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Verfahren zur Herstellung konzentrierter Essigsäure Aus früheren Arbeiten
des Erfinders ist es bekannt, konzentrierte aus verdünnter Essigsäure herzustellen,
indem man die Essigsäure aus einem überhitztenEssigs,äure-Wasserdampf-Gemisch durch
in Wasser schwer oder unlösliche Extraktionsmittel, deren Siedepunkt wesentlich
höher liegt als jener der Essigsäure, extrahiert. Dabei nehmen die aus dem Apparate
entweichenden, von Essigsäure befreiten Wasserdämpfe einen Teil des Extraktionsmittels
mit sich, da die- meisten für das Verfahren in Betracht kommenden Essigsäureextraktionsmittel
mit Wasserdämpfen flüchtig sind. Um die vollständige Rückgewinnung dieser mit Wasserdämpfen
entweichenden Extraktionsmittelanteile zu bewerkstelligen, hat der Erfinder bisher
die aus dem Essigsäureextraktionsapparat abziehenden Wasserdämpfe nach ihrer Kondensation
in einem Scheidegefäß absitzen lassen, wobei sich ein Teil des mitgeführten Extraktionsmittels
vom Wasser trennt; die im Wasser gelöst bleibenden Extraktionsmittelanteile wurden
hierauf durch eine gesonderte Extraktion mit Hilfe eines anderen Lösungsmilttels
wiedergewonnen, welch letzteres natürlich großes Lösungsvermögen für das Essigsäureextraktionsmittel
besitzen, aber in Wasser unlöslich sein muß. Diese Flüssigkeit wird im Gegensatz
zu dem obenerwähnten Essigsäureextraktionsmittel im folgenden kurzweg Lösungsmittel
genannt. Als Extraktionsmittel für Essigsäure kommen hierbei in Betracht: hydroxylgruppenhaltige
aromatische Verbindungen, also hauptsächlich Phenole und Gemische derselben, z.
B. Kresole, mehrwertige Phenole, insbesondere in Form ihrer Äther(Guajakol und Homologe)
usw. (s.Patent q.51 I79). Als Lösungsmittel, um dem Wasser das obengenannte Essigsäureextraktionsmittel
zu entziehen, können beispielsweise folgendeStoffe dienen: niedrigsiedende Kohlenwasserstoffe,
wie Benzol, oder Kohlenwasserstoffgemische, wie Benzin, ferner chlorhaltige Lösungsmittel,
wie Trichloräthylen, Chloroform,Tetrachlorkohlenstoff, Äthylenchlorid usw.
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Nachdem die Extraktion des Essigsäureextraktionsmittels aus dem Wasser
durchgeführt war, muBte noch eine Trennung des Essigsäureextraktionsmittels (beispielsweise
Teerkresol) von dem Lösungsmittel (z. B. Trichloräthylen) erfolgen. Zu diesem Zweck
diente eine Destillationsanlage, mittels der die fraktionierte Destillation und
gesonderte Kondensation des Extraktionsmittels und des Lösungsmittels durchgeführt
wurde.
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Im folgenden wird nun ein Verfahren geschildert, bei welchem die bisher
notwendige separate Trennung des Gemisches von Essigsäureextraktionsmittel und Lösungsmittel
durch Destillation vermieden werden kann, indem man das Lösungsmittel dem Essigsäureextraktionsmittel
schon bei der Extraktion
der Essigsäure zusetzt, wobei neben einem
Teil des Extraktionsmittels die Gesamtmenge des Lösungsmittels mit den Wasserdämpfen
flüchtig ist. Statt hierauf eine gemeinsame Kondensation sämtlicher der Essigsäureextraktionskolonn-e
entströmenden Dämpfe durchzuführen, wie dies bisher geschah, unterwirft man die
Dämpfe erfindungsgemäß :einer gewissen Fraktionierung bei der Kondensation und .erhält
auf diese Wise einerseits ein Kondensat A, welches fast das gesamte Wasser und Extraktionsmittel
und einen Teil des Lösungsnüttels enthält, während das andere Kondensat B aus reinem
Lösungsmittel, frei von Extraktionsmittel, im Gemisch mit wenig Wasser besteht.
