kühlers 10 eingeleitet, wo ein Kühlmedium, wie technisches Wasser oder Kühlwasser, über Leitung 11a eingeleitet und über Leitung Wb abgezogen wird. Der Dampf wird mit dem Kühlmedium im Wärmeaustauschbereich 11 kondensiert; die kondensierte Flüssigkeit wird im Flüssigkeitsreservoir 12 gesammelt. Ferner wird nicht kondensierendes Gas im Dampf zum Auslaß 23 für nicht kondensierendes Gas über die Öffnung 15 in der Seitenwandung 21 des Flüssigkeitsreservoirs 12 über den oberen Raum in der Leitung 13 zum Abziehen nicht kondensierenden Gases geführt, d. h. über den Raum 14a als freien Bereich, der vom Spiegel 14 der Kondensatflüssigkeit und der oberen Innenwandung der Leitung 13 begrenzt wird. Falls erforderlich oder gewünscht, kann nicht kondensierendes Gas vom Auslaß 23 entweder einfach zum Kopf der Extraktions-Destillations-Kolonne (nicht dargestellt) zurückgeführt und davon abgezogen oder einer Vorrichtung zum Gewinnen von Cyanwasserstoff oder Acrylnitril zugeführt werden. Auch kann ein Polymerisationsinhibitor für Cyanwasserstoff, wie Essigsäure, im Kühler 10 vorgesehen werden. Die Kondensatflüssigkeit wird vom Auslaß 24 des Kühlers 10 abgezogen und zur Kolonne 2 zur Stelle 2b über die Leitung 19 zurückgeführt In der Leitung 19 sind eine Flüssigkeitsförderpumpe 24 und ein Flüssigkeitsströam Flüssigkeitsströmungsregler 17 um den zu erhöhenden Betrag erhöht und wird der Flüssigkeitsströmungsregler 17 in einer derartigen Weise betätigt, daß das Flüssigkeitsströmungsregelventil 18 geöffnet wird, bis der Sollwert dem Gebewert am Flüssigkeitsströmungsgeber 16 entspricht. So wird die Menge an Kondensatflüssigkeit erhöht, die zur Kolonne 2 zurückgeführt wird; demgemäß wird die Menge an Kondensatflüssigkeit erhöht, die vom Kühler 10 abgezogen wird. Danach wird der Spiegel 14 der Kondensatflüssigkeit im Flüssigkeitsreservoir 12 des Kühlers 10 gesenkt, so daß der Raum 14a in der Leitung 13 zum Abziehen von nicht kondensierendem Gas bei steigenden Mengen an abgezogenem nicht kondensierendem Gas vergrößert wird. Demgemäß wird der Druck im Kühler 10 gesenkt, und die Dampfmenge, die von der Kolonne 2 über die Leitung 9 abgezogen wird, steigt und wird mit der Menge an abgezogener Kondensatflüssigkeit ausgeglichen. In diesem Fall ist die Kühlkapazität des Wärmeaustauschabschnitts 11 groß genug, um einen derartigen Anstieg der Dampfmenge verkraften zu können. Schließlich wird ein Gleichgewicht für den Zustand erreicht, bei dem eine Erhöhung der Dampfmenge entsprechend der Erhöhung der Menge an Kondensatflüssigkeit und eine Senkung des Spiegels der Kondensatflüssigkeit erreicht werden, die zu gewissem Grade auf die Erhöhung der Menge an abgezogenem nicht kondensierendem Gas zurückgeht. Um die Kondensationsmenge in der Kolonne 2 zu senken, werden Maßnahmen ergriffen, die den genannten Maßnahmen entgegengesetzt sind.

