DE4134326A1 - Verfahren zur regelung des kopf-/sumpfprodukt-mengenverhaeltnisses bei der vorfraktionierung carbochemischer phenole - Google Patents
Verfahren zur regelung des kopf-/sumpfprodukt-mengenverhaeltnisses bei der vorfraktionierung carbochemischer phenoleInfo
- Publication number
- DE4134326A1 DE4134326A1 DE19914134326 DE4134326A DE4134326A1 DE 4134326 A1 DE4134326 A1 DE 4134326A1 DE 19914134326 DE19914134326 DE 19914134326 DE 4134326 A DE4134326 A DE 4134326A DE 4134326 A1 DE4134326 A1 DE 4134326A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- phenol
- stream
- cresol
- column
- streams
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C37/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
- C07C37/68—Purification; separation; Use of additives, e.g. for stabilisation
- C07C37/70—Purification; separation; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment
- C07C37/74—Purification; separation; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment by distillation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
Die Erfindung wird zur Regelung des Kopf-/Sumpfprodukt-Mengenverhältnisses
bei der Vorfraktionierung carbochemischer
Phenole angewendet. Dazu werden der gemeinsamen Vorfrak
tionierung zwei Teileingangsströme unterschiedlich großer
und zeitlich veränderlicher Mengen sowie unterschiedlicher
Zusammensetzungen zugeführt, wobei der eine einen konstan
ten Phenolgehalt, aber schwankende Anteile an isomeren Kre
solen und Xylenolen besitzt und mit Wasser und mit Neutralölen
verunreinigt ist, der andere aus Phenol und ortho-
Kresol besteht und einen auch in relativ kurzen Zeitabständen
stark schwankenden, im Vergleich zum Teileingangsstrom
1 höheren Phenolgehalt hat.
Die exakte analytische Erfassung von Phenol in einem Gemisch
carbochemischer Phenole, das mit Wasser und mit Neutralölen,
im wesentlichen mit dem selektiven Lösungsmittel n-Butylace
tat aus der Extraktion phenolhaltiger Abwässer, verunreinigt
ist, bereitet erhebliche Schwierigkeiten. Es ist üblich, die
der Vorfraktionierung zuzuführenden Teileingangsströme zu
vereinen, aus dem Gesamteingangsstrom periodisch manuell oder
automatisch Produktproben zu entnehmen, den Wasseranteil sowie
den Neutralölgehalt und die Konzentrationen der carbochemi
schen Inhaltsstoffe getrennt mit unterschiedlichen Analysen
methoden zu bestimmen, wobei das Wasser nach dessen Ermitt
lung aus dem Gemisch abgedampft wird. Basierend auf diesen
Analysenergebnissen und der Messung der Menge des Gesamtein
gangsgemisches erfolgt schrittweise die Einstellung des Kopf-/
Sumpfprodukt-Mengenverhältnisses durch Regulierung der Ven
tilstellung zur Sumpfproduktabnahme und durch eine Standrege
lung im Sumpfproduktraum der Kolonne die Heizdampfzufuhr zu
den Umlaufverdampfern. Durch die in relativ großen Zeitab
ständen periodisch anfallenden Analysenergebnisse kann
Schwankungen der Phenolkonzentration im Gesamteingangsgemisch
nur mit erheblichen Zeitverzögerungen begegnet werden. Da
durch weicht das eingestellte Kopf-/Sumpfprodukt-Mengenver
hältnis oftmals wesentlich von den bestmöglichen Werten ab.
Obwohl bei der Vorfraktionierung der carbochemischen Phenole
zur Minderung der nachteiligen Folgen dieser Verfahrensweise
in der Trennstufe der Vorfraktionierung Rücklaufverhältnisse
eingestellt werden, die weit über den für diesen
Trennprozeß erforderlichen Werten liegen, sind unerwünschte
Konzentrationsschwankungen von 2 bis 15 Masseanteilen in %
ortho-Kresol in der Phenolfraktion (Destillat) und von 1,5
bis 10 Masseanteile in % Phenol in der Fraktion der isomeren
Kresole und Xylenole (Sumpfprodukt) nicht auszuschließen.
Dies führt zu erheblichen zusätzlichen energetischen Auf
wendungen in den nachfolgenden Destillationsstufen zur Rein
herstellung der Finalprodukte, zu vermeidbaren Produktrückführungen
mit erneuter zusätzlicher destillativer Aufarbei
tung bei gleichzeitiger Minderung der Anlagenkapazität und
in Extremfällen zu Beeinträchtigungen der Finalproduktqualitäten.
