DE3050668C2

DE3050668C2 -

Info

Publication number: DE3050668C2
Application number: DE3050668A
Authority: DE
Inventors: Terumasa Yokohama Kanagawa Jp Higuchi; Hiroshi Chigasaki Kanagawa Jp Susumago
Original assignee: Asahi Kasei Kogyo KK
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 1979-03-28
Filing date: 1980-03-25
Publication date: 1988-01-07
Also published as: DE3011391A1; IT1130079B; DE3011391C2; US4308108A; US4430162A; DE3050669C2; DE3050670C2; IT8020915A0

Description

Vollständige Entfernung von Oxazol aus rohem Acetonitril durch Rektifizierung ist sehr schwierig, weil auch der Siedepunkt von Oxazol sehr dicht beim Siedepunkt von Acetonitril liegt. Als Mittel zur Entfernung von Oxazol, das in rohem Acetonitril enthalten ist, ist ein Verfahren bekannt, bei dem man ein bestimmtes anorganisches Salz dem rohen Acetonitril zusetzt und hierbei eine Komplex verbindung aus Oxazol und anorganischem Salz bildet, die Komplexverbindung ausfällt und die ausgefällte Komplex verbindung entfernt (siehe GB-PS 11 56 713). Bei diesem Verfahren muß eine spezielle chemische Verbindung ver wendet werden, und ein sehr umständlicher Arbeitsgang ist für die Abtrennung der gebildeten Fällung notwendig.

Die US-PS 33 28 268 beschreibt ein Verfahren zur kon tinuierlichen Auftrennung von Acetonitril und Acrynitril durch extraktive Destillation mit Wasser. Durch dieses Verfahren erhält man am Kopf der Kolonne das reine Acryl nitril. Auf der anderen Seite enthält das anfallende Acetonitril noch alle Verunreinigungen. Die Entfernung von Oxazol ist nicht Gegenstand dieser Patentschrift.

Die GB-PS 12 39 957 betrifft ebenfalls die Auftrennung von Acetonitril und Acrylnitril mittels Wasser und ex traktiver Destillation. Dabei werden in der ersten Stufe zunächst Acetonitril und Acrylnitril aus einer gasförmi gen Mischung dieser Nitrile ausgewaschen, um anschließend in einer zweiten Stufe das Acetonitril durch extraktive Destillation abzutrennen. Auch hier wird jedoch die Ab trennung von Oxazol nicht erwähnt.

Die AT-PS 2 69 099 betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Verunreinigungen aus Mischungen, die hauptsächlich aus Acetonitril und Acrylnitril bestehen. Als Verunreini gungen sind nur höhere Nitrile sowie Alkohole genannt. Die Entfernung von Oxazol ist nicht Gegenstand dieser Patent schrift.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Reinigung von rohem Acetonitril, das Oxazol und ggfs. Wasser als größere Verunreinigungskomponenten enthält, wo bei das Oxazol ohne Zusatz besonderer Chemikalien entfernt werden kann.

Das rohe Acetonitril wird gereinigt, indem es der extrak tiven Destillation in Gegenwart von 0,5 bis 5 Gew.-% Was ser in einer Rektifiziersäule bei einem Druck von 0,1 bis 0,3 bar und einer Temperatur am Boden der Kolonne von 85 bis 95°C und einem Druck von 0,01 bis 0,04 bar und einer Temperatur von 75 bis 85°C am Kopf der Kolonne unterworfen wird. Das rohe Acetonitril wird in die Rektifiziersäule in einer Höhe, die etwa ½ bis ¾ der Kolonne entspricht, gerechnet vom Boden der Kolonne, eingeführt. Hierbei zieht man ein Konzentrat von Oxazol in Form eines Gemisches mit Wasser und einer geringen Menge Acetonitril, bezogen auf die Menge Acetonitril, die vom unteren Teil der Kolon ne abgezogen wird, vom oberen Teil der Kolonne ab und gewinnt am unteren Teil der Kolonne Acetonitril.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Abbildung weiter erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Fließschema, das eine Ausführungsform des Verfahrens zur Abtrennung von Oxazol aus Oxazol enthalten dem rohem Acetonitril veranschaulicht.

Nachstehend werden die Verfahren zur Reinigung von rohem Acetonitril gemäß der Erfindung ausführlich beschrieben.