Läßt man nun das Kondensat A absitzen, so erhält man zwei _ Schichten. Eine enthält
-ein Gemisch von Extraktionsmittel und Lösungsmittel, das direkt in die Essigsäureextraktionskolonne
zurückgeführt werden kann. Die andere besteht aus Wasser mit geringen Mengen gelösten
Extraktionsmittels, das dem Wasser entzogen wird, indem man ihm in einer Waschkolonne
das Kondensat B entgegenführt. Dabei erhält man neben reinem Wasser, das die Waschkolonne
auf der einen Seite verläßt, neuerdings ein Gemisch von Extraktionsmittel und Lösungsmittel,
das direkt in die Essigsäureextraktionskolonne geleitet wird. Weitere Vorteile und
Einzelheiten des NTerfahrens sollen im folgenden erläutert werden.
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Die beiliegende Zeichnung stellt beispielsweise eine Anlage dar, wie
sie zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung dienen kann. Aus dem Reservoir
i fließt, reguliert durch den Wechsele, kontinuierlich ein Gemisch von Essigsäureextraktionsmittel,
beispielsweise Teerkresol, und Lösungsmittel, beispielsweise Trichloräthylen, durch
den Trichter 3 und den Syphon 4 bei der Brause 5 def Essigsäureextraktionskolonne
E zu, in welcher Dämpfe von verdünnter Essigsäure von unten nach oben strömen.
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Durch das Rohr 6 entweicht das Gemisch der Dämpfe des Wassers, des
Trichloräthylens und ein geringer Anteil von mitgerissenem Kresol. Diese Dämpf;:
strömen unten seitwärts in eine Zusatzkolonne Z, welche mit Böden ausgestattet oder
mit Ringen oder anderen Füllkörpern gefüllt ist, ein. Der DephIegmator D, der durch
irgendeine Kühlflüssigkeit bedient wird und auch gleichzeitig zum Vorwärmen verwendet
werden kann, besorgt durch das Rohr 7 und den Verteiler 8 die Berieselung und Kühlung
der Zusatzkolonne Z und läßt sich leicht so einstellen, daß die Temperatur am Kopf
der Zusatzkolonne, angezeigt durch das Thermometer T, derart niedrig gehalten wird,
daß durch das Rohr 9 kein Kresol, sondern nur Trichloräthylen neben ganz wenig Wasser
dampfförmig entweicht, welches in dem Kühler 1(l restlos verdichtet wird und kontinuierlich
durch das Rohr io abläuft. Durch die kühlende Wirkung des Dephlegmators D bzw. durch
den in der Kolonne Z hervorgerufenen starken Rücklauf wird fast das gesamte durch
das Rohr 6 in die Kolonne Z dampfförmig eintretende Wasser sowie das gesamte mitgerissene
Kresol und ein Teil des Trichloräthylens kondensiert, das Kondensat fließt beim
Stutzen i i am unteren Ende der Kolonne Z kontinuierlich ab, wird im Kühler l(2,
der auch als Vorwärmer benutzt werden kann entsprechend abgekühlt und' gelangt von
.dort durch das Rohr 12, welclies gleichzeitig mit dem Kühler l(2 den hydraulischen
Verschluß der Kolonne Z bildet, in das Scheidegefäß S, in welchem sich das Wasser
freiwillig abscheidet und bei 13 das Scheidegefäß kontinuierlich verlä.ßt,
während das spezifisch schwerere Gemisch von mitgerissenem Kresol und Trichloräthylen
durch das Rohr i q. kontinuierlich dem Trichter 3 und sohin im weiteren Verlauf
automatisch zur Extraktion in die Extraktionskolonne E zurückläuft. Durch die gleichzeitige
Anwesenheit von Trichloräthylen in dem Kondensat des Kühlers X2 wird die Scheidung
des Kresols von Wasser im Scheidegefäß S ganz wesentlich erleichtert. Es läuft das
Wasser bei 13 ganz klar ab und enthält nur mehr sehr wenig gelös#:es Kresol
und praktisch kein Trichloräthylen. Es verlassen nunmehr zwei Flüssiglr,eitsströme
die Apparatur. Der eine, durch das Rohr io- abfließend, bestehend aus reinem Trichloräthylen
und ganz wenig Wasser, frei von Kresol, fließt kontinuierlich in die Kaltwaschkolonne
W oben durch den Verteiy ler 15 ein, während der andere, aus 13 kommend,
-durch Idas Rohr ib die Waschkolonne W am unteren .Ende durch den Verteiler
17 betritt; er besteht aus Wasser mit etwas gelöstem Kresol. Die durch
17 eintretende Flüssigkeit steigt als spezifisch leichtere nach oben, die
durch 15 eiritretende Flüssigkeit sinkt als die spezifisch schwerere nach unten:
In dieser Waschkolonne findet :eine vollstäxidige Durchdringung und Auswaschung
derart statt, daß bei 18 am oberen Ende der Waschkolonne ;nur mehr reines
Wasser, frei von Kresol, abläuft, während am unteren Ende der Waschkolonne, durch
das- Rohr ig aufsteigend, das gesamte durch i o und 15 eingeflossene Trichloräthylen,
bereichert um das vollständig aus dem Wasser extrahierte Kresol; in. den Behälter
R einfließt, Von dort wird es kontinuierlich oder periodisch durch das Rohr 2o und
die Pumpe P vermittels der Rohrleitung 2 i in das Reservoir i zurückbefördert und
kehrt sohin zur Extraktion: zurück.