Bekannt ist ein Verfahren zur destillativen Reinherstellung
carbochemischer Phenole aus einem aus Steinkohlenteeren
gewonnenen Rohphenolgemisch, bei dem zur Vergleichmäßigung
der gegebenen Mengen- und Konzentrationsschwankungen
der Zulaufkonzentrationen der Eingangsgemische in die ein
zelnen Kolonnen die Trennungen in Fraktionen und Komponen
ten, wie Vortrennung des Rohphenolgemisches in eine Phenol
fraktion und in eine Fraktion der isomeren Kresole und
Xylenole oder die Phenol-ortho-Kresol-Trennung sowie die
meta-/para-Kresol-Trennung in jeweils zwei Kolonnen, einer
Haupt- und einer Nebenkolonne, durchgeführt werden, wobei
die Kreislaufsysteme derart untereinander verbunden sind,
daß in der Hauptkolonne die Trennung entweder in ein reines
Kopfprodukt und in ein kopfprodukthaltiges Sumpfprodukt oder
in ein reines Sumpfprodukt und in ein Sumpfprodukthaltiges
Kopfprodukt erfolgt, die unreinen Kopf- bzw. Sumpfprodukte
der jeweiligen Nebenkolonne zugeführt, in dieser in ein
reines Produkt und in ein Gemisch, das dem Einlauf der
Hauptkolonne beigegeben wird, thermisch zerlegt werden (DE
9 67 075).
Bekannt ist auch ein Verfahren zur destillativen Abtrennung
des in seiner Konzentration im Rohphenolgemisch stark
schwankenden, aus der Extraktion des Phenols aus phenolhalti
gen Abwässern stammenden leichter als Phenol siedenden Lösungsmittel
vom Phenol in einem Zweikolonnensystem mit unter
schiedlich hohem Druckniveau, vorzugsweise zur Wärmerückgewinnung
bei der Destillation, bei dem zur Vergleichmäßigung
der Konzentrationen der Inhaltsstoffe das Rohphenolein
gangsgemisch geteilt, der eine Teil als Zulauf in eine mit
hohem Druck, der andere Teil als Zulauf in eine mit niedri
gem Druck betriebenen Destillationskolonne zugeführt, das
Sumpfprodukt der mit hohem Druck betriebenen Kolonne als
Zweiteinlauf in die mit niedrigem Druck betriebene Kolonne
geleitet, das Kopfprodukt der mit hohem Druck betriebenen
Kolonne zum Teil als Rücklauf in die Kolonne zurückgeführt,
zum Teil als Teilstrom entnommen, das reine Lösungsmittel
als Destillat sowie reines Phenol als Sumpfpro
dukt der mit niedrigem Druck betriebenen Kolonne entnommen
wird (DD 1 50 351).
Diese Verfahren haben zwar den Vorteil, daß durch die ver
fahrensbedingten konstanten Konzentrationen der Zielprodukte
in den Eingangsgemischen bei den destillativen Zerlegungen
konstante Kopf-/Sumpfprodukt-Mengenverhältnisse eingestellt
werden können, sie besitzen aber gleichzeitig die Nachteile,
daß durch die zweistufigen Gestaltungen der einzelnen Trenn
stufen sowohl die apparativen Aufwendungen als auch der
Platzbedarf sehr hoch werden.
Das zu lösende Problem bestand darin, daß bei der Vorfrak
tionierung carbochemischer Phenole, bei der zwei Teilein
gangsströme unterschiedlich großer und zeitlich verän
derlicher Mengen und unterschiedlicher Zusammensetzungen
einer gemeinsamen Vorfraktionierung zugeführt werden
hebliche Schwankungen im Phenolgehalt des Eingangsgemisches,
auch in relativ kurzen Zeitabständen, unvermeidbar sind.
Bei schrittweiser Korrektur des Kopf-/Sumpfprodukt-Mengenverhältnisses
kommt es dadurch zu erheblichen Konzentra
tionsanstiegen von ortho-Kresol in der Phenolfraktion und
von Phenol in der Fraktion der isomeren Kresole und Xylenole.