Reinigung von rohem Acetonitril, das Oxazol enthält

Rohes Acetonitril, das Oxazol enthält, wird der extrak tiven Destillation in Gegenwart von Wasser in einer Rektifiziersäule unterworfen, während ein Konzentrat von Oxazol in Form eines Gemisches mit Wasser und einer geringen Menge Acetonitril vom oberen Teil der Säule abgezogen und Acetonitril vom unteren Teil der Säule gewonnen wird.

Ein typisches Beispiel von rohem Acetonitril, das Oxazol als Hauptverunreinigungskomponente enthält, ist das rohe Acetonitril, das beim Verfahren zur Herstellung von Acrylnitril oder Methacrylnitril durch Ammoxidation von Propylen oder Isobutylen erhalten wird.

Das zu reinigende rohe Acetonitril kann Wasser, Ammoniak, Aceton, Acrylnitril und andere niedrigsiedende Verbin dungen neben Oxazol enthalten, und diese Verunreinigungen können bei dieser Ausführungsform ebenfalls zusammen mit dem Oxazol entfernt werden. Im allgemeinen kann rohes Acetonitril, das 100 ppm bis 20 Gew.-% Oxazol enthält, bei dieser Ausführungsform gereinigt werden.

Das rohe Acetonitril und Wasser werden dem Zwischenteil der Rektifiziersäule unabhängig oder in Form eines vor gebildeten Gemisches zugeführt und der Destillation unterworfen. Vorzugsweise wird die Wassermenge im rohen Acetonitril auf 0,5 bis 5 Gew.-% eingestellt. Wenn die Wassermenge in diesem bevorzugten Bereich gehalten wird, beträgt die Wassermenge, die in der Nähe des Einführungs punkts des rohen Acetonitril vorhanden ist, 0,5 bis 5 Gew.-%, wobei optimale Arbeitsbedingungen erreichbar sind.

Zur Einsparung an Wasserdampf, der für die Destillation verwendet wird, und zur Verbesserung der Höhe der Ge winnung von Acetonitril wird die Einstellung der Wasser menge im rohen Acetonitril auf 1 bis 3 Gew.-% besonders bevorzugt. Wenn der Wassergehalt im rohen Acetonitril diesen Bereich überschreitet, werden gute Ergebnisse durch vorherige Dehydratisierung des eingesetzten rohen Acetonitrils erhalten. Das rohe Acetonitril und das Wasser werden in die Rektifiziersäule vorzugsweise in einer Höhe von etwa ½ bis ¾ der Gesamthöhe der Säule, insbesondere etwa ²/₃ der Gesamthöhe der Säule, gerech net vom Boden der Kolonne, eingeführt.

Durch diese extraktive Destillation wird ein Konzentrat von Oxazol in Form eines Gemisches mit 5 bis 20 Gew.-% Wasser und einer geringen Menge Acetonitril vom oberen Teil der Kolonne abgezogen und Acetonitril, das frei von Oxazol ist, vom unteren Teil der Kolonne gewonnen. Unter den Bedingungen dieser Ausführungsform wird die relative Flüchtigkeit von Oxazol zu Acetonitril erheb lich gesteigert, so daß eine destillative Trennung des Oxazols vom Acetonitril möglich wird, obwohl eine voll ständige Abtrennung des Oxazols vom Acetonitril durch Destillation beim üblichen Destillationsverfahren un möglich ist. Bei dieser destillativen Trennung gehen niedrigsiedende Verunreinigungen in Form von Dämpfen am oberen Teil der Kolonne über, während gereinigtes Acetonitril in einer Menge von mehr als 90% gewonnen wird. Dieses Verfahren kann kontinuierlich oder chargen weise durchgeführt werden.

Die bei dieser Ausführungsform zu verwendende Destilla tionskolonne ist nicht besonders wesentlich, jedoch wird gewöhnlich eine Siebbodenkolonne mit 20 bis 60 Böden verwendet. Die Destillation wird unter den folgenden Bedingungen durchgeführt: Druck am Kolonnenboden 0,1 bis 0,3 bar (alle hier angegebenen Drücke verstehen sich als Manometerdrücke), Temperatur am Boden der Kolonne 85 bis 95°C, Druck am Kopf der Kolonne 0,01 bis 0,04 bar, Temperatur am Kopf der Kolonne 75 bis 85°C.