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Wird beispielsweise mix. einem Gemisch, von.
Teilen
Kresol und i Teil Tricbloräthylen gearbeitet, so kann der Dephlegmator D zweckmäßig
so eingestellt werden, daß etwa 5o bis 6o % des in die Kolonne Z einströmenden Trichloräthylendampfes
durch das Rohr 9 dampfförmig entweichen und nach Passieren des Kühlers 1(1 durch
das Rohr i o zur Kaltwaschung fließen, während die übrigen 5o bis 40 0,!o des angewandten
Trichloräthylens, mit dem Wasser und dem gesamten mitgerissenen Kresol in Z kondensiert,
in 1(2 gekühlt werden und in das Scheidegefäß gelangen. Dann genügen die durch das
Rohr io zur Kaltwaschung zufließenden Mengen an reinem Trichloräthylen vollständig,
um das noch im Wasser, welches aus dem Scheidegefäß S bei 13 abfließt, enthaltene
Kresol dem Wasser im Gegenstrom vollständig zu entziehen.
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Wird statt des angegebenen Verhältnisses 2 : i das Verhältnis i :
i oder q. : i angewendet, so wird der durch den Kühler 1(1 abgenommene perzentuelle
Anteil an reinem Trichloräthylen entsprechend variiert, welche Variation durch Einstellung
des Dephlegmators D bzw. des Temperaturgefälles in der Kolonne Z jederzeit möglich
ist. Wird statt Trichloräthylen etwa Chloroform oder Tetrachlorkohlenstoff angewendet,
kommen also Lösungsmittel von noch niedrigerem Siedepunkte zur Benutzung, so braucht
nur die Kühlfläche des Dephlegmators bzw. die Kapazität der Kolonne Z entsprechend
verändert zu werden. Die durch die Skizze veranschaulichte Anordnung der Apparatur
kann auf verschiedene Weise variiert werden, sie stellt nur eine Ausführungsform
des gekennzeichneten Verfahrens dar.
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Bei der geschilderten Arbeitsweise sind außer dem bereits erwähnten
Vorteil, daß eine Destillation erspart wird, noch folgende günstige Nebenwirkungen
anzuführen: Durch die Anwesenheit des niedrigsiedenden Lösungsmittels in der Essigsäureextraktionskolonne,
das im oberen Teile der Kolonne verdampft, wird die Temperatur in diesen Teilen
der Kolonne herabgedrückt, was günstig auf den Extraktionseffekt wirkt; der EssigsUuregehalt
der die Kolonne verlassenden Wasserdämpfe sinkt bei dieser Arbeitsmethode auf o,oi
Ferner wird durch den Umstand, daß mit den Wasserdämpfen die Gesamtmenge des zugesetzten
Lösungsmittels überdestilliert, die Menge des mitgerissenen Extraktionsmittels stark
herabgesetzt, so daß an und für sich weit weniger Extraktionsmittel im Wasser verbleibt
und zurückgewonnen werden muß als bisher. Schließlich wird durch Zusatz des Lösungsmittels
eine bessere Trennung von Wasser und Extraktionsmittel beim Absitzenlassen bewirkt.