Erfindungsgemäß wird das Kopf-/Sumpfprodukt-Mengenverhält
nis auf der Basis getrennter Mengenmessungen der beiden Teileingangsströme
mit üblichen Mengenmeßeinrichtungen, bei
spielsweise mit Norm-Blenden oder mit Norm-Venturi-Düsen,
und der Messung einer, die Zusammensetzung des Phenol/ortho-
Kresol-Gemisches (Teileingangsstrom 2) charakterisierenden
physikalischen Größe, der Temperatur dieses Gemischen im
Siedezustand bei konstantem Druck, vorzugsweise bei geregel
tem Druck im Sumpfraum der Reinphenolkolonne mit einem handelsüblichen
Meßgerät, beispielsweise mit einem Wider
standsthermoelement, und Umformung dieser Meßwerte zur Be
stimmung und zur Einstellung der abzuführenden Sumpfprodukt
menge mittels der mathematischen Beziehung der Form
a = k₁ * b₁0,5 * (1 - k₂ * c) + k₃ * b₂0,5 * (1 - k₂ * (k₄ + k₅ * d + k₆ * d²)) (1)
verzögerungsfrei geregelt, wobei
a = abzuführende Sumpfproduktmenge (kg h ⁻¹)
b₁, b₂ = Druckdifferenzen der Mengenmeßgeräte der Teileingangsströme 1 und 2 (Pa)
c = konstante Phenolkonzentration des Teileingangsstromes 1 (Masseanteile)
d = Siedetemperatur des Phenol/ortho-Kresol-Gemisches (Teileingangsstrom 2) bei konstantem Druck (K)
k₁, k₃ = aus der Öffnungsquerschnittsfläche und der Durchflußzahl der Meßeinrichtung sowie der Flüssigkeitsdichte mit Hilfe der Gleichung von Bernoulli einmalig zu bestimmende produkt- und mengenmeßtechnische Faktoren zur Erfassung der Mengen der Teileingangsströme 1 und 2 (Dubbel: Taschenbuch für Maschinenbau, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York, London, Paris, Tokyo, 16. Auflage 1987, Abschnitt V, Seiten 17 und 32) (m0,5 s kg0,5 h⁻¹)
k₂ = reziproker Destillationsgrad, definiert als Masse-Verhältnis der Phenolmenge im Eingangsgemisch zur Phenolmenge im Destillat (Masseanteile)
k₄ bis k₆ = aus den Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewichtsdaten des binären Gemisches Phenol/ortho-Kresol beim konstantgehaltenen Druck, vorzugsweise im Sumpfraum der Rein-Phenolkolonne auf der Grundlage des Terms (k₄+k₅ * d+k₆ * d²) mit Hilfe der Methode der kleinsten Quadrate <Bard, Y. "Nonlinear parameter estimation", Academic Press, New York 1974) einmalig zu bestimmende Konstanten (-)
bedeuten.
a = abzuführende Sumpfproduktmenge (kg h ⁻¹)
b₁, b₂ = Druckdifferenzen der Mengenmeßgeräte der Teileingangsströme 1 und 2 (Pa)
c = konstante Phenolkonzentration des Teileingangsstromes 1 (Masseanteile)
d = Siedetemperatur des Phenol/ortho-Kresol-Gemisches (Teileingangsstrom 2) bei konstantem Druck (K)
k₁, k₃ = aus der Öffnungsquerschnittsfläche und der Durchflußzahl der Meßeinrichtung sowie der Flüssigkeitsdichte mit Hilfe der Gleichung von Bernoulli einmalig zu bestimmende produkt- und mengenmeßtechnische Faktoren zur Erfassung der Mengen der Teileingangsströme 1 und 2 (Dubbel: Taschenbuch für Maschinenbau, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York, London, Paris, Tokyo, 16. Auflage 1987, Abschnitt V, Seiten 17 und 32) (m0,5 s kg0,5 h⁻¹)
k₂ = reziproker Destillationsgrad, definiert als Masse-Verhältnis der Phenolmenge im Eingangsgemisch zur Phenolmenge im Destillat (Masseanteile)
k₄ bis k₆ = aus den Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewichtsdaten des binären Gemisches Phenol/ortho-Kresol beim konstantgehaltenen Druck, vorzugsweise im Sumpfraum der Rein-Phenolkolonne auf der Grundlage des Terms (k₄+k₅ * d+k₆ * d²) mit Hilfe der Methode der kleinsten Quadrate <Bard, Y. "Nonlinear parameter estimation", Academic Press, New York 1974) einmalig zu bestimmende Konstanten (-)
bedeuten.