Typische Verfahren zur Reinigung von rohem Acetonitril werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Abbildungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein Fließschema des Verfahrens zur Entfer nung von Oxazol aus rohem Acetonitril, das Oxazol ent hält. Das rohe Acetonitril wird durch Leistung 38 kon tinuierlich in eine mit Siebböden versehene Destilla tionskolonne 37 eingeführt. Ein Eintritt für das rohe Acetonitril ist in einer Höhe die ²/₃ der Kolonnenhöhe vom Boden aus entspricht, vorgesehen. Durch Leitung 40 wird Wasserdampf so zugeführt, daß die Bodentemperatur der Kolonne bei 85 bis 90°C, vorzugsweise bei 87 bis 89°C, und die Kopftemperatur der Kolonne bei 75 bis 80°C gehalten wird. Gereinigtes Acetonitril wird vom unteren Teil der Kolonne 37 durch Leitung 39 abgezogen. Eine Flüssigkeit, die Oxazol und andere niedrigsiedende Verunreinigungen enthält, wird vom Kopf der Kolonne durch Leitung 41 abgezogen und in einen Rücklaufbehälter 42 eingeführt. Ein Teil der Flüssigkeit aus dem Rück laufbehälter 42 wird als Rücklauf durch Leitung 43 in die Kolonne 37 zurückgeführt, während der restliche Teil der Flüssigkeit durch Leitung 44 abgeführt wird.

Durch die vorstehend beschriebene kontinuierliche Ar beitsweise kann gereinigtes Acetonitril in hoher Aus beute gewonnen werden. Wenn beispielsweise rohes Aceto nitril, das 1,0 bis 2,0 Gew.-% Oxazol enthält, gereinigt wird, kann der Oxazolgehalt bis zu einer Spurenmenge, d. h. 30 ppm oder weniger, verringert werden, und die Ausbeute an Acetonitril kann 93 bis 95% betragen. Trotz dieser hohen Ausbeute an Acetonitril kann der Wasserge halt auf 200 bis 500 ppm gesenkt werden.

Beispiel 1

Eine mit 40 Böden versehene Rektifiziersäule ähnlich der in Fig. 1 dargestellten wurde verwendet. Rohes Aceto nitril, das 97,2% Acetonitril, 1,0% Wasser, 0,3% Ammo niak, 1,5% Oxazol und eine Spurenmenge suspendierter Feststoffe enthielt, wurde in die Kolonne in einer Menge von 600 kg/Std. am 27. Boden eingeführt. Mit Wasserdampf wurde die Bodentemperatur der Kolonne bei 90°C und die Kopftemperatur bei 76°C gehalten. Die Fraktionierung wurde bei einem Rücklaufverhältnis von 60 durchgeführt. Ein Destillat, das 12,1% Wasser, 19,9% Oxazol und 64% Acetonitril enthielt, wurde vom Kopf der Kolonne in einer Menge von 45,3 kg/Std. abgezogen. Ge reinigtes Acetonitril wurde durch Leitung 39 in einer Menge von 554,5 kg/Std. abgezogen. Das gereinigte Aceto nitril enthielt 0,02% Wasser, 2 ppm Ammoniak und 10 ppm Oxazol. Die Ausbeute an Acetonitril betrug 95,0%.

Claims

1. Verfahren zur Reinigung von rohem Acetonitril, das 100- 200 000 ppm (Gew.) Oxazol und gegebenenfalls Wasser als größe re Verunreinigungskomponente enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man das rohe Acetonitril der extraktiven Destillation in Ge genwart von 0,5 bis 5 Gew.-% Wasser in einer Rektifiziersäule bei einem Druck von 0,1 bis 0,3 bar und einer Temperatur am Boden der Kolonne von 85 bis 95°C und einem Druck von 0,01 bis 0,04 bar und einer Temperatur von 75 bis 85°C am Kopf der Kolonne unterwirft und das rohe Acetonitril in die Rektifi ziersäule in einer Höhe, die etwa ½ bis ¾ der Kolonnen höhe entspricht, gerechnet vom Boden der Kolonne, einführt und hierbei ein Konzentrat von Oxazol in Form eines Gemisches mit Wasser und einer geringen Menge Acetonitril bezogen auf die Menge Acetonitril, die vom unteren Teil der Kolonne ab gezogen wird, vom oberen Teil der Kolonne abzieht und Aceto nitril vom unteren Teil der Kolonne gewinnt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das der extraktiven Destillation zu unterwerfende Acetonitril in die Rektifiziersäule in einer Höhe, die etwa ²/₃ der Ko lonnenhöhe entspricht, gerechnet vom Boden der Kolonne, ein führt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Rektifiziersäule zur extraktiven Destillation einzu führende Acetonitril bereits 0,5 bis 5,0 Gew.-% Wasser ent hält.