Beim Kühler kann die Kondensationsmenge variiert werden, indem man den Querschnitt der Öffnung 14a in der Leitung 13 zum Abziehen von nicht kondensierendem Gas und demgemäß die Menge von abgezogenem nicht kondensierendem Gas variiert. So entspricht die

Größe des variierten Querschnitts der Öffnung der variierten Kondensationsmenge. Größe und Form der Öffnung 15 und der Leitung 13 müssen entsprechend den vorstehenden Ausführungen und den Anforderungen ausgebildet werden. Wenn die Kondensationsrate groß ist, müssen eine große Dimension und Form gewählt werden. Es handelt sich um eine reine Konstruktionsfrage. Die Querschnitte der Öffnung 15 und der Leitung 13 zum Abziehen von nicht kondensierendem Gas müssen nicht unbedingt wie in den Fig.2 und 3 kreisförmig

sein: sie können eine beliebige Form besitzen, z. B. oval rechteckig, dreieckig oder polygonal ausgebildet sein, falls es erforderlich oder erwünscht ist
Ferner kann der Kühler für Dämpfe verwendet wer-

den, die von einer Destillationskolonne abgezogen werden, die kein nicht kondensierendes Gas enthalten. In einem derartigen Fall kann ein nicht kondensierendes Gas, wie Luft oder Stickstoff, mit dem Dampf an einer geeigneten Stelle der Leitung 9 gemischt werden, um den gleichen Effekt wie mit dem Dampf zu erzielen, der ein nicht kondensierendes Gas enthält.

Bei dem erfirHungsgemäßen Kühler kann die Kondensationsmenge hl wirksamer Weise durch eine derart einfache Regelmaßnahme variiert oder stabilisiert werden. Ferner regelt sich bei Verwendung des beschriebenen Kühlers das Niveau der Kondensatflüssigkeit von selbst; eine Regelung des Niveaus der Kondensatflüssigkeit ist praktisch überflüssig, und zwar im Gegensatz zu üblichen Kühlern, wo sich das Niveau der Kondensatflüssigkeit nicht von selbst regelt und gewisse Regelmaßnahmen bzw. -systeme erforderlich sind. So wird bei üblichen Kühlern die Strömungsmenge des Dampfes zum Kühler geregelt, indem ein Strömungsregelventil in der Leitung zwischen der Kolonne und dem Kühler vorgesehen wird. Ein derartiges Strömungsregelventil führt zu einem Druckabfall zwischen der Kolonne und dem Kühler. Infolge des Druckabfalls im Kühler muß die Temperatur zum vollständigen Kondensieren des Dampfes gesenkt werden. Demgegenüber reicht es erfindungsgemäß (F i g. 2) aus, ein Element zum Reduzieren oder Variieren des Drucks, z. B. ein Ventil, in der Leitung der Kondensatflüssigkeit vorzusehen; dadurch kommt es zu keinem Druckabfall im Kühler, so daß man sich nicht mit der Temperaturdifferenz zwischen dem Dampf und dem Kühlwasser im Wärmeaustauschabschnitt des Kühlers darauf einstellen muß.

Nachstehend wird die Erfindung durch Beispiele näher erläutert. Alle Teil- und Prozentangaben dieser Beispiele sind auf Gewichtsbasis ausgedrückt, sofern nichts anderes angegeben ist.

Beispiel i

In Höhe der 21. Platte bzw. des 21. Bodens über dem Fuß einer Rektifizierkolonne zum Abstreifen von Cyanwasserstoff mit 32 Böden gemäß F i g. 1 wurde eine Flüssigkeit mit einem Gehalt von 85% Acrylnitril, 10% Cyanwasserstoff, 5% Wasser und Spuren anderer organischer Verbindungen bei 40⁰C und einer Strömungsmenge von 1,2 t (metrische Tonnen)/t Acrylnitril eingeleitet; danach wurden 70% des aufsteigenden Dampfes in der Kolonne kontinuierlich in Höhe des 26. Bodens über dem Fuß der Kolonne abgezogen und durch Kühlen mit Kühlwasser von 30⁰C in einem Kühler gekühlt. Nicht kondensierendes Gas wurde kontinuierlich vom Kühler abgezogen, während die Kondensatflüssigkeit mit einem Gehalt an 17.2% Acrylnitril, 78,2% Cyanwasserstoff und 4,6% Wasser zum 25. Boden über dem Fuß der Kolonne bei einer Strömungsmenge von 0,60 t/t Acrylnitril zurückgeführt wurde. Das Rektifizieren wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:

Druck am Kopf der Kolonne: 1,11 bar

Temperatur am Kopf der Kolonne: 30° C
Temperatur am 26. Boden: 48,6°C

Kolonne abgezogen wurden, betrug 30 Teile je Million, ohne daß ihre Reinheit beeinträchtigt wurde.