Die produkt- und mengenmeßtechnischen Faktoren k1 und k3 ent
sprechen dabei dem Produkt aus der Öffnungsquerschnittsfläche
und der Durchflußzahl der Meßeinrichtung, sowie der Qua
dratwurzel aus der Gravitationskonstante und der Flüssigkeitsdichte
multipliziert mit dem Faktor E und dem Umrechnungs
faktor vom Zeitmaß Sekunde -1 in Stunde -1. Die erfindungsgemäße
Arbeitsweise gestattet es, das Kopf-/Sumpfprodukt-Men
genverhältnis bei der Vorfraktionierung carbochemischer Phe
nole, die mit Wasser und mit Neutralölen verunreinigt sind,
auch bei erheblichen Schwankungen des Phenolgehaltes im rückgeführten
Teileingangsstrom aus der Rein-Phenolkolonne und
bei Änderungen der Mengenverhältnisse der bei den Teilein
gangsströme, vorausschauend auf bestmögliche Werte einzu
stellen. Damit werden die spezifischen energetischen Aufwen
dungen zur Herstellung qualitätsgerechter Zwischen- bezie
hungsweise Finalprodukte dieser und der im Aufarbeitungsver
fahren der Vorfraktionierung nachgeschalteten Kolonnen er
heblich gesenkt. Erfindungsgemäß ist eine getrennte Ein
speisung des mengenmäßig geringeren Teileingangsstromes,
das ist das rückgeführte Sumpfprodukt der Reinphenolkolon
ne (Teileingangstrom 2), dessen Phenolkonzentration schwankend
zwischen 8 bis 32 Masseanteile in % über der Phenolkon
zentration des mengenmäßig größeren Teileingangsstromes
1 liegt, in abweichender Höhe in die Kolonne der Vorfrakti
onierung nicht vorgesehen. Die bestmögliche Lage der Einlaufzuführung
des Teileingangsstromes der Produktrückführung
müßte durch den stark schwankenden Phenolgehalt ständig
geändert werden. Erstaunlicherweise ist der Einfluß
der Lage der Zuführung dieser Fraktion in die Kolonne auf
die Verteilung des Phenols in der Destillat- und in der
Sumpffraktion bei Einhaltung des wünschenswerten Kopf/Sumpf
produkt-Mengenverhältnisses bemerkenswert gering, da die
Trennstufenzahl nicht durch die Schlüsselkomponenten Phenol
ortho-Kresol, sondern durch den nachteiligen Einfluß des
Wassers auf die Flüchtigkeit des n-Butylacetates festzule
gen ist.
Die Erfindung wird an drei Ausführungsbeispielen näher erläutert.
5865 Masseteile eines carbochemischen Phenolgemisches (Teil
eingangsstrom 1), bestehend aus 0,25 Masse-Anteile in % Was
ser, 0,35 Masse-Anteile in % n-Butylacetat, 40 Masse-Anteile
in % Phenol, 13,5 Masse-Anteile in % ortho-Kresol, 34,0
Masse-Anteile in % meta-/para-Kresole und 11,9 Masse-Anteile
in % Xylenole mit einer Temperatur von 457 K werden stündlich
durch eine Rohrleitung mit einem Nenndurchmesser von 50
mm einer Destillationskolonne zugeführt. In der Rohrleitung
befindet sich eine Norm-Blende mit einem Öffnungsdurchmesser
von 20 mm. Aus der Öffnungsquerschnittsfläche von 20,42*10-4 m2,
der Durchflußzahl der Blende von 0,622 sowie der
Flüssigkeitsdichte des Gemisches von 962 kg m3 ergibt sich
ein Produkt- und meßtechnischer Faktor k1 von 201,1 m0,5
s kg0,5 h-1. Beim Durchtritt dieser Menge durch die Normblen
de wird eine Druckdifferenz b4 - 850,5 Pa erzeugt und gemes
sen. Die Destillationskolonne ist ausgerüstet mit 60 Per
formkontaktböden, zwei Umlaufverdampfer, einem Kondensator
und einem Nachkühler. Der Einlauf erfolgt auf dem 38. Bo
den, gerechnet vom Kopf der Kolonne. Die destillative Zerle
gung des carbochemischen Phenolgemisches in eine Phenolfrak
tion und in eine Fraktion der isomeren Kresole und Xylenole,
die sogenannte Vorfraktionierung, erfolgt rektifikativ bei
einem Rücklaufverhältnis von 6,5. Parallel zum Teileingangs
strom 1 werden stündliche 686 Masseteile einer im Vergleich
zum Teileingangsstrom 1 an Phenol höher angereicherten Frak
tion, das Sumpfprodukt der im Trennverfahren der Vorfraktio
nierung nachgeschalteten Reinphenolkolonne (Teileingangs
strom 2), durch eine Rohrleitung mit einem Nenndurchmesser
von 32 mm auf den gleichen Einlaufboden der Destillationsko
lonne in bezug auf den Teileingangsstrom 1 rückgeführt. In
dieser Rohrleitung befindet sich eine Norm-Blende mit einem
Öffnungsdurchmesser von 15 mm. Aus der Öffnungsquerschnittsfläche
von 8,04*10-4 m2, der Durchflußzahl der
Blende von 0,619 sowie der Flüssigkeitsdichte des Gemisches
von 960 kg m-3 ergibt sich ein produkt- und meßtechnischer
Faktor k3 von 78,2 m 0,5 s kg0,5 h-1. Beim Durchtritt dieser
Menge durch die Norm-Blende wird eine Druckdifferenz b2= 77,0
Pa erzeugt und gemessen. Gleichzeitig wird die Temperatur des
aus der Reinphenolkolonne rückgeführten Sumpfproduktes im
Siedezustand bei einem durch Regelung konstant gehaltenen
Druck von 26,7 kPa im Sumpfraum der Kolonne durch ein Wider
standsthermoelement zu d = 416,3 K bestimmt. Bei dem Druck
von 26,7 kPa im Sumpfraum der Kolonne werden die Konstanten
k4 bis k6 einmalig aus den Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewichts
daten des binären Gemisches Phenol/ortho-Kresol auf der
Grundlage des Terms k₄+k₅ * d+k₆ * d² der Gleichung (1) mit Hilfe
der Methode der kleinsten Quadrate bei einem Bestimmtheitsmaß
von 0,9997 zu den Zahlenwerten k₄=396,785, k₅=-1,8331
und k₆=0,002118 bestimmt. Damit ergibt sich für diesen
Teileingangsstrom, den Teileingangsstrom 2, eine Phenolkonzentration
von 0,725 Masseanteilen. Entsprechend der allgemeinen
mathematischen Beziehung Gleichung (1) ergibt sich bei
einem vorgegebenen Destillationsgrad von k₂=3664 Masseteilen,
was einem Kopf-/Sumpfprodukt-Mengenverhältnis von 0,7879
entspricht. Unter diesen Bedingungen stellt sich eine ortho-
Kresolkonzentration von 2,3 Masseanteilen in % in der Phenol
fraktion und eine Phenolkonzentration von 1,5 Masseanteilen
in 10 in der Fraktion der isomeren Kresole und Xylenole ein.
Unter gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1, bezogen auf die
Menge und auf die Zusammensetzung des Teileingangsstromes 1,
die Ausführung der Destillationsanlage und die Destillations
bedingungen, ändern sich die Menge und die Zusammensetzung
des aus der Reinphenolkolonne in die Vorfraktionierung rückgeführten
Sumpfproduktes (Teileingangsstrom 2). Diese Menge
ändert sich von stündlich 586 Masseteilen auf 1014 Masse
teile, und damit ändert sich das Mengenverhältnis der bei
den in die Vorfraktionierung eintretenden Teileingangsströme
1 und 2 von 8,55 zu 1 auf 5,78 zu 1. Beim Durchtritt der Men
ge des Teileingangsstromes 2 durch die Norm-Blende wird eine
Druckdifferenz b2= 168,1 Pa erzeugt und gemessen. Gleichzei
tig wird die Temperatur des aus der Reinphenolkolonne rückgeführten
Sumpfproduktes im Siedezustand bei einem Druck von
26,7 kPa im Sumpfraum der Kolonne durch ein Widerstandsther
moelement gemessen und zu d = 420,2 K bestimmt. Mit Hilfe
des Terms k4+k5*d +k6*d2 der Gleichung (1) ergibt sich für
diesen Teileingangsstrom, den Teileingangsstrom 2, eine Phe
nolkonzentration von 0,487 Masseanteilen. Entsprechend der
allgemeinen mathematischen Beziehung Gleichung (1) ergibt
sich bei dem gleichen Destillationsgrad, bezogen auf das Bei
spiel 1, eine stündlich aus dem Sumpfraum der Vorfraktionierung
abzuführende Produktmenge von a= 3995 Masseteilen, was
einem Kopf-/Sumpfprodukt-Mengenverhältnis von 0,6394 ent
spricht. Unter diesen Bedingungen stellt sich eine ortho-Kre
solkonzentration von 2,5 Masseanteilen in % in der Phenolfrak
tion und eine Phenolkonzentration von 1,6 Masseanteilen in %
in der Fraktion der isomeren Kresole und Xylenole ein.