Beispiel 2

In Höhe des 27. Bodens über dem Fuß einer Rektifizierkolonne zum Abstreifen von Cyanwasserstoff und zum Entwässern mit 45 Böden wurde eine Flüssigkeit mit einem Gehalt an 85% Acrylnitril, 10% Cyanwasserstoff, 5% Wasser und Spuren anderer organischer Verbindungen bei 40⁰C bei einer Strömungsmenge von 1,2 t/t Acrylnitril eingeleitet; danach wurden 69% des aufsteigenden Dampfes in der Kolonne kontinuierlich in Höhe des 35. Bodens über dem Fuß der Kolonne abgezogen und mit Kühlwasser von 30⁰C in einem Kühler kondensiert. Nicht kondensierendes Gas wurde kontinuierlich vom Kühler abgezogen, während die Kondensatflüssigkeil mit einem Gehalt an 29,4% Acrylnitril. 64,3% Cyanwasserstoff und 6,3% Wasser zum 34. Boden über dem Fuß der Kolonne bei einer Strömungsrate von 0,59 t/t Acrylnitril zurückgeführt wurde. Die gesamte absteigende Flüssigkeit wurde von der Kolonne in Höhe des 15. Bodens über dem Fuß der Kolonne abgezogen, auf 40°C gekühlt und in zwei Phasen, d. h.

eine organische Phase und eine wässerige Phase, in einem Dekanter aufgetrennt. Danach wurde die organische Phase in die Kolonne zum 14. Boden über dem Fuß der Kolonne zurückgeführt, während die wässerige Phase vom Dekanter entfernt wurde. Das Rektifizieren wurde unter folgenden Bedingungen durchgeführt:

Druck am Kopf der Kolonne: 1.11 bar

Temperaluram Kopf der Kolonne: 30° C
Temperaluram35. Boden: 55°C

Bei dieser Betriebsweise wurde die Wärmebelastung im Überkopfkühler um 81% im Vergleich zum üblichen Betrieb reduziert; die Konzentration an Acrylnitril im Cyanwasserütoff vom Kopf der Kolonne betrug 3000 Teile je Million auf Volumenbasis und die an Cyanwasserstoff im Acrylnitril und Wasser, die vom Fuß der Kolonne abgezogen wurden, betrug 30 Teile je Million, ohne daß ihre Reinheiten beeinträchtigt wurden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Bei dieser Betriebsweise wurde die Wärmebelastung des Oberkopfkühlers um 80% im Vergleich zu einem üblichen Betrieb reduziert; die Konzentration an Acrylnitril im Cyanwasserstoff vom Kopf der Kolonne betrug 2900 Teile je Million auf Volumenbasis und die an Cyanwasserstoff im Acrylnitril und Wasser, die vom Fuß der

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Reinigung von rohem Acrylnitril mit einem Gehalt an Cyanwasserstoff und Wasser, wobei man das rohe Acrylnitril in mittleren Bereich einer Rektifizierkoionne zum Abstreifen von Cyanwasserstoff einleitet, Cyanwasserstoffdampf vom Kopf der Kolonne abzieht und kondensiert, einen Strom aus der Kolonne an einer Stelle zwischen dem Kopf der Kolonne und der Einleitungsstelle für das rohe Acrylnitril in praktisch konstanter Menge abzieht, auftrennt, kühlt, Kondensatflüssigkeit zur Kolonne an einer Stelle zwischen der Einleitungsstelle für rohes Acrylnitril und dem Kopf der Kolonne zurückführt und Acrylnitril und Wasser vom Fuß der Kolonne abzieht, dadurch gekennzeichnet, daß man