Ohne eine verzögerungsfreie Korrektur des Kopf-/Sumpfpro
dukt-Mengenverhältnisses auf den nunmehrigen Wert von 0,6394
würde sich bei zeitweiliger Beibehaltung des Kopf-/Sumpfpro
dukt-Mengenverhältnisses von 0,7879 (Beispiel 1) in der Phe
nolfraktion eine ortho-Kresolkonzentration von 12,5 Massean
teile in % und in der Fraktion der isomeren Kresole und Xyle
nole eine Konzentration des Phenols von 1,72 Masseteile in %
einstellen.
Unter gleichen Bedingungen wie in den Beispielen 1 und 2, be
zogen auf die Menge und auf die Zusammensetzung des Teilein
gangsstromes 1, die Ausführung der Destillationsanlage und
die Destillationsbedingungen, ändert sich die Menge des aus
der Reinphenolkolonne in die Vorfraktionierung rückgeführten
Sumpfproduktes (Teileingangsstrom 2) von stündlich 1014
Masseteilen (Beispiel 2) auf 420 Masseteile. Damit ändert
sich das Mengenverhältnis der beiden in die Vorfraktionie
rung eintretenden Teileingangsströme 1 und 2 von 5,78 zu 1
auf 13,96 zu 1. Beim Durchtritt der Menge des Teileingangs
stromes 2 durch die Norm-Blende wird eine Druckdifferenz b2
= 26,4 Pa erzeugt und gemessen. Gleichzeitig wird die Tempe
ratur des aus der Reinphenolkolonne rückgeführten Sumpf
produktes im Siedezustand bei einem Druck von 26,7 kPa im
Sumpfraum der Kolonne durch ein Widerstandsthermoelement ge
messen und ebenso wie im Beispiel 2 zu d = 420,2 K bestimmt.
Damit ergibt sich für diesen Teileingangsstrom, den Teil
eingangsstrom 2, ebenfalls die Phenolkonzentration von 0,487
Masseanteilen. Entsprechend der allgemeinen mathematischen
Beziehung Gleichung (1) ergibt sich bei dem gleichen Destil
lationsgrad wie in den Beispielen 1 und 2 von k2= 0,985
Masseanteilen damit eine stündlich aus dem Sumpfraum der
Vorfraktionierung abzuführende Produktmenge von a = 3696
Masseteilen, was einem Kopf-/ Sumpfprodukt-Mengenverhältnis
von 0,7005 entspricht. Unter (diesen Bedingungen stellt sich
eine ortho-Kresolkonzentration von 2,2 Masseanteilen in %
in der Phenolfraktion und eine Phenolkonzentration von 1,4
Masseanteilen in % in der Fraktion der isomeren Kresole und
Xylenole ein.
Ohne eine verzögerungsfreie, vorausschauende Korrektur des
Kopf-/Sumpfprodukt-Mengenverhältnisses auf den nunmehrigen
Wert von 0,7005 würde sich bei zeitweiliger Beibehaltung
des Kopf-/Sumpfprodukt-Mengenverhältnisses von 0,6394 (Bei
spiel 2) in der Phenolfraktion eine ortho-Kresolkonzentra
tion von 2,2 Masseanteile in % und in der Fraktion der iso
meren Kresole und Xylenole eine Konzentration des Phenols
von 8,65 Masseteile in % einstellen. Auch durch eine Vergrößerung
des Rücklaufverhältnisses der Vorfraktionie
rungskolonne kann der gestiegenen Phenolkonzentration im Ge
samteingangsgemisch bei gleichen Forderungen an die Qualitäten
der Phenolfraktion und der Fraktion der isomeren
Kresole und Xylenole nicht begegnet werden, so führt selbst
die energetisch aufwendige Verdoppelung des Rücklaufverhältnisses
von 6,5 auf 13 nur zu einer Senkung der ortho-
Kresolkonzentration in der Phenolfraktion von 2,2 auf 1,7
Masseanteile in % und der Phenolkonzentration in der Frak
tion der isomeren Kresole und Xylenole von 8,65 auf 8,38
Masseanteile in %.
Claims (3)
1. Verfahren zur Regelung des Kopf-/Sumpfprodukt- Mengenverhältnisses
bei der Vorfraktionierung carbochemischer Phenole,
bei der zwei Teileingangsströme unterschiedlich großer
und zeitlich veränderlicher Mengen sowie unterschiedlicher
Zusammensetzungen einer gemeinsamen Vorfraktionierungskolonne
zugeführt werden, der eine als Teileingangsstrom 1 mit
einem konstanten Phenolgehalt, aber mit schwankenden Anteilen
an isomeren Kresolen und Xylenolen, verunreinigt mit Wasser
und mit Neutralölen, der andere als Teileingangsstrom 2,
bestehend aus Phenol und ortho-Kresol, mit einem auch in relativ
kurzen Zeitabständen stark schwankenden, im Vergleich
zum Teileingangsstrom 1 höheren Phenolgehalt, gekennzeichnet dadurch,
daß das Kopf-/Sumpfprodukt-Mengenverhältnis
auf der Basis getrennter Mengenmessungen beider Teileingangsströme
und der Messung einer die Zusammensetzung des
Phenol/ortho-Kresol-Gemisches (Teileingangsstrom 2) charakterisierenden
physikalischen Größe, der Temperatur dieses
Gemisches im Siedezustand bei konstantem Druck, und Umformung
dieser Meßwerte zur Bestimmung und zur Einstellung der
abzuführenden Sumpfproduktmenge mittels der mathematischen
Beziehung der Form
a = k₁ * b₁0,5 * (1 - k₂ * c) + k₃ * b₂0,5 * (1 - k₂ * (k₄ + k₅ * d + k₆ * d²)) (1)verzögerungsfrei geregelt wird, wobei
a = abzuführende Sumpfproduktmenge (kg h ⁻¹)
b₁, b₂ = Druckdifferenzen der Mengenmeßgeräte der Teileingangsströme 1 und 2 (Pa)
c = konstante Phenolkonzentration des Teileingangsstromes 1 (Masseanteile)
d = Siedetemperatur des Phenol/ortho-Kresol-Gemisches (Teileingangsstrom 2) bei konstantem Druck (K)
k₁, k₃ = produkt- und mengenmeßtechnische Faktoren zur Erfassung der Mengen der Teileingangsströme 1 und (m0,5 s kg0,5 h⁻¹)
k₂ = reziproker Destillationsgrad, definiert als Masse-Verhältnis der Phenolmenge im Eingangsgemisch zur Phenolmenge im Destillat (Masseanteile)
k₄ bis k₆ = aus den Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewichtsdaten des binären Gemisches Phenol/ortho-Kresol beim konstant gehaltenen Druck im Sumpfraum der Kolonne auf der Grundlage des Terms (k₄+k₅ * d+k₆ * d²) einmalig zu bestimmende Konstanten (-)
bedeuten.
a = abzuführende Sumpfproduktmenge (kg h ⁻¹)
b₁, b₂ = Druckdifferenzen der Mengenmeßgeräte der Teileingangsströme 1 und 2 (Pa)
c = konstante Phenolkonzentration des Teileingangsstromes 1 (Masseanteile)
d = Siedetemperatur des Phenol/ortho-Kresol-Gemisches (Teileingangsstrom 2) bei konstantem Druck (K)
k₁, k₃ = produkt- und mengenmeßtechnische Faktoren zur Erfassung der Mengen der Teileingangsströme 1 und (m0,5 s kg0,5 h⁻¹)
k₂ = reziproker Destillationsgrad, definiert als Masse-Verhältnis der Phenolmenge im Eingangsgemisch zur Phenolmenge im Destillat (Masseanteile)
k₄ bis k₆ = aus den Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewichtsdaten des binären Gemisches Phenol/ortho-Kresol beim konstant gehaltenen Druck im Sumpfraum der Kolonne auf der Grundlage des Terms (k₄+k₅ * d+k₆ * d²) einmalig zu bestimmende Konstanten (-)
bedeuten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß
zur Charakterisierung des Phenolanteils des Phenol/ortho-Kre
sol-Gemisches (Teileingangsstrom 2) die Temperatur dieses Ge
misches im Siedezustand genutzt wird, wobei der Druck im
Sumpfraum der Reinphenolkolonne durch Regelung konstant zu
halten ist.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet da
durch, daß trotz unterschiedlich hoher Phenolkonzentratio
nen der in die Vorfraktionierungskolonne eintredenden Teileingangsströme
1 und 2 , wobei die Phenolkonzentration des
Teileingangsstromes 2 schwankend zwischen 8 bis 32 Masse
anteile in % über der Phenolkonzentration des Teileingangs
stromes 1 liegt, der gleiche Boden der Vorfraktionierungsko
lonne als Einlaufboden genutzt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914134326 DE4134326C2 (de) | 1991-10-17 | 1991-10-17 | Verfahren zur Regelung des Kopf-/Sumpfprodukt-Mengenverhältnisses bei der Vorfraktionierung carbochemischer Phenole |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914134326 DE4134326C2 (de) | 1991-10-17 | 1991-10-17 | Verfahren zur Regelung des Kopf-/Sumpfprodukt-Mengenverhältnisses bei der Vorfraktionierung carbochemischer Phenole |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4134326A1 true DE4134326A1 (de) | 1993-04-22 |
DE4134326C2 DE4134326C2 (de) | 1994-04-21 |
Family
ID=6442859
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914134326 Expired - Fee Related DE4134326C2 (de) | 1991-10-17 | 1991-10-17 | Verfahren zur Regelung des Kopf-/Sumpfprodukt-Mengenverhältnisses bei der Vorfraktionierung carbochemischer Phenole |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4134326C2 (de) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE967075C (de) * | 1950-06-30 | 1957-10-03 | Heckmann App G M B H | Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Trennung entwaesserter Rohphenol-Gemische |
DD150351A1 (de) * | 1980-05-05 | 1981-08-26 | Albrecht Bahr | Verfahren zur destillation eines phenol-loesungsmittel-gemisches |
-
1991
- 1991-10-17 DE DE19914134326 patent/DE4134326C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE967075C (de) * | 1950-06-30 | 1957-10-03 | Heckmann App G M B H | Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Trennung entwaesserter Rohphenol-Gemische |
DD150351A1 (de) * | 1980-05-05 | 1981-08-26 | Albrecht Bahr | Verfahren zur destillation eines phenol-loesungsmittel-gemisches |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4134326C2 (de) | 1994-04-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69402572T2 (de) | Verfahren zur Maximierung der Rückgewinnung von Argon bei der Zerlegung von Luft | |
EP0046876B1 (de) | Verfahren zur Aufarbeitung des Sumpfproduktes von Extraktivdestillationsprozessen zur Gewinnung reiner Kohlenwasserstoffe | |
DE2103858C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Wiedererhitzung des Bodenfraktionrückflusses in einer Kolonne für die fraktionierte Destillation | |
DE2445596A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines prozesses mit drei variablen und verknuepften bedingungen, insbesondere zur steuerung eines fraktionierturmes | |
DE10019196C1 (de) | Verfahren zur Gewinnung eines aus Benzol und Toluol oder Toluol und Xylol bestehenden Aromatenproduktes hoher Reinheit aus einem Nichtaromaten enthaltenden eng- oder azeotropsiedenden Vorprodukt und Anlage zur Durchführung des Verfahrens | |
DE3522234A1 (de) | Verfahren zum energieguenstigen betreiben einer destillationskolonne | |
EP4072697A1 (de) | Verfahren zum betreiben einer destillationskolonne | |
DE4134326C2 (de) | Verfahren zur Regelung des Kopf-/Sumpfprodukt-Mengenverhältnisses bei der Vorfraktionierung carbochemischer Phenole | |
EP0380001A1 (de) | Verfahren zur destillativen Abtrennung geringer Mengen einer Mittelsiederfraktion aus einem Flüssigkeitsgemisch | |
EP0248114B1 (de) | Verfahren zur Abtrennung von Aromaten aus Kohlenwasserstoffgemischen beliebigen Aromatengehaltes | |
DE2523900C3 (de) | Verfahren zum regeln einer atmosphaerischen rohoeldestillationskolonne | |
DE1519575C3 (de) | ||
EP0017774B1 (de) | Verfahren zur Regelung der einer Extraktivdestillationskolonne am Sumpf zugeführten Wärmemenge | |
DE1444379A1 (de) | Verfahren zur Regelung kontinuierlich arbeitender Destillationsverfahren | |
EP0360041B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Optimierung des Betriebes einer mit einem Seitenkocher versehenen Abtriebskolonne | |
DE10144239A1 (de) | Verfahren zur Prozeßführung einer Extraktivdestillationsanlage, Prozeßleitsystem und Extraktivdestillationsanlage | |
DE1024935B (de) | Verfahren zur Herstellung von Schwefeldioxyd | |
DE1803991A1 (de) | Regelungssystem fuer eine Fraktioniervorrichtung | |
DE2523899A1 (de) | Verfahren zum kontinuierlichen regeln der eigenschaften von destillationsprodukten einer atmosphaerischen rohoeldestillationskolonne | |
AT160881B (de) | Verfahren zur Regelung von dauernd arbeitenden Fraktionierdestillationsapparaten | |
DE1519706A1 (de) | Verfahren und Einrichtung zur automatischen Regelung eines kontinuierlichen Destillationsprozesses | |
WO2016046059A1 (de) | Regelung einer destillationskolonne | |
DE1769805B2 (de) | Verfahren zum Rektifizieren von Zweistoff gemischen | |
DE3209425C2 (de) | ||
DE2260387C2 (de) | Verfahren zum Trennen von im gleichen Temperaturbereich siedenden Stoffen durch Extraktivdestillation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |