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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Verfahren zur Herstellung
und Rückgewinnung
eines kristallinen Produkts aus einer Lösung, umfassend ein Produkt,
das zur Kristallisation neigt und unerwünschte Verunreinigungen. Insbesondere
betrifft die Erfindung Verfahren zur Herstellung und Rückgewinnung
von N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkten aus wässrigen Reaktionslösungen,
die durch Flüssigphasenoxidation von
N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substraten
hergestellt wurden.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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N-(Phosphonomethyl)glycin
wird von Franz im
US-Patent Nr.
3,799,758 beschrieben. N-(Phosphonomethyl)glycin und seine Salze
werden in geeigneter Weise als ein Bestandteil von wässrigen,
Nachlauf-Herbizid-Formulierungen eingesetzt. Als solche sind sie
insbesondere nützlich
als hoch wirksame und kommerziell wichtige Breitband-Herbizide zum
Abtöten
oder Kontrollieren des Wachstums einer breiten Vielfalt an Pflanzen,
einschließlich
keimender Samen, aufgehender Samensprösslinge, reifender und bestehender
Holz- und Unkrautvegetation und Wasserpflanzen.
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Eines
der weit verbreiteten anerkannten Verfahren zur Herstellung von
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkten
beinhaltet die Flüssigphasen-oxidative
Abspaltung eines Carboxymethyl-Substituenten aus einem N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substrat.
Wie hierin verwendet, beinhalten „N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substrate" N-Phosphonomethyliminodiessigsäure und
Salze davon, wobei das salzbildende Kation zum Beispiel Ammonium,
Alkylammonium, ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall ist. Im
Laufe der Jahre ist eine breite Vielfalt an Verfahren und Reaktorsystemen
zur Durchführung
dieser Oxidationsreaktion offenbart worden. Vergleiche allgemein
Franz et al., Glyphosate: A Unique Global Herbicide (ACS Monograph 189,
1997) auf den Seiten 233–62
(und die darin genannten Literaturhinweise); Franz,
US-Patent
Nr. 3,950,402 ; Hershman,
US-Patent
Nr. 3,969,398 ; Felthouse,
US-Patent
Nr. 4,582,650 ; Chou,
US-Patent
Nr. 4,624,937 ; Chou,
US-Patent
Nr. 4,696,772 ; Ramon et al.,
US-Patent
Nr. 5,179,228 ; Siebenhaar et al.; Internationale Veröffentlichung
Nr.
WO 00/01707 ; Ebner
et al.,
US-Patent Nr. 6,417,133 ;
Leiber et al.,
US-Patent Nr. 6,586,621 ;
und Haupfear et al., Internationale Veröffentlichung Nr.
WO 01/92272 .
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Die
Flüssigphasen-Oxidation
eines N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substrats erzeugt typischerweise
eine Reaktionsmischung, die neben dem gewünschten N- (Phosphonomethyl)glycin-Produkt Wasser
und verschiedene Verunreinigungen enthält. Diese Verunreinigungen
können
zum Beispiel unterschiedliche Nebenprodukte, nicht reagierte Ausgangsmaterialien,
als auch in den Ausgangsmaterialien enthaltene Nebenprodukte beinhalten.
Repräsentative
Beispiele von Verunreinigungen, die in Reaktionslösungen von N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkten
vorhanden sind, beinhalten nicht reagiertes N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substrat,
N-Formyl-N-(Phosphonomethyl)glycin, Phosphorsäure, phosphorige Säure, Hexamethylentetramin,
Aminomethylphosphonsäure
(AMPA), Methylaminophosphonsäure
(MAMPA), Iminodiessigsäure
(IDA), Formaldehyd, Ameisensäure,
Chloride und dergleichen. Die Menge des N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkts
diktiert gewöhnlich
die maximale Rückgewinnung
des Produkts aus der Reaktionsmischung und gibt oftmals auch einen
Anreiz zur Rückführung zumindest
eines Teils der aufgebrauchten Reaktionsmischung (z. B. zu dem Oxidationsreaktorsystem)
zur weiteren Umsetzung von nicht reagiertem Substrat und der Rückgewinnung
des Produkts.
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Wirtschaftliche Überlegungen
bedingen manchmal auch, dass die Konzentration des N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkts
in den kommerziell verkauften Mischungen wesentlich höher ist
als die Konzentrationen in den Reaktionsmischungen, die typischerweise
in den Oxidationsreaktorsystemen gebildet werden, insbesondere dann,
wenn das N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt
für landwirtschaftliche
Anwendungen gelagert oder verschickt wird. So ist es beispielsweise,
wenn ein heterogener Katalysator für die Flüssigkeitsphasen-Oxidation von
N-Phosphonomethyliminodiessigsäure
verwendet wird, um das N-(Phosphonomethyl)glycin herzustellen, wie
es durch Haupfear et al. in der Internationalen Veröffentlichung
Nr.
WO 01/92272 beschrieben
wird, typischerweise bevorzugt, eine maximale Konzentration des
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkts
in der Reaktionsmischung von nicht mehr als ungefähr 9 Gewichts-%
beizubehalten, um das Produkt in Lösung zu halten, obwohl höhere Konzentrationen über 9% hinaus
und sogar bis ungefähr
12 Gewichts-% in geeigneter Weise bei höheren Temperaturen der Reaktionsmischung
verwendet werden können.
Manchmal ist es jedoch für
die kommerziell verkauften Mischungen wünschenswert, eine N-(Phosphonomethyl)glycin-Konzentration
zu haben, die signifikant höher
ist. Deshalb ist es, nachdem das N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt
gebildet und, falls notwendig, vom Katalysator getrennt wurde, typischerweise
bevorzugt, das Produkt aufzukonzentrieren und das Produkt von den
unterschiedlichen Verunreinigungen in der Oxidations-Reaktionsmischung
zu trennen.
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Im
US-Patent Nr. 5,087,740 beschreibt
Smith ein Verfahren zur Reinigung und Aufkonzentrierung eines N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkts.
Smith offenbart das Durchleiten einer N-(Phosphonomethyl)glycin enthaltenden
Reaktionsmischung durch eine erste Ionenaustauscherharz-Säule, um Verunreinigungen zu
entfernen, die saurer sind als das N-(Phosphonomethyl)glycin, Durchleiten
des Ablaufs aus der ersten Ionenaustauscherharz-Säule durch
eine zweite Ionenaustauscherharz-Säule, die das N-(Phosphonomethyl)glycin
adsorbiert, und Rückgewinnen
des N-(Phosphonomethyl)glycins durch Hindurchleiten einer Base oder
einer starken Mineralsäure
durch die zweite Ionenaustauscherharz-Säule.
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Haupfear
et al. beschreiben in der Internationalen Veröffentlichung Nr.
WO 01/92272 Verfahren zur Reinigung
und Aufkonzentrierung eines durch die Oxidation von N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substraten
hergestellten N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkts. Haupfear et al.
beschreiben die Erzeugung von zwei kristallinen N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkten in zwei
unterschiedlichen Kristallisatoren, wobei die Kristalle zwei unterschiedliche
Reinheiten aufweisen. Das Material mit der geringeren Reinheit kann
dann mit dem Material mit der höheren
Reinheit vermischt werden, um ein einziges Produkt von akzeptabler
Reinheit herzustellen.
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Es
bleibt eine Notwendigkeit für
Verfahren zur Herstellung und Rückgewinnung
eines kristallinen Produkts aus einer Lösung, umfassend ein Produkt,
das zur Kristallisation neigt und unerwünschte Verunreinigungen, das
in der Lage ist, Mischungen aus einer Mehrzahl von Produkten herzustellen,
die das kristalline Produkt enthalten, wobei jede ein geeignetes
Verunreinigungsprofil für
die beabsichtigte Verwendung aufweist. Insbesondere besteht eine
Notwendigkeit für
Verfahren zur Herstellung und Rückgewinnung
eines kristallinen N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkts aus einer
durch die Oxidation eines N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substrats
hergestellten Reaktionslösung,
die in der Lage sind, sowohl ein verkäufliches N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen-Produkt,
als auch eine konzentrierte Flüssigkeit
oder feste Salze aus N-(Phosphonomethyl)glycin
mit akzeptabler Reinheit zur Verwendung in Formulierungen von herbiziden
Zusammensetzungen herzustellen. Ein solches Verfahren würde die
Gesamtflexibilität
verbessern, um so die Marktnachfrage nach unterschiedlichen N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkten
angemessen abzusichern.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Unter
bestimmten Zielen der vorliegenden Erfindung sind daher die Bereitstellung
eines verbesserten Verfahrens zur Rückgewinnung eines oder mehrerer
kristalliner Produkte aus einer Lösung, umfassend sowohl ein
Produkt, das zur Kristallisation aus der Lösung neigt als auch unerwünschte Verunreinigungen;
die Bereitstellung eines solchen Verfahrens, in dem eines oder mehrere
Produkte ausreichender Reinheit ohne Waschen des kristallinen Produkts
hergestellt werden können;
der Bereitstellung eines solchen Verfahrens, das in der Lage ist,
eines oder mehrere kristalline Produkte von akzeptabler Reinheit
zurückzugewinnen,
wenn das Waschen des Filterkuchens nicht ausreicht, um okkludierte
Verunreinigungen aus dem kristallinen Produkt zu entfernen; das
Bereitstellen eines Verfahrens zur Rückgewinnung eines oder mehrerer
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkte
aus einer Aufschlämmung,
die ausgefällte
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle und Mutterlauge enthält; das
Bereitstellen eines solchen Verfahrens, das in der Lage ist, eine
Vielzahl von geeigneten kristallinen Produkten, zum Beispiel eine
Mehrzahl von Feuchtkuchen-Produkten, herzustellen, wodurch für eine größere Verfahrens-Flexibilität gesorgt
wird; und das Bereitstellen eines solchen Verfahrens, das kristalline
Produkte von akzeptabler Reinheit zurückgewinnen kann, das bessere
Handhabungs- und Konfektionierungseigenschaften bietet.
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Kurz
gesagt ist daher ein Aspekt der vorliegenden Erfindung auf Verfahren
zur Herstellung einer Vielzahl von kristallinen Produkten gerichtet,
zum Beispiel einer Mehrzahl von Feuchtkuchen-Produkten, aus einer Lösung, die
sowohl ein Produkt, das zur Kristallisation aus der Lösung neigt,
als auch unerwünschten
Verunreinigungen, enthält.
In einer Ausführungsform
umfasst das Verfahren das Aufteilen der Lösung in eine Mehrzahl von Fraktionen,
umfassend eine Primär-Fraktion
und eine Sekundär-Fraktion,
und das Ausfällen
von Produktkristallen aus der Primär-Fraktion in einer ersten
Kristallisationsvorgang, um eine Primär-Produktaufschlämmung zu
erzeugen, die ausgefällte
Produktkristalle und Primär-Mutterlauge
enthält.
Auch aus der Sekundär-Fraktion
werden in einem zweiten Kristallisationsvorgang Produkt-Kristalle
ausgefällt,
um eine Sekundär-Produktaufschlämmung zu
erzeugen, die ausgefällte
Produktkristalle und Sekundär-Mutterlauge
enthält. Die
ausgefällten
Produkt-Kristalle werden in einem ersten Flüssigkeit/Feststoffe-Trennungsschritt
von der Primär-Produktaufschlämmung getrennt,
um ein erstes Feuchtkuchen-Produkt
und eine Primär-Mutterlaugen-Fraktion
zu erzeugen. Auch von der Sekundär-Produktaufschlämmung werden
in einem zweiten Flüssigkeit/Feststoffe-Trennungsschritt
ausgefällte
Produkt-Kristalle abgetrennt, um ein zweites Feuchtkuchen-Produkt
und eine Sekundär-Mutterlaugen-Fraktion zu erzeugen.
Mindestens ein Teil jeder der Mutterlaugen-Fraktionen wird recycelt,
so dass darin enthaltenes nicht rückgewonnenes Produkt und Verunreinigungen
in einen oder beide Kristallisationsvorgänge wiedereingeführt werden.
Weiterhin wird der Verunreinigungsgehalt jedes der Feuchtkuchen-Produkte
unter einen definierten Wert geregelt oder gehalten durch (i) Nettoübertragung von
in einer der ersten und zweiten Mutterlaugen-Fraktionen enthaltenen
Verunreinigungen zu dem anderen der ersten oder zweiten Kristallisationsvorgänge; (ii)
Nettoübertragung
von in einer der ersten und zweiten Mutterlaugen-Fraktionen enthaltenen
Verunreinigungen zu dem anderen der ersten und zweiten Flüssigkeit/Feststoffe-Trennungsschritte;
(iii) Nettoübertragung
des Feuchtkuchen-Produkts mit relativ niedrigem Verunreinigungsgehalt,
wie es aus einem der ersten und zweiten Flüssigkeit/Feststoffe-Trennungsschritte
erhalten wurde, zu dem anderen der ersten oder zweiten Kristallisationsvorgänge; (iv)
Nettoübertragung
des Feuchtkuchen-Produkts
mit relativ niedrigem Verunreinigungsgehalt, wie es aus einem der
ersten zweiten Flüssigkeit/Feststoffe-Trennungsschritte
erhalten wurde, zu dem anderen der ersten oder zweiten Flüssigkeit/Feststoffe-Trennungsschritte;
(v) Nettoübertragung
der Aufschlämmung
mit relativ geringem Verunreinigungsgehalt, wie sie in einem der
ersten und zweiten Kristallisationsvorgänge erhalten wurde, zu dem
anderen der ersten und zweiten Kristallisationsvorgänge; (vi)
Nettoübertragung
der Aufschlämmung
mit relativ geringem Verunreinigungsgehalt, wie sie aus einem der
ersten und zweiten Kristallisationsvorgangs erhalten wurde, zu dem anderen
der ersten oder zweiten Flüssigkeit/Feststoffe-Trennungsschritte;
oder einer Kombination von (i), (ii), (iii), (iv), (v) und/oder
(vi).
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Die
vorliegende Erfindung ist insbesondere gerichtet auf Verfahren zur
Rückgewinnung
von einem oder mehrerer kristalliner N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkte,
zum Beispiel, einer Mehrzahl von Feuchtkuchen-Produkten, aus einer
wässrigen
Oxidations-Reaktionslösung,
die ein N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt
enthält,
in der die Verunreinigungsverteilung unter den kristallinen N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen-Produkten
geregelt ist.
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In
einer solchen Ausführungsform
wird die wässrige
Reaktionslösung,
die das N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt
umfasst, zunächst
in eine Mehrzahl von Fraktionen aufgeteilt, umfassend eine Primär-Fraktion
und eine Sekundär-Fraktion.
Aus der Primär-Fraktion
werden N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle
ausgefällt,
um eine Primär-Produktaufschlämmung zu
erzeugen, die ausgefällte
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle und Primär-Mutterlauge
enthält.
Die Primär-Produktaufschlämmung wird
in einen ersten und einen zweiten Teil aufgeteilt und es werden
ausgefällte
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle aus dem ersten Abschnitt
der Primär-Produktaufschlämmung abgetrennt,
wodurch ein erstes N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen-Produkt hergestellt wird.
Der zweite Teil der Primär-Produktaufschlämmung wird
mit dem N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt vereint, das in der Sekundär-Fraktion
der wässrigen
Reaktionslösung
enthalten ist oder daraus erhalten wurde. Die Sekundär-Fraktion
der wässrigen
Reaktionslösung
wird einem Verdampfungs-Kristallisationsvorgang unterworfen, um
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt
aus der Sekundär-Fraktion
auszufällen,
wodurch eine Sekundär-Verdampfungs-Produktaufschlämmung erzeugt
wird, die ausgefällte
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle
und Sekundär-Mutterlauge
umfasst. Die Abtrennung der ausgefällten N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle
aus der Sekundär-Verdampfungs-Produktaufschlämmung erzeugt
ein zweites N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen-Produkt.
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In
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung umfasst das Verfahren zur Rückgewinnung eines N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkts
aus einer wässrigen
Oxidationsreaktionslösung,
umfassend ein N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt, das Aufteilen der
wässrigen
Reaktionslösung
in eine Mehrzahl von Fraktionen, umfassend eine Primär-Fraktion
und eine Sekundär-Fraktion.
Aus der Primär-Fraktion
werden N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle ausgefällt, um eine Primär-Produktaufschlämmung zu
erzeugen, umfassend ausgefällte
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle
und Primär-Mutterlauge.
Die ausgefällten
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle
werden von der Primär-Produktaufschlämmung abgetrennt,
um ein erstes N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen-Produkt zu
erzeugen. Zumindest ein Teil des ersten N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen-Produkts
wird mit N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt
vereinigt, das in der Sekundär-Fraktion
der wässrigen
Reaktionslösung
enthalten ist oder daraus gewonnen wurde. Aus der Sekundär-Fraktion
der wässrigen
Reaktionslösung
werden N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle mittels eines
Verdampfungs-Kristallisationsvorgangs
ausgefällt,
um eine Sekundär-Verdampfungs-Produktaufschlämmung zu
erzeugen, umfassend ausgefällte
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle und Sekundär-Mutterlauge. Die
ausgefällten
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle werden von der Sekundär-Verdampfungs-Produktaufschlämmung abgetrennt,
um ein zweites N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen-Produkt
zu erhalten.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung umfasst das Verfahren zur Rückgewinnung eines N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkts
aus einer wässrigen
Oxidationsreaktionslösung,
umfassend ein N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt, das Aufteilen der
wässrigen
Reaktionslösung
in eine Mehrzahl von Fraktionen, umfassend eine Primär-Fraktion
und eine Sekundär-Fraktion.
Aus der Primär-Fraktion
werden N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle ausgefällt, um eine Primär-Produktaufschlämmung zu
erzeugen, umfassend ausgefällte
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle
und Primär-Mutterlauge.
Ebenso werden aus einer Sekundär-Kristallisations-Beschickungsmischung,
umfassend die Sekundär-Fraktion
der wässrigen
Reaktionslösung
und zumindest einen Teil der Primär-Produktaufschlämmung, umfassend
ausgefällte
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle und Sekundär-Mutterlauge,
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle
ausgefällt.
Die ausgefällten
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle
werden von der Sekundär-Produktaufschlämmung abgetrennt,
um ein N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen-Produkt
zu erzeugen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
umfasst das Verfahren zur Rückgewinnung
eines N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkts
aus einer wässrigen
Oxidationsreaktionslösung,
umfassend ein N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt,
das Aufteilen der wässrigen
Reaktionslösung
in eine Mehrzahl von Fraktionen, umfassend eine Primär-Fraktion
und eine Sekundär-Fraktion
und das Ausfällen
von N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristallen
aus der Primär-Fraktion,
um eine Primär-Produktaufschlämmung zu
erzeugen, die ausgefällte N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle
und Primär-Mutterlauge
umfasst. Ebenso werden aus einer wässrigen Sekundär-Kristallisations-Beschickungsmischung,
umfassend die Sekundär-Fraktion
der wässrigen Reaktionslösung, N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle
ausgefällt,
um eine Sekundär-Produktaufschlämmung zu
erzeugen, umfassend N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle
und Sekundär-Mutterlauge.
Zumindest ein Teil der Primär-Produktaufschlämmung wird
mit zumindest einem Teil der Sekundär-Produktaufschlämmung vereinigt, um eine Sekundär-Fraktionsprodukt-Mischung
zu erzeugen, aus der ausgefällte N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle
abgetrennt werden, um ein N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen-Produkt
zu erzeugen.
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In
noch einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren zur Rückgewinnung
eines N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkts aus einer wässrigen
Oxidationsreaktionslösung,
umfassend ein N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt, das Aufteilen der
wässrigen
Reaktionslösung
in eine Mehrzahl von Fraktionen, umfassend eine Primär-Fraktion
und eine Sekundär-Fraktion
und das Ausfällen
von N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristallen aus der Primär-Fraktion
in einem ersten Kristallisationsvorgang, um eine Primär-Produktaufschlämmung zu
erzeugen, die ausgefällte
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle und Primär-Mutterlauge
umfasst. Ebenso werden aus der Sekundär-Fraktion der wässrigen
Reaktionslösung
in einem zweiten Kristallisationsvorgang N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle
ausgefällt,
um eine Sekundär-Produktaufschlämmung zu
erzeugen, die ausgefällte
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle und Sekundär-Mutterlauge
umfasst. Die ausgefällten
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle werden aus der Primär-Produktaufschlämmung durch
einen ersten Flüssigkeit/Feststoffe-Trennungsschritt
abgetrennt, um ein erstes Feuchtkuchen-Produkt zu erzeugen, und
aus der Sekundär-Produktaufschlämmung werden
eine Primär-Mutterlaugen-Fraktion
und ausgefällte
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle
in einem zweiten Flüssigkeit/Feststoffe-Trennungsschritt
abgetrennt, um ein zweites Feuchtkuchen-Produkt und eine Sekundär-Mutterlaugen-Fraktion
zu erzeugen. Zumindest ein Teil jeder der Mutterlaugen-Fraktionen
wird recycelt, so dass nicht rückgewonnenes
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt und darin enthaltene Verunreinigungen
in einen oder beide der Kristallisationsvorgänge wiedereingeführt werden.
Außerdem
wird der Verunreinigungsgehalt jedes der Feuchtkuchen-Produkte unter
einem definierten Wert gehalten durch Nettoübertragung von in einer der
ersten oder zweiten Mutterlaugen-Fraktionen enthaltenen Verunreinigungen
zu (i) dem anderen der ersten und zweiten Kristallisationsvorgänge; (ii)
dem anderen der ersten und zweiten Flüssigkeit/Feststoffe-Trennungsschritte;
(iii) dem anderen der ersten und zweiten Feuchtkuchen-Produkte;
oder irgendeiner Kombination von (i), (ii) und/oder (iii).
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Die
vorliegende Erfindung ist auch gerichtet auf Verfahren zur Rückgewinnung
eines N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkts
aus einer Aufschlämmung,
umfassend ausgefällte
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle
und eine Mutterlauge. In einer ersten Ausführungsform umfasst das Verfahren
die Aufteilung der Aufschlämmung
in eine Mehrzahl von Fraktionen, umfassend eine erste Aufschlämmungsfraktion
und eine zweite Aufschlämmungsfraktion.
Aus der ersten und zweiten Aufschlämmungsfraktion werde ausgefällte N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle abtrennt,
um ein erstes Feuchtkuchen-Produkt bzw. ein zweites Feuchtkuchen-Produkt
zu erzeugen. Das Verhältnis
des Feststoffgehalts des ersten Feuchtkuchen-Produkts zu dem Feststoffgehalt
des zweiten Feuchtkuchen-Produkts, gemessen in Gewichtsprozent an
Feststoffen in dem ersten und zweiten Feuchtkuchen-Produkt, beträgt mindestens
ungefähr
1,1.
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In
einer anderen Ausführungsform
umfasst das Verfahren zur Rückgewinnung
eines N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkts
aus einer Aufschlämmung,
umfassend ausgefällte
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle
und eine Mutterlauge die Aufteilung der Aufschlämmung in eine Mehrzahl von
Fraktionen, umfassend erste und zweite Aufschlämmungsfraktionen. Die erste
Aufschlämmungsfraktion
wird in eine erste Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtung
gegeben, in der ausgefällte
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle aus der ersten Aufschlämmungsfraktion
abgetrennt werden, um ein erstes Feuchtkuchen-Produkt zu erzeugen.
Die zweite Aufschlämmungsfraktion
wird parallel zu der ersten Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtung
in eine zweite Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtung
gegeben, in der ausgefällte
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle
aus der zweiten Aufschlämmungsfraktion
abgetrennt werden, um ein zweites Feuchtkuchen-Produkt zu erzeugen.
Das zweite Feuchtkuchen-Produkt weist einen höheren Feststoffgehalt als das
erste Feuchtkuchen-Produkt auf, gemessen in Gewichtsprozent an Feststoffen
in den Feuchtkuchen-Produkten.
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Andere
Ziele und Merkmale dieser Erfindung sind teilweise ersichtlich und
werden teilweise im Folgenden aufgezeigt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, die parallel zwei separate Flüssigkeit/Feststoffe-Trennsysteme
oder -vorrichtungen zur Rückgewinnung
von Feuchtkuchen-Produkten mit unterschiedlichen Feststoffgehalten
aus einer Produktaufschlämmung
aufweist, hergestellt durch Aufkonzentrieren einer Lösung, enthaltend
ein Produkt in einem Kristallisationsstadium, das dazu neigt, daraus
auszukristallisieren.
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2 ist
ein schematisches Ablaufdiagramm eines integrierten Verfahrens zur
Oxidation eines N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substrats in einem Reaktorsystem,
um eine Oxidationsreaktionslösung
zu bilden, die ein N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt enthält, und
zur Rückgewinnung
zweier N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen-Produkte aus der Oxidationsreaktionslösung unter
Verwendung eines ersten adiabatischen und eines zweiten nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisationsarbeitsgangs
und separater paralleler Flüssigkeit/Feststoffe-Trennsysteme
oder -vorrichtungen.
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3 ist
ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens, wie es in 2 beschrieben
ist, worin die Verunreinigungsverteilung unter den kristallinen
N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen-Produkten durch
die Nettoübertragung
der Produktaufschlämmung
oder des Magmas aus einem ersten adiabatischen Kristallisationszug
zu der Produktaufschlämmung
eines zweiten, nicht-adiabatischen
Verdampfungs-Kristallisationszuges gesteuert wird.
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4 ist
ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens, wie es in 2 beschrieben
ist, worin die Verunreinigungsverteilung unter den kristallinen
N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen-Produkten durch
die Nettoübertragung
der Produktaufschlämmung
aus einem ersten adiabatischen Kristallisationszug zu einem zweiten,
nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisationsarbeitsgang
gesteuert wird.
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5 ist
ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens, wie es in 2 beschrieben
ist, worin die Verunreinigungsverteilung unter den kristallinen
N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen-Produkten durch
die Nettoübertragung
der N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle aus einem ersten adiabatischen Kristallisationszug
zu der Produktaufschlämmung
eines zweiten, nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisationszuges
gesteuert wird.
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6 ist
ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens, wie es in 2 beschrieben
ist, worin die Verunreinigungsverteilung unter den kristallinen
N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen-Produkten durch
die Nettoübertragung
der in der Mutterlauge enthaltenen Verunreinigungen aus einem ersten
adiabatischen Kristallisationsvorgang und/oder einem zweiten, nicht-adiabatischen
Verdampfungs-Kristallisationsvorgang zu: (i) dem anderen der adiabatischen
und/oder Verdampfungs-Kristallisationsvorgänge; (ii) dem anderen der adiabatischen
und/oder Verdampfungs-Flüssigkeit/Feststoffe-Trennschritte;
(iii) dem anderen der adiabatischen oder Verdampfungs-Feuchtkuchen-Produkte;
oder irgendeiner Kombination von (i), (ii) und/oder (iii) gesteuert
wird.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wurden Verbesserungen in Verfahren zur Herstellung und
Rückgewinnung
einer Mehrzahl von kristallinen Feuchtkuchen-Produkten (insbesondere
N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen-Produkte)
aus einer oder mehreren Lösungen,
enthaltend sowohl ein Produkt, das zur Kristallisation neigt, als
auch Verunreinigungen, gefunden. Typischerweise ist zumindest eines
der rückgewonnenen
kristallinen Produkte von akzeptabler Reinheit, und alle weiteren
rückgewonnenen
Produkte sind von akzeptabler Reinheit, können mit einem oder mehreren
anderen kristallinen Produkten vermischt werden, um ein Produkt
von akzeptabler Reinheit zu bilden, und/oder können weiterverarbeitet oder
vermischt werden, um einen Feuchtkuchen oder konzentrierte flüssige oder
feste Salze von N-(Phosphonomethyl)glycin von akzeptabler Reinheit
zur Verwendung in der Formulierung von herbiziden Zusammensetzungen
zu bilden. Typischerweise enthält
ein N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen von akzeptabler Reinheit
mindestens ungefähr 95
Gewichts-% N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt (Trockenbasis), und
der Rest sind Verunreinigungen wie zum Beispiel Reaktions-Nebenprodukte,
unreagierte Ausgangsmaterialien und Verunreinigungen, die in den Ausgangsmaterialien
vorhanden sind. Individuelle Verunreinigungen können individuelle Konzentrations-Spezifikationen
aufweisen.
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Ohne
an eine bestimmte Theorie gebunden zu sein, wurde gefunden, dass
durch Abtrennen einer Vielzahl von Feuchtkuchen-Produkten mit unterschiedlichen
Feststoffgehalten, unterschiedlichen Verunreinigungskonzentrationen
und/oder unterschiedlichen Kristallgröße-Verteilungen aus einer oder mehreren
Produkt-Aufschlämmungen,
umfassend ein ausgefälltes
Produkt und Verunreinigungen, der Verunreinigungsgehalt der Feuchtkuchen-Produkte
in wirksamerer Weise geregelt werden, wodurch eine verbesserte Verfahrensflexibilität bereitgestellt
wird. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist insbesondere
vorteilhaft für
die Aufkonzentrierung und die Rückgewinnung
von kristallinen Produkten in Verfahren, in denen ein herkömmlicher Kuchen-Waschschritt entweder
unerwünscht
oder nicht ausreichend ist, um Produkte von akzeptabler Reinheit herzustellen.
Zum Beispiel wurde für
das Verfahren der vorliegenden Erfindung gefunden, dass es zur Herstellung
von Feuchtkuchen-Produkten mit akzeptabler Reinheit sogar dann wirkungsvoll
ist, wenn die aus der Lösung
ausgefällten
Produktkristalle okkludierte Verunreinigungen oder Verunreinigungen enthalten,
die durch andere Mittel in die Feststoffe eingebracht wurden, und
durch herkömmliches
Waschen des Kuchens oder durch andere Maßnahmen, wie zum Beispiel Wiederaufschlämmung mit
Wasser oder Rekristallisation praktisch nicht oder nicht wirkungsvoll
entfernt werden können.
Außerdem
kann das verbesserte Verfahren der vorliegenden Erfindung auch die
Herstellung von Feuchtkuchen-Produkten ermöglichen, die verbesserte Verpackungs-
und Handhabungseigenschaften aufweisen.
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Es
ist wichtig, anzumerken, dass die hierin dargelegten Strategien
eine weite Anwendung in Verfahren zur Herstellung von Reaktionslösungen finden,
die Produkte umfassen, die der Kristallisation unterliegen, und bei
der Aufkonzentrierung und der Rückgewinnung
von kristallisierten Feuchtkuchen-Produkten aus den Reaktionslösungen.
Die vorliegende Erfindung findet insbesondere Anwendung bei der
Aufkonzentrierung und der Rückgewinnung
von Feuchtkuchen-Produkten aus Oxidationsreaktionslösungen,
die ein N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt enthalten, das für die Kristallisation
empfänglich
ist, und insbesondere solche, die N-(Phosphonomethyl)glycin enthalten,
wobei die Oxidationsreaktionslösung
durch katalytische Flüssigkeitsphasenoxidation
eines N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substrats
hergestellt wird. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende
Erfindung ebenso anwendbar ist auf die Rückgewinnung von Feuchtkuchen-Produkten
aus Lösungen,
die ein N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt enthalten, das auf anderen
Wegen als durch katalytische Flüssigphasenoxidation
eines N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substrats hergestellt wurde,
die den Fachleuten wohlbekannt sind.
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Wie
im Stand der Technik anerkannt, kann die Flüssigphasenoxidation von N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substraten
in einem Batch-, Semi-Batch- oder einem kontinuierlichen Reaktorsystem
durchgeführt
werden, das eine oder mehrere Oxidationsreaktionszonen aufweist.
Die Oxidationsreaktionszone(n) kann/können in geeigneter Weise durch
verschiedene Reaktorbauformen bereit gestellt werden, einschließlich solcher,
die in der flüssigen
Phase und optional ebenso in der Gasphase eine Rückvermischungs-Charakteristik
aufweisen, und solche, die eine Pfropfstrom-Charakteristik aufweisen.
Geeignete Reaktorbauformen mit Rückvermischungs-Charakteristik
beinhalten zum Beispiel Rührkessel-Reaktoren,
Ausstoßdüsenkreislauf-Reaktoren
(auch als Venturikreislauf-Reaktoren bekannt) und Wirbelbett-Reaktoren. Geeignete
Reaktorbauformen mit Pfropfstrom-Charakteristik beinhalten solche
mit einem gepackten oder starren Katalysatorbett (z. B., Rieselbett-Reaktoren
und gepackte Blasensäulen-Reaktoren) und Blasenaufschlämmungssäulen-Reaktoren.
Wirbelbett-Reaktoren können
auch in einer Art und Weise betrieben werden, dass sie Pfropfstrom-Charakteristik
zeigen. Die Bauform des Oxidationsreaktorsystems, einschließlich der
Anzahl an Oxidationsreaktionszonen und der Oxidationsreaktionsbedingungen,
sind nicht entscheidend für
die Anwendung der vorliegenden Erfindung. Geeignete Oxidationsreaktorsysteme
und Oxidationsreaktionsbedingungen für die katalytische Flüssigphasenoxidation
eines N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substrats sind im Stand
der Technik wohlbekannt und zum Beispiel durch Ebner et al.,
US-Patent Nr. 6,417,133 ,
durch Leiber et al.,
US-Patent
Nr. 6,586,621 , und durch Haupfear et al., Internationale
Veröffentlichung
Nr.
WO 01/92272 und
der korrespondierenden US-Veröffentlichung
Nr.
US-2002-0068836-A1 ,
beschrieben, deren gesamte Offenbarungen durch Bezugnahme hierin
aufgenommen werden.
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Für das hierin
beschriebene Verfahren wurde gefunden, dass es insbesondere nützlich ist
bei der Rückgewinnung
von einer Mehrzahl von N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen-Produkte
aus Oxidationsreaktionslösungen,
hergestellt durch unterschiedliche kontinuierliche Oxidationsreaktorsysteme,
die zum Beispiel durch Haupfear et al. in der Internationalen Veröffentlichung
Nr.
WO 01/92272 beschrieben
werden. Es ist jedoch wichtig, anzumerken, dass die vorliegende
Erfindung nicht auf solche Anwendungen oder allgemein auf die Verwendung
in Zusammenhang mit kontinuierlichen Oxidationsreaktorsystemen beschränkt ist.
Wie den Fachleuten klar ist, können
die hierin dargelegten Strategien in vorteilhafter Weise bei der
Rückgewinnung von
kristallinen Feuchtkuchen-Produkten aus Oxidationsreaktionslösungen verwendet
werden, die mit einer breiten Auswahl an Reaktorsystemen, einschließlich Batch-Reaktorsystemen,
hergestellt wurden.
-
Im
Allgemeinen umfasst das Verfahren der vorliegenden Erfindung, in
einer Ausführungsform,
die Rückgewinnung
von separaten Feuchtkuchen-Produkten aus einer Aufschlämmung, umfassend
ausgefällte Produkt-Kristalle
und eine Mutterlauge. Die Produktaufschlämmung ist aufgeteilt in eine
Mehrzahl von Fraktionen, umfassend mindestens eine erste Fraktion
und eine zweite Fraktion. Die Produkt-Kristalle werden durch Entwässerung
in einer oder mehreren Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtungen
aus jeder der ersten und zweiten Fraktionen abgetrennt, um ein erstes
Feuchtkuchen-Produkt bzw. ein zweites Feuchtkuchen-Produkt herzustellen.
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Genauer
gesagt wurde gefunden, dass der Verunreinigungsgehalt eines abgetrennten
Feuchtkuchen-Produkt unterhalb eines gewünschten Werts gehalten werden
kann durch Erzeugung von mindestens zwei Feuchtkuchen-Produkten
aus einer Aufschlämmung,
umfassend ausgefällte
Produkt-Kristalle und eine Mutterlauge, in solcher Weise, dass der
Feststoffgehalt des zweiten Feuchtkuchen-Produkts größer ist
als der Feststoffgehalt des ersten Feuchtkuchen-Produkts. Folglich
ist es bei der Ausführung
dieses Aspektes der vorliegenden Erfindung notwendig, dass die ersten
und zweiten Feuchtkuchen-Produkte unterschiedliche Feststoffgehalte
aufweisen, was dazu führt,
dass jedes Feuchtkuchen-Produkt aufgrund der unterschiedlichen Mengen
an Verunreinigungen enthaltender Mutterlauge in dem Feuchtkuchen
eine unterschiedliche Verunreinigungszusammensetzung besitzt. So
beträgt
zum Beispiel das Verhältnis
des Feststoffgehaltes des zweiten Feuchtkuchen-Produkts zum Feststoffgehalt
des ersten Feuchtkuchen-Produkts,
gemessen in Gewichtsprozent der Feststoffe in jedem der ersten und
zweiten Feuchtkuchen-Produkte,
typischerweise mindestens ungefähr
1,1. Vorzugsweise beträgt
das Verhältnis
des Feststoffgehaltes des zweiten Feuchtkuchen-Produkts zum Feststoffgehalt
des ersten Feuchtkuchen-Produkts,
gemessen in Gewichtsprozent der Feststoffe in jedem der ersten und
zweiten Feuchtkuchen-Produkte,
mindestens ungefähr
1,2. Mehr vorzugsweise beträgt
das Verhältnis
des Feststoffgehaltes des zweiten Feuchtkuchen-Produkts zum Feststoffgehalt
des ersten Feuchtkuchen-Produkts, gemessen in Gewichtsprozent der
Feststoffe in jedem der ersten und zweiten Feuchtkuchen-Produkte,
mindestens ungefähr
1,25.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
beträgt
der Feststoffgehalt des zweiten Feuchtkuchen-Produkts vorzugsweise
mindestens ungefähr
85 Gew.-% Feststoff. Mehr vorzugsweise weist das zweite Feuchtkuchen-Produkt
einen Feststoffgehalt von ungefähr
90 Gew.-% Feststoff bis ungefähr
99 Gew.-% Feststoff auf. Höchst
vorzugsweise weist das zweite Feuchtkuchen-Produkt einen Feststoffgehalt
von ungefähr
95 Gew.-% Feststoff bis ungefähr
99 Gew.-% Feststoff auf. Im Allgemeinen erlaubt die Erhöhung des
Feststoffgehalts des zweiten Feuchtkuchen-Produkts die Rückgewinnung
einer größeren Menge
des zweiten Feuchtkuchen-Produkts von akzeptabler Reinheit. In gleicher
Weise ist es bevorzugt, dass das erste Feuchtkuchen-Produkt einen
Feststoffgehalt von weniger als ungefähr 85 Gew.-% Feststoff aufweist.
Mehr vorzugsweise weist das erste Feuchtkuchen-Produkt einen Feststoffgehalt von weniger
als ungefähr
75 Gew.-% Feststoff auf. Zum Beispiel kann das erste Feuchtkuchen-Produkt
einen Feststoffgehalt von ungefähr
70 Gew.-% Feststoff bis ungefähr
85 Gew.-% Feststoff aufweisen. Es ist klar, dass, wenn die Verunreinigungslevel
in der Kristallisations-Einspeiselösung verringert werden, die
Größe der Produkt-Kristalle
dazu tendiert, größer zu werden,
was in einer effektiveren Entwässerung
und höherem
Feststoffgehalt in den Feuchtkuchen-Produkten resultiert.
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Obwohl
für die
Erfindung nicht notwendig oder entscheidend, wird erwogen, dass
die ersten und zweiten Feuchtkuchen-Produkte typischerweise unter
Verwendung separater Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtungen,
vorzugsweise separater Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtungen,
die parallel angeordnet sind bzw. betrieben werden. Im Allgemeinen
kann jede Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtung,
die zur Abtrennung eines Kristall-Produkts aus einer Mutterlauge
geeignet ist, in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung verwenden jedoch aufgrund der relativ
hohen Durchsatz- und Kapazitätsanforderungen,
die bei Verfahren zur Aufkonzentrierung und Rückgewinnung von N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkten
aus einer Reaktionslösung,
die aus der Flüssigphasenoxidation
von N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substraten resultiert,
erforderlich werden, typischerweise Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtungen,
die an Druckfiltration, Vakuumfiltration und/oder Zentrifugation
angepasst sind. Zum Beispiel können
bevorzugte Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtungen
Saugtrommeln, Saugtischfilter und/oder Zentrifugen beinhalten. In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
werden die Produkt-Kristalle aus den ersten und zweiten Aufschlämmungsfraktionen
durch Zentrifugation, vorzugsweise in separaten Zentrifugen, und
noch mehr vorzugsweise in separaten Zentrifugen, die parallel betrieben
werden, abgetrennt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
wird das erste Feuchtkuchen-Produkt in einer Vollmantelzentrifuge
abgetrennt und das zweite Feuchtkuchen-Produkt wird in einer Siebtrommelzentrifuge (oder
einer Reihe von Siebtrommelzentrifugen) abgetrennt. Alternativ wird
erwogen, dass die Produkt-Kristalle aus den ersten und zweiten Aufschlämmungsfraktionen
in gleichartigen Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtungen
und/oder unter solchen Bedingungen abgetrennt werden, dass die Feuchtkuchen,
wie sie ursprünglich hergestellt
wurden, relativ gleiche Feststoffgehalte aufweisen. In einer solchen
Ausführungsform
kann es möglich
sein, das erforderliche Feststoffgehaltverhältnis innerhalb der ersten
und zweiten Feuchtkuchen-Produkte durch Vereinigen des Feuchtkuchen-Produkts
mit Mutterlauge, die aus einer der ersten oder zweiten Produktaufschlämmungs-Fraktionen
(d. h., durch Weiterbefördern
von abgetrennter Mutterlauge zur Verbindung mit dem Feuchtkuchen-Produkt
entweder direkt oder in einem darauf folgenden Verfahrensschritt)
abgetrennt wurde, zu erhalten.
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Eine
besonders bevorzugte Ausführungsform,
in der Produkt-Kristalle aus den ersten und zweiten Fraktionen der
Produktaufschlämmung
in separaten, parallel betriebenen Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtungen
abgetrennt werden, ist in 1 gezeigt.
Eine Beschickungslösung 1,
umfassend ein Produkt, das zur Kristallisation neigt, wird in eine
Kristallisationsstufe 3 eingebracht, um eine kristalline
Produkt-Aufschlämmung oder
ein Magma 5 zu erzeugen, die ausgefällte Produkt-Kristalle und
Mutterlauge umfasst. Es kann zum Beispiel eine Produkt-Aufschlämmung, umfassend
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle und Mutterlauge, durch
dampfgetriebene Verdampfungskristallisation, adiabatische Kristallisation
oder adiabatische Kristallisation mit Dekantierung einer Reaktionslösung, die
aus der katalytischen Flüssigphasenoxidation
eines N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substrats herrührt, hergestellt
werden. Der Overhead-Dampfstrom 7 wird aus der Kristallisationsstufe
entfernt.
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Die
Produkt-Aufschlämmung 5 wird
in eine erste Fraktion 9 und eine zweite Fraktion 11 aufgeteilt.
Das Verhältnis
der in die erste und zweite Fraktion aufgeteilten Produkt-Aufschlämmung kann
beträchtlich
variieren. So kann zum Beispiel die aus der Aufschlämmung abgeteilte
erste Fraktion 9 ungefähr
20% bis ungefähr 100%,
von ungefähr
40% bis ungefähr
60%, oder ungefähr
50% der Aufschlämmung
ausmachen, und die zweite Fraktion 11 macht den Rest der
Aufschlämmung
auf.
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Die
erste Aufschlämmungsfraktion 9 wird
in eine erste Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtung 13,
wie zum Beispiel eine Zentrifuge, vorzugsweise eine Vollmantelzentrifuge,
eingebracht, um ein erstes Feuchtkuchen-Produkt 15 zu erzeugen,
sowie einen an Feststoffen verarmten Strom 17 (z. B. Zentrat),
der typischerweise zu der Kristallisationsstufe 3 zurück recycelt
wird. Zumindest ein Teil des an Feststoffen verarmten Stroms 17 kann
jedoch optional weder mit dem Feuchtkuchen 15 rückvermischt
werden, wie durch die gestrichelte Linie in 1 gezeigt,
um ein erstes Feuchtkuchen-Produkt von noch niedrigerem Feststoffgehalt
zu erzeugen. Des weiteren kann zumindest ein Teil des an Feststoffen
verarmten Stroms 17 optional in einem späteren Verfahrensschritt
mit dem Feuchtkuchen 15 rückvermischt werden.
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Die
zweite Produkt-Aufschlämmungs-Fraktion 11 kann
optional in ein Hydrozyklon (oder eine Reihe von Hydrozyklonen) 19 eingebracht
werden, um eine an ausgefälltem
Produkt angereicherte konzentrierte zweite Aufschlämmungsfraktion 23 und
einen an Feststoffen verarmten Strom 21 zu bilden. Die
konzentrierte zweite Fraktion 23 wird in einen Abtrenn-Einspeisebehälter 25 eingebracht,
der eine zweite Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtung,
vorzugsweise eine Siebtrommelzentrifuge, speist. Alternativ kann
die Produkt-Aufschlämmungs-Fraktion 11 direkt
in den Abtrenn-Einspeisebehälter 25 oder
direkt in die zweite Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtung
geführt
werden. In der in 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform
wird die konzentrierte zweite Fraktion in eine Reihe von Siebtrommelzentrifugen
eingeführt.
Auf diese Weise wird die in dem Abtrenn-Einspeisebehälter 25 akkumulierte
konzentrierte zweite Fraktion 23 in die konzentrierten
Aufschlämmungs-Fraktionen 27A und 27B aufgeteilt,
die in die Siebtrommelzentrifugen 29A bzw. 29B eingeführt werden.
Die Siebtrommelzentrifugen erzeugen die Feuchtkuchen-Produkte 31A bzw. 31B,
und diese werden vereinigt, um ein zweites Feuchtkuchen-Produkt 35 zu
bilden. Die Siebtrommelzentrifugen erzeugen weiterhin die Zentrate 33A und 33B,
die weiter an ausgefälltem
Produkt verarmt sind und zu der Kristallisationsstufe 3 rezykliert
werden können.
Zumindest ein Teil der Zentrate 33A und/oder 33B kann
jedoch optional mit den Feuchtkuchen-Produkten 31A, 31B und/oder
dem zweiten Feuchtkuchen-Produkt 35 rückvermischt werden, oder mit
dem ersten Feuchtkuchen-Produkt 15 vermischt werden, um
Feuchtkuchen-Produkte mit noch niedrigerem Feststoffgehalt zu erzeugen.
-
Wie
oben angemerkt sind die Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtungen,
die verwendet werden, um die ersten und zweiten Produktaufschlämmungs-Fraktionen 9 und 11 in 1 zu
entwässern,
vorzugsweise eine Vollmantelzentrifuge bzw. eine oder mehrere Siebtrommelzentrifugen.
Während
das erste Feuchtkuchen-Produkt mehr Wasser und Verunreinigungen
enthalten kann, ohne die Produktanforderungen zu gefährden, bietet
die Verwendung einer Vollmantelzentrifuge in Verbindung mit vertikalen
Siebtrommelzentrifugen eine höhere
Feststoffkapazitäts-Potenzial,
indem sie geringere Geldmittel und Betriebsunkosten erfordert.
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In
der in 1 gezeigten Ausführungsform hätte das
zweite Feuchtkuchen-Produkt 35 aufgrund der niedrigeren
Menge an mitgerissener Mutterlauge in dem Feuchtkuchen-Produkt einen
niedrigeren Verunreinigungslevel als das erste Feuchtkuchen-Produkt 15.
Des weiteren weist das zweite Feuchtkuchen-Produkt 35 typischerweise
einen Verunreinigungslevel auf, der unterhalb der erforderlichen
Anforderungen liegt und einen N-(Phosphonomethyl)glycin-Produktgehalt
von mindestens ungefähr
95 Gew.-% auf Trockenbasis aufweist, so dass es als Endprodukt verpackt
oder als Rohmaterial in einem darauf folgenden Verfahrensschritt
verwendet werden kann, zum Beispiel in der Herstellung von konzentrierten
flüssigen
oder festen Salzen von N-(Phosphonomethyl)glycin zur Verwendung
in der Formulierung von herbiziden Zusammensetzungen. Das erste Feuchtkuchen-Produkt 15,
so wie es erhalten wurde, kann die passenden Reinheitsanforderungen
erfüllen oder
nicht, kann aber in Verbindung mit einer weiteren Verarbeitung (z.
B. Mischen mit einem N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt
von höherer
Reinheit oder Rekristallisation) verwendet werden, um ebenfalls
ein Material oder Produkt von akzeptabler Reinheit mit von denen
des zweiten Feuchtkuchen-Produkts unterschiedlichen Eigenschaften
zu erzeugen.
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Die
in 1 gezeigte Ausführungsform kann Teil eines
Verfahrens sein, bei dem die Stufe 3 der einzige Kristallisationsschritt
in dem Verfahren ist. Die in 1 gezeigte
Ausführungsform
kann jedoch ebenso ein Teil eines umfassenderen Verfahrens sein,
das andere Kristallisationsstufen enthält, wie unten in Verbindung
mit 2 beschrieben.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
umfasst die vorliegende Erfindung die Herstellung und Rückgewinnung
von einer Mehrzahl von Feuchtkuchen, die ein kristallines N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt
enthalten, aus einer Oxidationsreaktionslösung, umfassend N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt und
Verunreinigungen, in einem Verfahren, das mindestens zwei Kristallisationsstufen
verwendet, die in halb-paralleler Weise betrieben werden.
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Bezug
nehmend nun auf
2 wird ein wässriger Einspeisestrom
101,
umfassend ein N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substrat,
zusammen mit Sauerstoff in ein Oxidationsreaktorsystem
103 eingebracht,
das eine oder eine Mehrzahl von Oxidationsreaktionszone(n) aufweist,
worin das N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substrat oxidativ in Gegenwart
eines geeigneten Katalysators gespalten wird, um eine wässrige Oxidationsreaktionslösung
105 zu
bilden, die ein N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt und Verunreinigungen
umfasst. Um den Verunreinigungslevel in der Oxidationsreaktionslösung
105 zu
reduzieren, ist der in der/den Oxidationszone(n) verwendete Katalysator
vorzugsweise ein heterogener Katalysator, umfassend ein Edelmetall
auf einem Kohlenstoffträger,
zum Beispiel wie durch Ebner et al.,
US-Patent
Nr. 6,417,133 beschrieben. Die dem Reaktorsystem
103 entzogene
Oxidationsreaktionslösung
105 wird
dann in eine Mehrzahl von Fraktionen unterteilt, und ein Teil
107 (d.
h., eine Primär-Fraktion
der Oxidationsreaktionslösung)
wird in einen ersten Kristallisator
111, der im Wesentlichen
adiabatisch arbeitet (d. h., jeder Wärmeinput oder -entzug in den/aus
dem Kristallisator ist nicht größer als
ungefähr
200 kcal/kg an dem Kristallisator zugeführter Oxidationsreaktionslösung), eingebracht
und aufkonzentriert, um eine Primär-Produktaufschlämmung oder ein Magma
113 zu
erzeugen, umfassend ausgefällte
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle
und Primär-Mutterlauge.
Ein anderer Teil
109 (d. h., eine Sekundär-Fraktion
der Oxidationsreaktionslösung)
wird in einen nicht-adiabatischen, wärmegesteuerten Verdampfungs-Kristallisator
125 eingebracht
und dort aufkonzentriert, um eine Verdampfungs-Kristallisations-Aufschlämmung oder
ein Magma
126 (d. h., eine Sekundär-Produktaufschlämmung) zu erzeugen, umfassend
ausgefällte
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle und Sekundär-Mutterlauge.
-
Ein
geeigneter Arbeitsablauf des adiabatischen Kristallisators
111 und
des nicht-adiabatischen
Kristallisators
125 in dem in
2 gezeigten
Produktrückgewinnungssystem
wird allgemein von Haupfear et al. in der Internationalen Veröffentlichung
Nr.
WO 01/92272 und
der korrespondierenden US-Veröffentlichung
Nr.
US-2002-0068836-A1 beschrieben,
die hierin durch Bezugnahme aufgenommen werden. Wie in dieser Veröffentlichung
beschrieben, stellt der adiabatische Kristallisator
111 drei
unterschiedliche Funktionen zur Verfügung, einschließlich: Schnellverdampfen
einer Fraktion der Oxidationsreaktionslösung, Kristallisation von N- (Phosphonomethyl)glycin-Produkt
durch durch den Vakuumbetrieb des Kristallisators induzierte Kühlung, und
nachfolgende Dekantierung eines großen Teils der Kristallisations-Mutterlauge
zur Rückschleusung
zu dem Reaktorsystem. Diese Dekantierung dient auch dazu, den Feststoffgehalt
der zu der Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtung
geführten
Primär-Produktaufschlämmung für eine reduzierte
Entwässerungslast
und eine erhöhte
Entwässerungskapazität zu konzentrieren.
Diese Funktionen können
integral in einer einzelnen adiabatischen Kristallisationsvorrichtung
oder in einer Kombination von Vorrichtungen zur Verfügung gestellt
werden.
-
Vorzugsweise
werden ungefähr
von 30% bis ungefähr
85%, mehr vorzugsweise von ungefähr
50% bis ungefähr
80%, und noch mehr vorzugsweise von ungefähr 65% bis ungefähr 75% der
Oxidationsreaktionslösung 105 über den
Strom 107 als Primär-Fraktion
in den adiabatischen Kristallisator 111 eingebracht, während der
verbleibende Teil als Sekundär-Fraktion über den
Strom 109 in den nicht-adiabatischen, wärmegesteuerten Verdampfungs-Kristallisator 125 eingebracht
wird. Das Gewichtsverhältnis
der Sekundär-Fraktion 109 zu dem
in das Reaktorsystem 103 geführte N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substrat
beträgt
vorzugsweise von ungefähr
0,1 bis ungefähr
9, mehr vorzugsweise von ungefähr
0,2 bis ungefähr
5 und noch mehr vorzugsweise von ungefähr 0,25 bis ungefähr 2,5.
Der Anteil der in den adiabatischen Kristallisator 111 eingebrachten
Oxidationsreaktionslösung 105 und
das Gewichtsverhältnis
der Sekundär-Fraktion 109 zu
dem in das Reaktorsystem 103 eingebrachte N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substrat
sind jedoch bei der Ausführung
der vorliegenden Erfindung nicht eingeengt entscheidend.
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Der
Betrieb des adiabatischen Kristallisators 111 erzeugt Dampf 115 (d.
h., den adiabatischen Kristallisator-Overhead), der aus dem oberen
Ende des Kristallisators ausgestoßen wird, einen Dekantat (d.
h., Primärmutterlaugen)-Strom 112,
der dem Kristallisator entnommen wurde, und die vom Boden des Kristallisators entfernte,
ausgefälltes
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt und Primärmutterlauge, die nicht kristallisiertes
(d. h., gelöstes)
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt und Verunreinigungen enthält, enthaltende
Produkt-Aufschlämmung.
Vorzugsweise wird zumindest ein Teil (und mehr vorzugsweise alles)
des adiabatischen Kristallisator-Overheads 115 und/oder
des dem adiabatischen Kristallisator 111 entnommenen Dekantats 112 zu
dem Oxidationsreaktorsystem 103 rezykliert.
-
Die
Aufschlämmung 113 des
Primär-Kristallisations-Produkts,
die ausgefälltes
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt
und vom Boden des adiabatischen Kristallisators 111 entfernte
Primär-Mutterlauge
enthält, wird
in eine Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtung 117,
vorzugsweise eine Siebtrommelzentrifuge oder eine Reihe von Siebtrommelzentrifugen,
eingebracht, um ein Feuchtkuchen-Produkt 119 und einen
an Feststoffen verarmten Strom 123 (z. B. Zentrat) zu erzeugen.
Zumindest ein Teil des an Feststoffen verarmten Stroms 123 kann
zu dem adiabatischen Kristallisator 111 rezykliert werden
und/oder kann optional zu dem Oxidationsreaktorsystem 103 rezykliert
werden, wie in 2 durch die gestrichelte Linie
gezeigt. Vorzugsweise weist das Feuchtkuchen-Produkt 119 einen
Feststoffgehalt von ungefähr
90 bis ungefähr
99 Gew.-% auf, wie oben beschrieben.
-
Die
Einspeisung zu dem nicht-adiabatischen Kristallisator (d. h., die
Sekundär-Fraktion 109)
kann in einer Art und Weise verarbeitet werden, die ähnlich der
oben beschriebenen für
die Einspeiselösung 1 in 1 ist.
Beim Betrieb des nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisators 125 wird
Wärme zu
der Sekundär-Fraktion 109 überführt, um
Wasser (und niedermolekulare Verunreinigungen, wie zum Beispiel
Formaldehyd und Ameisensäure)
zu verdampfen und einen Overhead-Dampfstrom 127 des nicht-adiabatischen
Verdampfungs-Kristallisators zu bilden. Das N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt fällt aus,
um die Verdampfungs-Kristallisations-Aufschlämmung 126 zu bilden,
die ausgefälltes
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt und gelöstes N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt und
Verunreinigungen enthaltende Sekundär-Mutterlauge umfasst. Die Aufschlämmung 126 wird
dem nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisator 125 entzogen
und in eine Mehrzahl von Fraktionen aufgeteilt, umfassend eine erste
Fraktion 129 und eine zweite Fraktion 131. Die
erste Fraktion 129 wird in eine erste Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtung 133,
vorzugsweise eine Vollmantelzentrifuge, eingebracht, um, wie oben
beschrieben, ein Feuchtkuchen-Produkt 153 der
ersten Fraktion mit einem Feststoffgehalt von ungefähr 70 bis
ungefähr
85 Gew.-% und einen an Feststoffen verarmten Strom 134 (z.
B. Zentrat) zu erzeugen. Der an Feststoffen verarmte Strom 134 wird
typischerweise zu dem nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisator 125 rezykliert.
Zumindest ein Teil des an Feststoffen verarmten Stroms 134 kann jedoch
optional mit dem Feuchtkuchen rückvermischt
werden, wie durch die gestrichelte Linie in 2 gezeigt, um
ein Feuchtkuchen-Produkt 153A der ersten Fraktion von noch
geringerem Feststoffgehalt zu erzeugen. Das Feuchtkuchen-Produkt 153 oder 153A der
ersten Fraktion wird dann vorzugsweise mit dem aus dem adiabatischen
Kristallisator 111 hergestellten Feuchtkuchen-Produkt 119 vermischt,
um das erste Feuchtkuchen-Produkt 121 herzustellen. Es
versteht sich jedoch, dass das Feuchtkuchen-Produkt 153 oder 153A der ersten
Fraktion und das Feuchtkuchen-Produkt 119, ohne zunächst diese
Materialien zu vereinen, einzeln einer Weiterverarbeitung unterworfen
werden können,
um das Feuchtkuchen-Produkt 121 zu
erzeugen. Des weiteren kann zumindest ein Teil des an Feststoffen
verarmten Stroms 134 optional mit dem Feuchtkuchen-Produkt 153 der
ersten Fraktion und dem von dem adiabatischen Kristallisator 111 erzeugten
Feuchtkuchen-Produkt 119 vermischt werden, um das erste
Feuchtkuchen-Produkt 121 zu erzeugen, wie durch die gestrichelte
Linie in 2 gezeigt.
-
Die
zweite Fraktion 131 der Verdampfungs-Produktaufschlämmung wird
optional in ein Hydrozyklon (oder eine Reihe von Hydrozyklonen) 135 eingebracht,
um eine an ausgefälltem
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt
angereicherte konzentrierte zweite Aufschlämmungsfraktion 137 und
einen an Feststoffen verarmten Strom 139 zu bilden. Der
an Feststoffen verarmte Hydrozyklon-Strom 139 wird vorzugsweise
zur weiteren Rückgewinnung
des N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkts zu dem wärmegesteuerten Verdampfungs-Kristallisator 125 rezykliert.
Die konzentrierte zweite Fraktion 137 wird in einen Abtrenn-Einspeisebehälter 141 eingebracht,
der eine zweite Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtung,
vorzugsweise eine Siebtrommelzentrifuge, die in der Lage ist, ein
Feuchtkuchen-Produkt
mit einem relativ hohen Feststoffgehalt (typischerweise von mindestens
ungefähr
85 bis ungefähr
99 Gew.-% Feststoffe) zu erzeugen. Alternativ kann die zweite Fraktion 131 der
Verdampfungs-Produktaufschlämmung
direkt dem Abtrenn-Einspeisebehälter 141 oder
direkt der zweiten Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtung
zugeführt
werden In der in 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsform
wird die konzentrierte zweite Aufschlämmungsfraktion 137 in
eine Reihe von parallel betriebenen Siebtrommelzentrifugen eingebracht.
Auf diese Weise wird die in dem Abtrenn-Einspeisebehälter 141 akkumulierte konzentrierte
Aufschlämmung
in die konzentrierten Aufschlämmungsfraktionen 143A und 143B aufgeteilt,
die in die Siebtrommelzentrifugen 145A bzw. 145B eingebracht
werden. Jede der Siebtrommelzentrifugen erzeugt ein Feuchtkuchen-Produkt 149A bzw. 149B,
die vereint werden, um ein zweites Feuchtkuchen-Produkt 151 zu bilden.
Die Siebtrommelzentrifugen erzeugen weiterhin die Zentrate 147A und 147B,
die weiter an ausgefälltem
Produkt verarmt sind und die zu dem nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisator 125 rezykliert
werden können.
Alternativ kann, falls notwendig, um ein Feuchtkuchen-Produkt von
akzeptabler Reinheit zu erhalten, zumindest ein Teil der Zentrate 147A, 147B und/oder 134 aus
dem Verfahren eliminiert werden. Es versteht sich, dass, wie hierin
beschrieben, in Erwägung
gezogen wird, eine Reihe von Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtungen
parallel zu betreiben, selbst wenn der Batch-Entwässerungszyklus
in einzelnen Vorrichtungen nicht phasengleich wäre.
-
Beim
Betrieb des in 2 gezeigten Produkt-Rückgewinnungssystems
ist zu erwarten, dass die Verunreinigungskonzentration in der in
dem adiabatischen Kristallisationssystem erzeugten Primär-Mutterlauge niedriger
sein wird als die Verunreinigungskonzentration in der in dem nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisatorsystem
erzeugten Sekundär-Mutterlauge,
insbesondere weil das Verhältnis
des Overheads zur Einspeisung für
den nicht-adiabatischen Kristallisator wesentlich größer ist
als das Verhältnis
des Overheads zur Einspeisung für
den adiabatischen Kristallisator. Es ist ebenfalls zu erwarten,
dass das zweite Feuchtkuchen-Produkt 151 aufgrund der niedrigeren
Menge an mitgerissener Mutterlauge typischerweise einen Verunreinigungslevel
aufweist, der die Anforderungen erfüllt und mindestens ungefähr 95 Gew.-%
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt auf Trockenbasis enthält. Das
Feuchtkuchen-Produkt 153 der ersten Fraktion kann jedoch ohne
weitere Behandlung aufgrund der erhöhten Menge an mitgerissener
Mutterlauge von nicht ausreichender Reinheit sein. Durch Vereinigen
des Feuchtkuchen-Produkts 153 der ersten Fraktion mit dem
Feuchtkuchen-Produkt 119 (im Allgemeinen ein Material von
höherer
Reinheit) kann das Gesamtverhältnis
von Verunreinigung zu N-(Phosphonomethyl)glycin akzeptabel gestaltet
werden, auf diese Weise kann eine Weiterbearbeitung ein verkäufliches
Produkt aus diesem Material erzeugen. Eine solche Weiterbearbeitung
kann eine Trocknung beinhalten, um überschüssiges Wasser zu entfernen,
um ein Feuchtkuchen-Produkt zu erzeugen, oder die weitere Zugabe
von basischen Neutralisations-Bestandteilen, um ein geeignetes N-(Phosphonomethyl)glycin-Salz-Produkt
oder eine Formulierung von geeigneter Reinheit zu erzeugen. So kann
zum Beispiel das N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt
in dem ersten Feuchtkuchen-Produkt 121 oder individuell
in dem Feuchtkuchen-Produkt 153 der ersten Fraktion und
dem Feuchtkuchen-Produkt 119 mit einer Base oder Basen
in herkömmlicher
Weise neutralisiert werden, um ein agronomisch akzeptables Salz
von N-(Phosphonomethyl)glycin herzustellen, wie es üblicherweise
in Glyphosat-Herbizid- Formulierungen
verwendet wird. Beispiele agronomisch akzeptabler Salze von N-(Phosphonomethyl)glycin
enthalten eine Kation, ausgewählt
aus Alkalimetallkationen (z. B. Kalium- und Natriumionen), dem Ammoniumion,
dem Isopropylammoniumion, dem Tetraalkylammoniumion, dem Trialkylsulfoniumion,
protonierten primären
Aminen, protonierten sekundären Aminen
und protonierten tertiären
Aminen. Auf diese Weise kann die in 2 gezeigte
Ausführungsform schnell
mindestens zwei unterschiedliche Produkte von akzeptabler Reinheit
erzeugen, das zweite Feuchtkuchen-Produkt 151 und ein Produkt,
das aus der Weiterverarbeitung des ersten Feuchtkuchen-Produkts 121 resultiert,
und eine insgesamt verbesserte Prozessflexibilität zur Verfügung stellen.
-
Obwohl
gefunden wurde, dass die in 2 gezeigte
Ausführungsform,
die zwei oder mehr semi-parallel betriebene Kristallisationsvorgänge verwendet,
abhängig
von den Eingangs-Verunreinigungsleveln
in der Oxidationsreaktionslösung 105 oder
der Fraktion des von dem nicht-adiabatischen
Kristallisator erzeugten zweiten Feuchtkuchen-Produkts 151,
vorteilhaft zur Herstellung einer Mehrzahl von akzeptablen Feuchtkuchen-Produkten
ist, kann es bzgl. der herzustellenden Menge des zweiten Feuchtkuchen-Produkts 151 mit
akzeptabler Reinheit eine Grenze geben. In manchen Fällen kann
ein herkömmliches
Waschen des zweiten Feuchtkuchen-Produkts 151 angewendet
werden, um Verunreinigungskonzentrationen zu verringern und die Menge
an erzeugtem akzeptablem Material 151 zu erhöhen. In
manchen unten beschriebenen Fällen
gibt es jedoch bzgl. des Umfangs des anzuwendenden Waschen des Kuchens
praktische Grenzen.
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Wenn
sich die relative Ausbeute des zweiten Feuchtkuchen-Produkts erhöht, neigen
die Verunreinigungen dazu, sich bis zu einem Punkt in der Sekundär-Mutterlauge
des nicht-adiabatischen Kristallisatorsystems anzusammeln, an dem
die Konzentrationen ausreichend hoch sind, um die Waschwirkung wesentlich
zu untergraben. Erhöhte
Verunreinigungskonzentrationen neigen dazu, die Kristallgröße so zu
vermindern, dass nachfolgende Entwässerungsvorgänge gehindert
werden und signifikante Mengen an Verunreinigungen enthaltender
Flüssigkeit
werden in dem zweiten Feuchtkuchen-Produkt 151 weiter mitgeführt. Des
weiteren wird angenommen, dass bei höheren Konzentrationen einige
dieser Verunreinigungen in die Produktkristalle eingebaut werden
können,
was die Wirksamkeit des Waschens des Kuchens vermindert. Diese „festphasen-okkludierten
Verunreinigungen" oder
andere schwierig zu entfernenden Verunreinigungen in dem zweiten Feuchtkuchen-Produkt 151 können ein
umfangreiches Waschen der Kristalle oder andere drastische Maßnahmen,
wie zum Beispiel Wiederaufschlämmen
mit Wasser oder Rekristallisation erforderlich machen, um typische
Produktreinheitsvoraussetzungen zu erfüllen. Diese Waschungen werden
normalerweise zu dem Verdampfungs-Kristallisator 125 rezykliert,
um den Verlust an löslichem
Produkt zu minimieren. Unglücklicherweise
rezyklieren die gewaschenen Verunreinigungen ebenfalls und konzentrieren
sich in dem Verdampfungs-Kristallisator, was das Verunreinigungs-Okklusions-Problem in der festen
Phase verschlimmert, und sie können
auch korrosive Bestandteile anreichern, was Materialien mit Bedenken
hinsichtlich der Konstruktion verursacht, und was letztendlich zu
Zentratauslauf (z. B. 147A, 147B und/oder 134)
führt.
Die nicht in dem Zentrat getilgten Verunreinigungen landen in dem
zweiten Feuchtkuchen-Produkt 151, was in einer unausgeglichenen Verunreinigungsumverteilung
für diesen
Teil des Produkts resultiert. Auf jeden Fall wird es, wenn die Menge
des Waschwassers ansteigt, unmöglich
und unerschwinglich, die rezyklierten Waschungen in dem Verdampfungs-Kristallisator
zu verdampfen, auch können
diese Waschungen nicht zu anderen Vorgängen in dem Verfahren zurückgeführt oder
aus dem Verfahren getilgt werden, ohne andere Bedenken in Bezug
auf Produktreinheit und Gesamtverfahrenswirksamkeit aufzuwerfen.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wurde entdeckt, dass die oben beschriebenen
Einschränkungen überwunden
werden, eine verbesserte Verfahrenswirksamkeit erzielt und ein besseres
Verunreinigungsmanagement erreicht werden können, wenn die hergestellten
Feuchtkuchen-Produkte das Resultat des Mischens von Material von
einem der Kristallisationsvorgänge
mit Material des anderen Kristallisationsvorganges ist, und vorzugsweise,
wenn Material von dem adiabatischen Kristallisatorsystem in das
nicht-adiabatische Kristallisatorsystem überführt wird. Diese verbesserte
Verfahrenswirksamkeit ist insbesondere nützlich, wenn höhere Anteile
der Gesamtproduktion auf die Produktion des zweiten Feuchtkuchen-Produkt 151 gerichtet
werden. Insbesondere wurde gefunden, dass Verunreinigungen innerhalb
der durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erzeugten Feuchtkuchen-Produkte
unterhalb gewünschter Level
gehalten werden können
durch: (i) Nettoübertragung
von in den ersten (d. h., Primär-)
und/oder zweiten (d. h., Sekundär-)Mutterlaugen-Fraktionen
enthaltenen Verunreinigungen zu dem anderen der ersten (d. h., adiabatischen)
oder zweiten (d. h., nicht-adiabatische Verdampfungs-)Kristallisationsvorgänge; (ii)
Nettoübertragung
von in den ersten und/oder zweiten Mutterlaugen-Fraktionen enthaltenen Verunreinigungen
zu dem anderen der ersten und zweiten, dem anderen der ersten und
zweiten Kristallisationsvorgänge
zugehörigen Flüssigkeit/Feststoffe-Trennschritte;
(iii) Nettoübertragung
des Feuchtkuchen-Produkts mit relativ geringem Verunreinigungsgehalt,
wie es aus einem der ersten und zweiten Flüssigkeit/Feststoffe-Trennschritte
erhalten wurde, zu dem anderen der ersten und zweiten Kristallisationsvorgänge; (iv)
Nettoübertragung
des Feuchtkuchen-Produkts mit relativ geringem Verunreinigungsgehalt,
wie es aus einem der ersten und zweiten Flüssigkeit/Feststoffe-Trennschritte
erhalten wurde, zu dem anderen der ersten und zweiten, dem anderen
der ersten und zweiten Kristallisationsvorgänge zugehörigen Flüssigkeit/Feststoffe-Trennschritte; (v)
Nettoübertragung von
Produktaufschlämmung
oder Magma mit relativ niedrigem Verunreinigungsgehalt, wie sie/es
in einem der ersten und zweiten Kristallisationsvorgänge erhalten
wurde, zu dem anderen der ersten und zweiten Kristallisationsvorgänge; (vi)
Nettoübertragung
von Produktaufschlämmung
oder Magma mit relativ niedrigem Verunreinigungsgehalt, wie sie/es
in einem der ersten und zweiten Kristallisationsvorgänge erhalten
wurde, zu dem anderen der ersten und zweiten, dem anderen der ersten
und zweiten Kristallisationsvorgänge
zugehörigen Flüssigkeit/Feststoffe-Trennschritte;
oder irgend eine Kombination von (i), (ii), (iii), (iv), (v) und/oder
(vi).
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zur Herstellung und Wiedergewinnung
zweier Feuchtkuchen-Produkte, umfassend N-(Phosphonomethyl)glycin aus einer Oxidationsreaktionslösung, umfassend
gelöstes
N- (Phosphonomethyl)glycin-Produkt
und Verunreinigungen ist in der 3 gezeigt. Ähnlich dem
in 2 gezeigten und beschriebenen Verfahren verwendet
das Produkt-Rückgewinnungssystem
von 3 eine Kombination eines adiabatischen Kristallisationssystems
und eines nicht-adiabatischen, wärmegesteuerten
Verdampfungs-Kristallisationssystems, die semi-parallel betrieben
werden. Gemäß dieser
Ausführungsform
wird die Verunreinigungsverteilung unter den kristallinen N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen-Produkten
jedoch gesteuert durch Nettoübertragung
der Primär-Produktaufschlämmung oder
des Magmas aus dem adiabatischen Kristallisationssystem und Vereinigen
desselben mit in der Sekundär-Fraktion
der Oxidationsreaktionslösung
enthaltenem N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt.
Insbesondere wird in der in 3 gezeigten
Ausführungsform
die Verunreinigungsverteilung unter den kristallinen N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen-Produkten gesteuert
durch Nettoübertragung
von Primär-Produktaufschlämmung zu
der Sekundär-Produktaufschlämmung oder
dem Magma des Verdampfungs-Kristallisators.
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Viele
der unterschiedlichen, in 3 gezeigten
Ströme
verlaufen analog denen, die oben in Bezug auf 2 beschrieben
wurden. Bezug nehmend nun auf 3 wird ein
wässriger
Einspeisestrom 101, umfassend ein N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substrat
zusammen mit Sauerstoff in ein Oxidationsreaktorsystem 103 eingebracht,
umfassend eine oder mehrere Oxidationszonen, worin das N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substrat
in Gegenwart eines Katalysators oxidativ gespalten wird, um eine
Oxidationsreaktionslösung 105 zu
bilden. Die von dem Reaktorsystem 103 abgezogene Oxidationsreaktionslösung 105 wird
dann in eine Mehrzahl von Fraktionen aufgeteilt und ein Teil 107 (d.
h., eine Primär-Fraktion
der Oxidationsreaktionslösung) wird
in einen adiabatischen Kristallisator 111 eingebracht,
um eine Primär-Produktaufschlämmung 113 zu
erzeugen, umfassend ausgefällte
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle und Primär-Mutterlauge. Ein
anderer Teil 109 (d. h., eine Sekundär-Fraktion der Oxidationsreaktionslösung) wird
in einen nicht-adiabatischen wärmegesteuerten
Verdampfungs-Kristallisator 125 eingebracht, um eine Verdampfungs-Kristallisationsaufschlämmung 126 (d.
h., eine Sekundär-Produktaufschlämmung) zu
erzeugen, umfassend ausgefällte N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle
und Sekundär-Mutterlauge.
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Der
Betrieb des adiabatischen Kristallisators 111 erzeugt Dampf 115 (d.
h., den adiabatischen Kristallisator-Overhead), der aus dem oberen
Ende des Kristallisators ausgestoßen wird, einen Dekantat (d.
h., Primär-Mutterlauge)-Strom 112,
der dem Kristallisator entnommen wurde, und eine vom Boden des Kristallisators entfernte
und ausgefälltes
kristallines N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt und Primär-Mutterlauge enthaltende Primär-Kristallisations-Produktaufschlämmung 113.
Vorzugsweise wird zumindest ein Teil (und mehr vorzugsweise alles)
des adiabatischen Kristallisations-Overheads 115 und/oder
des dem adiabatischen Kristallisator 111 entnommenen Dekantats 112 zu
dem Oxidationsreaktorsystem 103 rezykliert.
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Die
Primär-Kristallisations-Produktaufschlämmung 113 wird
in zwei Teile 113A und 113B aufgeteilt. Teil 113B wird
in eine Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtung 117,
vorzugsweise eine Siebtrommelzentrifuge oder eine Reihe von Siebtrommelzentrifugen,
eingebracht, um ein Feuchtkuchen-Produkt 119 und einen
an Feststoffen verarmten Strom 123 (z. B. Zentrat) zu erzeugen.
Zumindest ein Teil des an Feststoffen verarmten Stroms 123 kann
zu dem adiabatischen Kristallisator 111 rezykliert werden
und/oder kann optional zu dem Oxidationsreaktorsystem 103 rezykliert
werden, wie durch die gestrichelte Linie in 3 gezeigt.
Vorzugsweise weist das Feuchtkuchen-Produkt 119, wie oben
beschrieben, einen Feststoffgehalt von ungefähr 90 bis ungefähr 99 Gew.-%
auf. Der Teil 113B wird, wie unten beschrieben, in den
Abtrenn-Einspeisebehälter 141 überführt.
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Beim
Betrieb des nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisators 125 wird
Wärme auf
die Sekundär-Fraktion 109 übertragen,
um Wasser (und niedermolekulare Verunreinigungen wie zum Beispiel
Formaldehyd und Ameisensäure)
zu verdampfen und einen nicht-adiabatischen Kristallisator-Overhead-Strom 127 zu bilden.
Das N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt fällt aus, um eine Verdampfungs-Kristallisations-Aufschlämmung 126 zu
erzeugen, umfassend ausgefälltes
kristallines N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt und Sekundär-Mutterlauge.
Die Aufschlämmung 126 wird
von dem nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisator 125 abgezogen
und in eine Mehrzahl von Fraktionen aufgeteilt, umfassend eine erste
Fraktion 129 und eine zweite Fraktion 131. Die
erste Fraktion 129 wird in eine erste Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtung 133,
vorzugsweise eine Vollmantelzentrifuge, eingebracht, um, wie oben
beschrieben, ein Feuchtkuchen-Produkt 153 der ersten Fraktion
mit einem Feststoffgehalt von ungefähr 70 bis ungefähr 85 Gew.-%
und einen an Feststoffen verarmten Strom 134 (z. B. Zentrat)
zu erzeugen. Der an Feststoffen verarmte Strom 134 wird
typischerweise zu dem nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisator 125 rezykliert.
Zumindest ein Teil des an Feststoffen verarmten Stroms 134 kann
jedoch, wie durch die gestrichelte Linie in 3 gezeigt,
optional mit dem Feuchtkuchen rückvermischt
werden, um ein Feuchtkuchen-Produkt 153A der
ersten Fraktion von noch niedrigerem Feststoffgehalt zu erzeugen.
Das Feuchtkuchen-Produkt 153 oder 153A der ersten
Fraktion wird dann vorzugsweise mit dem von dem oben beschriebenen
adiabatischen Kristallisator 111 erzeugten Feuchtkuchen-Produkt 119 vermischt,
um das erste Feuchtkuchen-Produkt 121 zu erzeugen.
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Die
zweite Fraktion 131 der Verdampfungs-Produktaufschlämmung wird
optional in ein Hydrozyklon (oder eine Reihe von Hydrozyklonen) 135 eingebracht,
um eine an ausgefälltem
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt
angereicherte konzentrierte zweite Aufschlämmungsfraktion 137 und
einen an Feststoffen verarmten Strom 139 zu bilden. Der
an Feststoffen verarmte Hydrozyklon-Strom 139 wird vorzugsweise
zur weiteren Rückgewinnung
des N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkts zu dem wärmegesteuerten Verdampfungs-Kristallisator 125 rezykliert.
Die konzentrierte zweite Fraktion 137 wird in einen Abtrenn-Einspeisebehälter 141 eingebracht
und mit dem Teil 113B der Primär-Produktaufschlämmung vereinigt,
um eine Sekundär-Fraktions-Produktmischung 143 zu
bilden. Die Sekundär-Fraktions-Produktmischung 143 wird
einer Flüssigkeit/Feststoff-Trennvorrichtung,
vorzugsweise einer Siebtrommelzentrifuge, zugeführt, die in der Lage ist, ein wetcake-Produkt
mit einem relativ hohen Feststoffgehalt (typischerweise von mindestens
ungefähr
85 bis ungefähr
99 Gew.-% Feststoff) zu erzeugen. Alternativ kann die zweite Fraktion 131 der Verdampfungs-Produktaufschlämmung direkt
dem Abtrenn-Einspeisebehälter 141 zugeführt werden,
oder es können
sowohl die zweite Fraktion 131 der Verdampfungs-Produktaufschlämmung als
auch der Teil 113B der Primär-Produktaufschlämmung direkt
der Flüssigkeit/Feststoff-Trennvorrichtung
zugeführt
werden. In der in 3 gezeigten bevorzugten Ausführungsform
wird die Sekundär-Fraktions-Produktmischung 143 in
eine Reihe von parallel betriebenen Siebtrommelzentrifugen eingebracht.
Auf diese Weise wird die Sekundär-Fraktions-Produktmischung 143 aus
dem Abtrenn-Einspeisebehälter 141 in
die Produktmischungs-Fraktionen 143A und 143B aufgeteilt,
die in die Siebtrommelzentrifugen 145A bzw. 145B eingebracht
werden. Jede der Siebtrommelzentrifugen erzeugt ein Feuchtkuchen-Produkt 149A und 149B,
die vereint werden, um das zweite Feuchtkuchen-Produkt 151 zu bilden. Die
Siebtrommelzentrifugen erzeugen weiterhin die Zentrate 147A und 147B,
die weiter an ausgefälltem
Produkt verarmt sind und die zu dem nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisator 125 rezykliert
werden können.
Alternativ kann, falls notwendig, um ein Feuchtkuchen-Produkt von akzeptabler Reinheit
zu erhalten, zumindest ein Teil der Zentrate 147A, 147B und/oder 134 aus
dem Verfahren getilgt werden.
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Der
Betrieb der in 3 gezeigten Ausführungsform
ist insbesondere nützlich,
um die durch den Betrieb des in 2 gezeigten
Systems aufgegebenen Beschränkungen
bzgl. der Herstellung des zweiten Feuchtkuchen-Produkts 151 (relativ
zur Gesamtherstellung des Systems) zu lösen, wenn das Waschen des Kuchens
des zweiten Feuchtkuchen-Produkts 151 unmöglich wird.
Die Verunreinigungen der festen und flüssigen Phase in dem Teil 113B der
Primär-Produktaufschlämmung 113 sind
bedeutend niedriger als die in der konzentrierten zweiten Aufschlämmungsfraktion 137.
Die Mischung dieser Ströme
in 143 über
einem bestimmten Verhältnis
verringert den durchschnittlichen Verunreinigungslevel in der festen
und/oder flüssigen
Phase, was eine Erniedrigung und letztendliche Eliminierung der
Wasserwäsche
des zweiten Feuchtkuchen-Produkts 151 ermöglicht.
Das resultierende zweite Feuchtkuchen-Produkt 151 kann
eine größere Menge
an Verunreinigungen aus dem Verdampfungs-Kristallisator als sonst
transportieren, was in einem besseren Ausgleich von Verunreinigungen
zwischen den Feuchtkuchen-Produkten 121 und 151 resultiert.
Dies tritt trotz der teilweisen Verdünnung von Verunreinigungen
in der flüssigen
Phase in der zweiten Produktfraktions-Mischung 143 aufgrund
des niedrigeren Verunreinigungsgehalts im Teil 113B des
Primär-Produktaufschlämmung 113 auf.
Im typischen Betrieb werden vorteilhafte Ergebnisse erzielt, wenn
von ungefähr
10 bis ungefähr
30 Gew.-% der Primär-Produktaufschlämmung 113 zu
der Sekundär-Fraktions-Produktmischung 143 übertragen
werden. Es versteht sich jedoch, dass das exakte Verhältnis beträchtlich
variieren kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen,
und dass es, wie die Fachleute wissen, abhängig ist von einer Vielzahl
von Parametern, einschließlich
der Zusammensetzung der Sekundär-Produktaufschlämmung 126 aus
dem Verdampfungs-Kristallisator.
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Andere
bevorzugte Ausführungsformen
zur Herstellung und Rückgewinnung
zweier Feuchtkuchen-Produkte, umfassend N-(Phosphonomethyl)glycin,
aus einer Oxidationsreaktionslösung,
umfassend gelöstes
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt und Verunreinigungen, sind in
den 4–6 gezeigt. Ähnlich den
in den 2 und 3 gezeigten und beschriebenen
Verfahren verwenden die Produkt-Rückgewinnungssysteme dieser
zusätzlichen
Ausführungsformen
eine Kombination eines adiabatischen Kristallisatorsystems und eines
nicht-adiabatischen,
wärmegesteuerten
Verdampfungs-Kristallisators, die semi-parallel betrieben werden.
Demzufolge sind viele der in den 4–6 gezeigten
unterschiedlichen Ströme
analog zu denen, die oben in Bezug auf die 2 und 3 beschrieben
sind.
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Die
in 4 dargestellte Verfahrens-Ausführungsform ist eine Abwandlung
des in 3 beschriebenen Verfahrens, in dem die Verunreinigungsverteilung
unter den kristallinen N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen-Produkten
in gleicher Weise gesteuert wird durch Nettoübertragung von Primär-Produktaufschlämmung oder
Magma von dem adiabatischen Kristallisatorsystem und Vereinigen
desselben mit N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt, das in der Sekundär-Fraktion
der Oxidationsreaktionslösung
enthalten ist. In dem in 4 gezeigten Verfahren wird die
Verunreinigungsverteilung zwischen den kristallinen N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen-Produkten
jedoch durch Nettoübertragung
der Primär-Produktaufschlämmung oder des
Magmas von dem adiabatischen Kristallisatorsystem zu dem Verdampfungs-Kristallisator
gesteuert.
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Bezug
nehmend nunmehr auf 4 wird ein wässriger Einspeisestrom 101,
umfassend ein N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substrat, zusammen mit
Sauerstoff in ein Oxidationsreaktionssystem 103 eingebracht,
umfassend eine oder mehrere Oxidationszone(n), in dem das N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substrat
in Gegenwart eines Katalysators oxidativ gespalten wird, um eine
Oxidationsreaktionslösung 105 zu
bilden. Die von dem Reaktionssystem 103 abgezogene Oxidationsreaktionslösung 105 wird
dann in eine Mehrzahl von Fraktionen aufgeteilt und ein Teil 107 (d.
h., eine Primär-Fraktion
der Oxidationsreaktionslösung) wird
in einen adiabatischen Kristallisator 111 eingebracht,
um eine Primär-Produktaufschlämmung 113 zu
bilden, umfassend ausgefällte
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle und Primär-Mutterlauge.
Ein anderer Teil 109 (d. h., eine Sekundär-Fraktion
der Oxidationsreaktionslösung)
wird in einen nicht-adiabatischen, wärmegesteuerten Verdampfungs-Kristallisator 125 eingebracht,
um eine Verdampfungs-Kristallisationsaufschlämmung 126 (d.
h., eine Sekundär-Produktaufschlämmung) zu
erzeugen, umfassend ausgefällte N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle
und Sekundär-Mutterlauge.
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Der
Betrieb des adiabatischen Kristallisators 111 erzeugt Dampf 115 (d.
h., den adiabatischen Kristallisator-Overhead) der aus dem oberen
Ende des Kristallisators ausgestoßen wird, einen Dekantat (d.
h., Primärmutterlaugen)-Strom 112,
der dem Kristallisator entzogen wird, und eine vom Boden des Kristallisators
entfernte und ausgefälltes
kristallines N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt und Primär-Mutterlauge enthaltende Primär-Kristallisations-Produkt-Aufschlämmung 113.
Vorzugsweise wird zumindest ein Teil (und mehr vorzugsweise alles)
des adiabatischen Kristallisations-Overheads 115 und/oder
des dem adiabatischen Kristallisator 111 entzogenen Dekantats 112 und
zu dem Oxidationsreaktorsystem 103 rezykliert.
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Die
Primär-Kristallisations-Produktaufschlämmung 113 wird
in zwei Teile 113A und 113B aufgeteilt. Teil 113B wird
in eine Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtung 117,
vorzugsweise eine Siebtrommelzentrifuge oder eine Reihe von Siebtrommelzentrifugen,
eingebracht, um ein Feuchtkuchen-Produkt 119 und einen
an Feststoffen verarmten Strom 123 (z. B. Zentrat) zu erzeugen.
Zumindest ein Teil des an Feststoffen veramten Stroms 123 kann
zu dem adiabatischen Kristallisator 111 rezykliert werden
und/oder kann optional zu dem Oxidationsreaktorsystem 103 rezykliert
werden, wie durch die gestrichelte Linie in 4 gezeigt.
Vorzugsweise weist das Feuchtkuchen-Produkt 119, wie oben
beschrieben, einen Feststoffgehalt von ungefähr 90 bis ungefähr 99 Gew.-%
auf.
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Teil 113B der
Primär-Produktaufschlämmung 113 wird
mit der Sekundär-Fraktion 109 der
Oxidationsreaktionslösung
vereinigt, um eine Verdampfungs-Kristallisator-Einspeisemischung
zu bilden, die zu dem Verdampfungs-Kristallisator 125 zur
Ausfällung
von kristallinem N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt überführt wird.
Obwohl nicht notwendig oder wichtig für die vorliegende Erfindung,
wird erwogen, dass Teil 113B direkt in den Verdampfungs-Kristallisator 125 eingebracht
oder mit der Sekundär-Fraktion 109 vorgemischt
werden kann, zum Beispiel in einem Sammeltank (nicht gezeigt). In
jedem Fall wird Wärme
auf die resultierenden Verdampfungs-Kristallisator-Einspeisemischung in
dem nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisator 125 übertragen,
um Wasser (und niedermolekulare Verunreinigungen, wie zum Beispiel
Formaldehyd oder Ameisensäure)
zu verdampfen, und einen nicht-adiabatischen Kristallisator-Overhead-Dampfstrom 127 zu
bilden. Das N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt fällt aus, um eine Verdampfungs-Kristallisations-Aufschlämmung 126 zu
bilden, umfassend ausgefälltes
kristallines N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt
und Sekundär-Mutterlauge.
Die Aufschlämmung 126 wird
von dem nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisator 125 abgezogen und
in eine Mehrzahl von Fraktionen aufgeteilt, umfassend eine erste
Fraktion 129 und eine zweite Fraktion 131. Die
erste Fraktion 119 wird in eine erste Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtung 133 eingebracht,
vorzugsweise eine Vollmantelzentrifuge, um ein Feuchtkuchen-Produkt 153 der
ersten Fraktion mit einem Feststoffgehalt von ungefähr 70 bis
ungefähr
85 Gew.-%, wie oben beschrieben, und einen an Feststoffen verarmten
Strom 134 (z. B. Zentrat) herzustellen. Der an Feststoffen
verarmte Strom 134 wird typischerweise zu dem nicht-adiabatischen
Verdampfungs-Kristallisator 125 rezykliert. Zumindest ein
Teil des an Feststoffen verarmten Stroms 134 kann jedoch
optional mit dem Feuchtkuchen rückvermischt
werden, wie in 4 durch die gestrichelte Linie
gezeigt, um ein Feuchtkuchen-Produkt 153A der ersten Fraktion
mit noch niedrigerem Feststoffgehalt zu erzeugen. Das Feuchtkuchen-Produkt 153 oder 153A der
ersten Fraktion wird dann vorzugsweise mit dem von dem oben beschriebenen
adiabatischen Kristallisator 111 hergestellten Feuchtkuchen-Produkt 199 vermischt,
um das erste Feuchtkuchen-Produkt 121 herzustellen.
-
Die
zweite Fraktion 131 der Verdampfungs-Produktaufschlämmung wird
optional in ein Hydrozyklon (oder eine Reihe von Hydrozyklonen) 135 eingebracht,
um eine konzentrierte zweite, an ausgefälltem N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt
angereicherte Aufschlämmungs-Fraktion 137 und
einen an Feststoffen verarmten Strom 139 zu bilden. Der
an Feststoffen verarmte Hydrozyklon-Strom 139 wird vorzugsweise
zu dem wärmegesteuerten
Verdampfungs-Kristallisator 125 zur weiteren Rückgewinnung
des N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkts rezykliert. Die konzentrierte
zweite Fraktion 137 wird in einen Abtrenn-Einspeisebehälter 141 eingebracht,
der eine zweite Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtung,
vorzugsweise eine Siebtrommelzentrifuge, speist, die in der Lage
ist, ein Feuchtkuchen-Produkt mit einem relativ hohen Feststoffgehalt
(typischerweise von mindestens ungefähr 85 bis ungefähr 99 Gew.-%
Feststoffe) zu erzeugen. Alternativ kann die zweite Fraktion 131 der
Verdampfungs-Produktaufschlämmung
direkt in den Abtrenn-Einspeisebehälter 141 oder direkt
in die zweite Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtung
eingespeist werden. In der in 4 gezeigten
bevorzugten Ausführungsform
wird die konzentrierte zweite Aufschlämmungs-Fraktion 137 in
eine Reihe von Siebtrommelzentrifugen eingebracht, die parallel
betrieben werden. So wird die in dem Abtrenn-Einspeisebehälter 141 akkumulierte
konzentrierte Aufschlämmung
in die konzentrierten Aufschlämmungs-Fraktionen 143A und 143B aufgeteilt,
die in die Siebtrommelzentrifugen 149A bzw. 149B eingebracht
werden. Die Siebtrommelzentrifugen erzeugen jeweils Feuchtkuchen-Produkte 149A und 149B,
die vereinigt werden, um das zweite Feuchtkuchen-Produkt 151 zu
bilden. Die Siebtrommelzentrifugen erzeugen weiterhin die Zentrate 147A und 147B,
die weiter an ausgefälltem
Produkt verarmt sind und zu dem nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisator 125 rezykliert
werden können.
Alternativ kann, falls notwendig, um ein Feuchtkuchen-Produkt von
akzeptabler Reinheit zu erhalten, zumindest ein Teil der Zentrate 147A, 147B und/oder 134 aus
dem Verfahren eliminiert werden.
-
Ohne
an eine spezielle Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass
die Übertragung
des Teils 113B der Primär-Produktaufschlämmung 113 zu
dem Verdampfungs-Kristallisator die Ausfällung von N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristallen
aus der Sekundär-Fraktion 109 der
Oxidationsreaktionslösung
positiv beeinflusst, so dass weniger Verunreinigungen und eine bessere
Kristallgrößenverteilung
erhalten werden können.
Insbesondere enthält
der Teil 113B der adiabatischen Primär-Produktaufschlämmung typischerweise große Produkt-Kristalle
von hoher Reinheit. Auf diese Weise kann die Übertragung des Teils 113B zu
dem Verdampfungs-Kristallisator den Kristallisator wirkungsvoll „impfen", um das Kristallwachstum
zu fördern.
so dass weniger Verunreinigungen in der Kristallstruktur eingebaut
sind. In jedem Fall ist dem Fachmann klar, dass jedes Kristallwachstum,
das die relativ reinen Kristalle aus dem Teil 113B berücksichtigt,
das Gesamtreinheitsprofil der aus dem Verdampfungskristallisations-Arbeitsvorgang
hergestellten Produkt-Aufschlämmung
erhöhen
wird.
-
In
der Praxis kann der Anteil der zu dem nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisator 125 übertragenen
Primär-Produktaufschlämmung 113 beträchtlich
variieren, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung und der erhaltenen
vorteilhaften Ergebnisse abzuweichen.
-
Eine
andere bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zur Herstellung und Rückgewinnung zweier Feuchtkuchen-Produkte,
umfassend N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt, aus einer Oxidationsreaktionslösung, umfassend
gelöstes
N-(Phosphonomethyl)glycin und Verunreinigungen, ist in 5 gezeigt. Gemäß dieser
weiteren Ausführungsform
wird die Verunreinigungsverteilung zwischen den kristallinen N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen-Produkten gesteuert
durch Nettoübertragung
der in dem ersten Feuchtkuchen-Produkt enthaltenen N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle
von dem adiabatischen Kristallisatorsystem und Vereinigen der Kristalle
mit in der Sekundär-Fraktion
der Oxidationsreaktionslösung enthaltenem
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt.
Insbesondere wird in der in 5 gezeigten
Ausführungsform
die Verunreinigungsverteilung zwischen den kristallinen N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen-Produkten gesteuert
durch Nettoübertragung
von N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristallen von dem ersten Feuchtkuchen-Produkt
zu der Sekundär-Produktaufschlämmung oder
dem Magma des Verdampfungs-Kristallisators.
-
Bezug
nehmend nunmehr auf 5 wird ein wässriger Einspeisestrom 101,
umfassend ein N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substrat, zusammen mit
Sauerstoff in ein Oxidationsreaktionssystem 103 eingebracht,
umfassend eine oder eine Mehrzahl von Oxidationszone(n), worin das
N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substrat
in Gegenwart eines Katalysators oxidativ gespalten wird, um eine
Oxidationsreaktionslösung 105 zu
bilden. Die von dem Reaktionssystem 103 abgezogene Oxidationsreaktionslösung 105 wird
dann in eine Mehrzahl von Fraktionen aufgeteilt und ein Teil 107 (d.
h., eine Primär-Fraktion
der Oxidationsreaktionslösung)
wird in einen adiabatischen Kristallisator 111 eingebracht,
um eine Primär-Produktaufschlämmung 113 zu
bilden, umfassend ausgefällte
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle und Primär-Mutterlauge. Ein
anderer Teil 109 (d. h., eine Sekundär-Fraktion der Oxidationsreaktionslösung) wird
in einen nicht-adiabatischen, wärmegesteuerten
Verdampfungs-Kristallisator 125 eingebracht, um eine Verdampfungs-Kristallisationsaufschlämmung 126 (d.
h., eine Sekundär-Produktaufschlämmung) zu
erzeugen, umfassend ausgefällte N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle
und Sekundär-Mutterlauge.
-
Der
Betrieb des adiabatischen Kristallisators 111 erzeugt Dampf 115 (d.
h., den adiabatischen Kristallisator-Overhead) der aus dem oberen
Ende des Kristallisators ausgestoßen wird, einen Dekantat (d.
h., Primär-Mutterlaugen)-Strom 112,
der dem Kristallisator entzogen wurde, und eine vom Boden des Kristallisators entfernte
und ausgefälltes
kristallines N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt und Primär-Mutterlauge enthaltende Primär-Kristallisations-Produkt-Aufschlämmung 113.
Vorzugsweise wird zumindest ein Teil (und mehr vorzugsweise alles)
des adiabatischen Kristallisations-Overheads 115 und/oder
des dem adiabatischen Kristallisator 111 entzogenen Dekantats 112 zu
dem Oxidationsreaktorsystem 103 rezykliert.
-
Die
Primär-Kristallisations-Produktaufschlämmung 113,
umfassend vom Boden des Kristallisators entferntes ausgefälltes kristallines
(Phosphonomethyl)glycin-Produkt und Primär-Mutterlauge, wird in eine Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtung 117,
vorzugsweise eine Siebtrommelzentrifuge oder eine Reihe von Siebtrommelzentrifugen,
eingebracht, um ein erstes Feuchtkuchen-Produkt 119 und
einen an Feststoffen verarmten Strom 123 (z. B. Zentrat)
zu erzeugen. Zumindest ein Teil des an Feststoffen verarmten Stroms 123 kann zu
dem adiabatischen Kristallisator 111 rezykliert werden
und/oder kann optional zu dem Oxidationsreaktorsystem 103 rezykliert
werden, wie durch die gestrichelte Linie in 5 gezeigt.
Vorzugsweise weist das Primär-Feuchtkuchen-Produkt 119,
wie oben beschrieben, einen Feststoffgehalt von ungefähr 90 bis
ungefähr
99 Gew.-% auf. Wie unten weiter beschrieben, wird zumindest ein
Teil 119B des Primär-Feuchtkuchens 119 zur Vermischung
mit der in dem Verdampfungs-Kristallisations-Arbeitsschritt hergestellten
Produkt-Aufschlämmung der
zweiten Fraktion zu dem Abtrenn-Einspeisebehälter 141 übertragen.
Vorzugsweise wird ein anderer Teil 119A des Primär-Feuchtkuchens 119 zur
Einlagerung in das erste Feuchtkuchen-Produkt 121 zurückbehalten.
-
Beim
Betrieb des nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisators wird
Wärme zu
der Sekundär-Fraktion 109 überführt, um
Wasser (und niedermolekulare Verunreinigungen, wie zum Beispiel
Formaldehyd und Ameisensäure)
zu verdampfen und einen nicht-adiabatischen Kristallisator-Overhead-Dampfstrom 127 zu
bilden. Das N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt fällt aus, um eine Verdampfungs-Kristallisator-Aufschlämmung 126 zu
bilden, umfassend ausgefälltes
N-(Phosphonomethyl)glycin
und Sekundär-Mutterlauge. Die
Aufschlämmung 126 wird
dem nicht-adiabatischen
Verdampfungs-Kristallisator 125 entzogen und in eine Mehrzahl
von Fraktionen aufgeteilt, umfassend eine erste Fraktion 129 und
eine zweite Fraktion 131. Die erste Fraktion 129 wird
in eine erste Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtung 133,
vorzugsweise eine Vollmantelzentrifuge, eingebracht, um, wie oben
beschrieben, ein Feuchtkuchen-Produkt 153 der ersten Fraktion
mit einem Feststoffgehalt von ungefähr 70 bis ungefähr 85 Gew.-%
und einen an Feststoffen verarmten Strom 134 (z. B. Zentrat)
zu erzeugen. Der an Feststoffen verarmte Strom 134 wird
typischerweise zu dem nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisator 125 rezykliert.
Zumindest ein Teil des an Feststoffen verarmten Stroms 134 kann jedoch
optional mit dem Feuchtkuchen rückvermischt
werden, wie durch die gestrichelte Linie in 5 gezeigt, um
ein Feuchtkuchen-Produkt 153A der ersten Fraktion von noch
geringerem Feststoffgehalt zu erzeugen. Das Feuchtkuchen-Produkt 153 oder 153A der
ersten Fraktion wird dann vorzugsweise mit dem von dem adiabatischen
Kristallisator 111 hergestellten Teil 119A des
Feuchtkuchen-Produkts 119 vermischt, um das erste Feuchtkuchen-Produkt 121 herzustellen.
-
Die
zweite Fraktion 131 der Verdampfungs-Produktaufschlämmung wird
optional in ein Hydrozyklon (oder eine Reihe von Hydrozyklonen) 135 eingebracht,
um eine konzentrierte zweite, an ausgefälltem N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt
angereicherte Aufschlämmungs-Fraktion 137 und
einen an Feststoffen verarmten Strom 139 zu bilden. Der
an Feststoffen verarmte Hydrozyklon-Strom 139 wird vorzugsweise
zu dem wärmegesteuerten
Verdampfungs-Kristallisator 125 zur weiteren Rückgewinnung
des N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkts zurück rezykliert. Die konzentrierte
zweite Fraktion 137 wird in einen Abtrenn-Einspeisebehälter 141 eingebracht
und mit dem Teil 119B des in dem oben beschriebenen adiabatischen
Kristallisationsvorgang hergestellten Feuchtkuchen-Produkts vereinigt,
um eine Sekundär-Fraktions-Produktmischung 143 zu
bilden. Die Sekundär-Fraktions-Produktmischung 143 wird
in eine zweite Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtung,
vorzugsweise eine Siebtrommelzentrifuge, eingebracht, die in der
Lage ist, ein Feuchtkuchen-Produkt mit einem relativ hohen Feststoffgehalt
(typischerweise von mindestens ungefähr 85 bis ungefähr 99 Gew.-%
Feststoffe) zu erzeugen. Alternativ kann die zweite Fraktion 131 der
Verdampfungs-Produktaufschlämmung direkt
in den Abtrenn-Einspeisebehälter 141 eingespeist
oder es können
sowohl die zweite Fraktion 131 der Verdampfungs-Produktaufschlämmung als
auch der Teil 119B des in dem adiabatischen Kristallisationsvorgang
erzeugten Feuchtkuchens direkt in die zweite Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtung
eingespeist werden. In der in 5 gezeigten
bevorzugten Ausführungsform
wird die Sekundär-Fraktions-Produktmischung 143 in
eine Reihe von Siebtrommelzentrifugen eingebracht, die parallel
betrieben werden. Auf diese Weise wird die Sekundär-Fraktions-Produktmischung 143 aus
dem Abtrenn-Einspeisebehälter 141 in
die Produktmischungs-Fraktionen 143A und 143B aufgeteilt,
die in die Siebtrommelzentrifugen 145A bzw. 145B eingebracht
werden. Die Siebtrommelzentrifugen erzeugen jeweils Feuchtkuchen-Produkte 149A und 149B,
die vereinigt werden, um das zweite Feuchtkuchen-Produkt 151 zu
bilden. Die Siebtrommelzentrifugen erzeugen weiterhin die Zentrate 147A und 147B,
die weiter an ausgefälltem
Produkt verarmt sind und zu dem nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisator 125 rezykliert
werden können.
Alternativ kann, falls notwendig, um ein Feuchtkuchen-Produkt von
akzeptabler Reinheit zu erhalten, zumindest ein Teil der Zentrate 147A, 147B und/oder 134 aus
dem Verfahren eliminiert werden.
-
Im
Vergleich zu 3 erlaubt die Mischung des adiabatischen
Feuchtkuchen in der Sekundär-Fraktions-Produktmischung 143 anstelle
der adiabatischen Aufschlämmung,
dass ein höherer
Level an Flüssigphasen-Verunreinigungen
durch die vereinigten Feststoff-Ströme transportiert werden kann,
was in einer Verbesserung bei der Verunreinigungsverteilung weg
von dem ersten Feuchtkuchen-Produkt 121 resultiert. Dieses Schema
verringert auch die Verdampfungslast in dem Verdampfungs-Kristallisator 125 durch
die Verringerung des Wasserflusses in das Verdampfungs-Kristallisatorsystem.
-
In
einer weiteren Verfahrens-Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, in der die Verunreinigungsverteilung
unter den kristallinen N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen-Produkten gesteuert
wird durch Nettoübertragung
von in dem ersten Feuchtkuchen-Produkt enthaltenen N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristallen
von dem adiabatischen Kristallisatorsystem und Vereinigen der Kristalle
mit in der Sekundär-Fraktion
der Oxidationsreaktionslösung
enthaltenem N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt, wird das in 5 gezeigte
Verfahren so modifiziert, dass N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle
aus dem ersten Feuchtkuchen-Produkt zu dem Verdampfungs-Kristallisator übertragen
werden. Das heißt,
Teil 119B des Primär-Feuchtkuchen 119 wird
mit der Sekundär-Fraktion 109 der
Oxidationsreaktionslösung
vereinigt, um eine Verdampfungs-Kristallisator-Einspeisemischung
zu bilden, die zur Ausfällung
von kristallinem N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt zu dem Verdampfungs-Kristallisator 125 übertragen
wird. Obwohl nicht notwendig oder wichtig für die vorliegende Erfindung,
wird erwogen, dass der Teil 119B direkt in den Verdampfungs-Kristallisator 125 eingebracht
oder mit der Sekundär-Fraktion 109,
zum Beispiel in einem Lagertank, vorgemischt werden kann.
-
In
der Praxis kann der Anteil der zu der Sekundär-Fraktions-Produktmischung 143 und/oder
zu dem Verdampfungs-Kristallisator 125 übertragenen adiabatischen Feuchtkuchen 119 beträchtlich
variieren, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung und den erhaltenen
vorteilhaften Ergebnissen abzuweichen.
-
In
noch einer weiteren Ausführungsform
des in 5 gezeigten Verfahrens kann, statt den adiabatischen
Feuchtkuchen 119B mit der Sekundär-Fraktions-Produktmischung 143 zu
mischen und/oder ihn in den Verdampfungs-Kristallisator 125 einzubringen,
der adiabatische Feuchtkuchen direkt mit dem zweiten Feuchtkuchen-Produkt 151 vereinigt
und physikalisch vermischt werden, um ein vereinigtes Feuchtkuchen-Produkt von
akzeptabler Reinheit zu erhalten.
-
Noch
eine weitere Ausführungsform
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zur Herstellung und Rückgewinnung
von zwei kristallines N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt umfassenden
Feuchtkuchen-Produkten aus einer Oxidationsreaktionslösung, umfassend
gelöstes
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt
und Verunreinigungen, ist in 6 gezeigt.
In dieser Ausführungsform
wird die Verunreinigungsverteilung unter den kristallinen N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen-Produkten
gesteuert wird durch Nettoübertragung von
in einer der ersten und zweiten Mutterlaugen-Fraktionen enthaltenen
Verunreinigungen zu: (i) dem anderen der ersten und zweiten Kristallisationsvorgänge; (ii)
dem anderen der ersten und zweiten Flüssigkeit/Feststoffe-Trennschritte;
(iii) dem anderen der ersten und zweiten Feuchtkuchen-Produkte;
oder irgendeiner Kombination von (i), (ii) und/oder (iii).
-
Bezug
nehmend nunmehr auf 6 wird ein wässriger Einspeisestrom 101,
umfassend ein N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substrat, zusammen mit
Sauerstoff in ein Oxidationsreaktionssystem 103 eingebracht,
umfassend eine oder eine Mehrzahl von Oxidationszone(n), worin das
N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Substrat
in Gegenwart eines Katalysators oxidativ gespalten wird, um eine
Oxidationsreaktionslösung 105 zu
bilden. Die von dem Reaktionssystem 103 abgezogene Oxidationsreaktionslösung 105 wird
dann in eine Mehrzahl von Fraktionen aufgeteilt und ein Teil 107 (d.
h., eine Primär-Fraktion
der Oxidationsreaktionslösung)
wird in einen adiabatischen Kristallisator 111 eingebracht,
um eine Primär-Produktaufschlämmung 113 zu
bilden, umfassend ausgefällte
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle und Primär-Mutterlauge. Ein
anderer Teil 109 (d. h., eine Sekundär-Fraktion der Oxidationsreaktionslösung) wird
in einen nicht-adiabatischen,
wärmegesteuerten
Verdampfungs-Kristallisator 125 eingebracht, um eine Verdampfungs-Kristallisationsaufschlämmung 126 (d.
h., eine Sekundär-Produktaufschlämmung) zu
erzeugen, umfassend ausgefällte N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle
und Sekundär-Mutterlauge.
-
Der
Betrieb des adiabatischen Kristallisators 111 erzeugt Dampf 115 (d.
h., den adiabatischen Kristallisator-Overhead) der aus dem oberen
Ende des Kristallisators ausgestoßen wird, einen Dekantat (d.
h., Primär-Mutterlauge)-Strom 112,
der dem Kristallisator entzogen wird, und eine vom Boden des Kristallisators
entfernte und ausgefälltes
kristallines N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt und Primär-Mutterlauge enthaltende Primär-Kristallisations-Produkt-Aufschlämmung 113.
Vorzugsweise wird zumindest ein Teil (und mehr vorzugsweise alles)
des adiabatischen Kristallisator-Overheads 115 und/oder
des dem adiabatischen Kristallisator 111 entzogenen Dekantats 112 zu
dem Oxidationsreaktorsystem 103 rezykliert.
-
Die
Primär-Kristallisations-Produktaufschlämmung 113,
umfassend vom Boden des adiabatischen Kristallisators entferntes
ausgefälltes
kristallines (Phosphonomethyl)glycin-Produkt und Primär-Mutterlauge, wird
in eine Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtung 117,
vorzugsweise eine Siebtrommelzentrifuge oder eine Reihe von Siebtrommelzentrifugen,
eingebracht, um ein erstes Feuchtkuchen-Produkt 119 und
einen an Feststoffen verarmten Strom 123 (z. B. Zentrat)
zu erzeugen. Zumindest ein Teil des an Feststoffen verarmten Stroms 123 kann
zu dem adiabatischen Kristallisator 111 rezykliert werden
und/oder kann optional zu dem Oxidationsreaktorsystem 103 rezykliert
werden, wie durch die gestrichelte Linie in 6 gezeigt.
Vorzugsweise weist das Feuchtkuchen-Produkt 119, wie oben
beschrieben, einen Feststoffgehalt von ungefähr 90 bis ungefähr 99 Gew.-%
auf.
-
Beim
Betrieb des nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisators 125 wird
Wärme zu
der Sekundär-Fraktion 109 überführt, um
Wasser (und niedermolekulare Verunreinigungen, wie zum Beispiel
Formaldehyd und Ameisensäure)
zu verdampfen und einen nicht-adiabatischen Kristallisator-Overhead-Dampfstrom 127 zu
bilden. Das N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt fällt aus, um eine Verdampfungs-Kristallisator-Aufschlämmung 126 zu
bilden, umfassend ausgefälltes
N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt
und Sekundär-Mutterlauge.
Die Aufschlämmung 126 wird
dem nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisator 125 entzogen und
in eine Mehrzahl von Fraktionen aufgeteilt, umfassend eine erste
Fraktion 129 und eine zweite Fraktion 131. Die
erste Fraktion 129 wird in eine erste Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtung 133,
vorzugsweise eine Vollmantelzentrifuge, eingebracht, um, wie oben
beschrieben, ein Feuchtkuchen-Produkt 153 der ersten Fraktion
mit einem Feststoffgehalt von ungefähr 70 bis ungefähr 85 Gew.-%
und einen an Feststoffen verarmten Strom 134 (z. B. Zentrat)
zu erzeugen. Der an Feststoffen verarmte Strom 134 wird
typischerweise zu dem nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisator
rezykliert. Zumindest ein Teil des an Feststoffen verarmten Stroms 134 kann
jedoch optional mit dem Feuchtkuchen rückvermischt werden, wie durch
die gestrichelte Linie in 6 gezeigt,
um ein Feuchtkuchen-Produkt 153A der
ersten Fraktion von noch geringerem Feststoffgehalt zu erzeugen.
Das Feuchtkuchen-Produkt 153 oder 153A der ersten
Fraktion wird dann vorzugsweise mit dem aus dem adiabatischen Kristallisator
hergestellten Feuchtkuchen-Produkt 119 vermischt, um das
erste Feuchtkuchen-Produkt 121 herzustellen.
-
Die
zweite Fraktion 131 der Verdampfungs-Produktaufschlämmung wird
optional in ein Hydrozyklon (oder eine Reihe von Hydrozyklonen) 135 eingebracht,
um eine konzentrierte zweite, an ausgefälltem N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt
angereicherte zweite Aufschlämmungs-Fraktion 137 und
einen an Feststoffen verarmten Strom 139 zu bilden. Der
an Feststoffen verarmte Hydrozyklon-Strom 139 wird vorzugsweise zu
dem wärmegesteuerten
Verdampfungs-Kristallisator 125 zur weiteren Rückgewinnung
des N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkts rezykliert. Die konzentrierte
zweite Fraktion 137 wird in einen Abtrenn-Einspeisebehälter 141 eingebracht,
der eine Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtung,
vorzugsweise eine Siebtrommelzentrifuge, speist, die in der Lage
ist, ein Feuchtkuchen-Produkt mit einem relativ hohen Feststoffgehalt
(typischerweise von mindestens ungefähr 85 bis ungefähr 99 Gew.-%
Feststoffe) herzustellen. In der in 6 gezeigten bevorzugten
Ausführungsform
wird die konzentrierte zweite Aufschlämmungs-Fraktion 137 in
eine Reihe von Siebtrommelzentrifugen eingebracht, die parallel
betrieben werden. Auf diese Weise wird die konzentrierte Aufschlämmung, die
sich in dem Abtrenn-Einspeisebehälter 141 akkumuliert
hat, in die konzentrierten Aufschlämmungs-Fraktionen 143A und 143B aufgeteilt,
die in die Siebtrommelzentrifugen 145A bzw. 145B eingebracht
werden. Die Siebtrommelzentrifugen erzeugen jeweils ein Feuchtkuchen-Produkt 149A und 149B, die
vereinigt werden, um das zweite Feuchtkuchen-Produkt 151 zu
bilden. Die Siebtrommelzentrifugen erzeugen weiterhin die Zentrate 147A und 147B,
die weiter an ausgefälltem
Produkt verarmt sind und zu dem nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisator 125 rezykliert
werden können.
Alternativ kann, falls notwendig, um ein Feuchtkuchen-Produkt von
akzeptabler Reinheit zu erhalten, zumindest ein Teil der Zentrate 147A, 147B und/oder 134 aus
dem Verfahren eliminiert werden.
-
Wie
in 6 gezeigt, können
zumindest einige Alternativen für
die Steuerung der Verunreinigungsverteilung durch Nettoübertragung
von in der Mutterlauge enthaltenen Verunreinigungen ohne Beschränkung beinhalten: Übertragung
von Primär-Mutterlauge
von der adiabatischen Kristallisation (z. B. Dekantat 112 und/oder
der an Feststoffen verarmte Strom 123) zu dem Verdampfungs-Kristallisations-Arbeitsvorgang 125; Übertragung
der Zentrate 147A und/oder 147B zu dem ersten
Feuchtkuchen-Produkt 121; Übertragung der Zentrate 147A und/oder 147B zu
dem adiabatischen Kristallisator 111; und/oder Übertragung
der Zentrate 147A und/oder 147B zu der Primär-Produktaufschlämmung 113.
-
Es
wird erwartet, dass die in dem adiabatischen Kristallisatorsystem
erzeugten N-(Phosphonomethyl)glycin-Produkt-Kristalle
größer sein
werden. Dies stellt ein Material mit guten Handhabbarkeitseigenschaften
zur Verfügung,
wenn es mit dem Feuchtkuchen aus dem nicht-adiabatischen Kristallisatorsystem vermischt wird.
Der gemischte Feuchtkuchen kann jedoch so viel mitgerissene Flüssigkeit
nicht berücksichtigen.
Es kann daher erwünscht
sein, die adiabatischen Kristalle zu zermahlen, um eine kleinere
Kristallgröße herzustellen, entweder
um eine gleichmäßigere Kristallgrößenverteilung
innerhalb des gemischten Materials zu erzeugen, oder um, aus Verunreinigungs-Ausgleichsgründen, eine
geeignete Menge an mit dem vermischten Feuchtkuchen mitgerissener
Flüssigkeit
sicherzustellen.
-
BEISPIELE
-
Die
folgenden Beispiele sind lediglich dazu gedacht, die vorliegende
Erfindung weiter zu erläutern
und zu erklären.
Die Erfindung sollte daher nicht auf irgendwelche Details in diesen
Beispielen eingeschränkt
werden.
-
Beispiel 1
-
Eine
Probe eines N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchens wurde zur Analyse
und anschließender Untersuchung
vorgelegt. Der Feuchtkuchen wurde aus einer nicht-adiabatischen
Verdampfungs-Kristallisator-Stufe erhalten, die verwendet wurde,
um eine durch katalytische Oxidation von N-Phosphonomethyliminodiessigsäure erhaltene
Produktaufschlämmung
zu entwässern,
und wurde einem nachfolgenden Zentrifugen-Waschzyklus unterworfen.
Die getrocknete Probe wurde bzgl. Verunreinigungen, nämlich Formaldehyd, Ameisensäure, N-Methyl-N-(Phosphonomethyl)glycin
(NMG), Aminomethylphosphonsäure
(AMPA), Methylaminomethylphosphonsäure (MAMPA), Iminodiessigsäure (IDA),
Glycin, Imino-bis-Methylen-bis-phosphonsäure (Iminobis)
und N-Phosphonomethyliminodiessigsäure (GI) sowie auf ihren N-(Phosphonomethyl)glycin-Gehalt
analysiert.
-
Die
Probe wurde dann in 3 separate Fraktionen von gleichem Gewicht aufgeteilt,
und jede wurde bei 3 verschiedenen Massenverhältnissen – 3:1, 7:1 und 15,67:1 Wasser
zu trockenem Feststoff – in
Wasser von Raumtemperatur wiederaufgeschlämmt. Diese Verhältnisse
liegen 1 bis 2 Größenordnungen
höher als
die typischen Wasserverdrängungs-Verhältnisse
während
eines Zentrifugen-Waschschritts, sind aber nicht ausreichend, um
die Feststoffe vollständig
aufzulösen.
Nach einer bestimmten Zeitdauer wurden die festen Proben filtriert,
getrocknet und wieder zur Analyse vorgelegt. Ziel des Tests war
es, herauszufinden, welche Verunreinigungen von den Feststoffen
abgewaschen werden konnten, und welche als Festphasen-Verunreinigungen „okkludiert" waren. Tabelle 1
unten zeigt jede der verbleibenden Festphasen-Verunreinigungen,
die durch die wieder aufschlämmenden
Waschungen mit Wasser nicht weggewaschen werden konnten. Von den
anderen Verunreinigungen in dem Feuchtkuchen wurde angenommen, dass
sie während
des Wiederaufschlämmens weggewaschen
wurden. Die Messwerte sind gezeigt in Einheiten von verbleibender
Verunreinigung in ppm pro Gewichtsprozent N-(Phosphonomethyl)glycin
(Gly) in der festen Phase. Durch dieses Verfahren konnten lediglich
minimale Reinheitserhöhungen
erzielt werden. Tabelle 1
Wasser/Feststoffe-Verhältnis | GI/Gly-Verhältnis ppm/% | Iminobis/Gly-Verhältnis ppm/% | MAMPA/Gly-Verhältnis ppm/% | AMPA/Gly-Verhältnis ppm/% | IDA/Gly-Verhältnis ppm/% | Glycin/Gly-Verhältnis ppm/% |
| | | | | | |
0 | 21,4 | 110,6 | 46,9 | 87,0 | 22,5 | 13,8 |
3:1 | 20,6 | 98,1 | 41,7 | 76,5 | 16,5 | 9,5 |
7:1 | 20,7 | 97,4 | 41,3 | 75,2 | 17,6 | 9,4 |
15,67:1 | 20,9 | 94,9 | 41,9 | 72,7 | 16,8 | 8,9 |
-
Die
obigen Festphasen-Verunreinigungen machten zwischen 256,1 ppm pro
Gewichtsprozent und 302,2 ppm Pro Gewichtsprozent N-(Phosphonomethyl)glycin
in der festen Phase aus. Um diese Werte in Gewichtsprozent-Verunreinigungen
in dem trockenen Feuchtkuchen umzurechnen, wird die Summe der Werte
in Tabelle 1 für
jede gegebene Zeile durch 10000 dividiert (dies ist als X definiert),
und dieser resultierende Wert wird durch 1-X dividiert. Die Durchführung dieser
Rechnung zeigt, dass vor der Wiederaufschlämmung mit Wasser ein Verunreinigungslevel
von 3,12 Gewichtsprozent in dem trockenen Feuchtkuchen enthalten
war, und 2,63 Gewichtsprozent verblieben nach viel Waschen. Es ist
klar, dass dies einen N-(Phosphonomethyl)glycin-Gehalt von 96,9
bis 97,4 Gewichtsprozent in dem Feuchtkuchen in diesem Beispiel
bedeutet.
-
Beispiel 2
-
Unter
Verwendung eines Systems ähnlich
dem in 3 gezeigten wurde ein Experiment durchgeführt, um
N-(Phosphonomethyl)glycin-Feuchtkuchen-Produkte zu erzeugen und
rückzugewinnen.
Variierende Anteile 113B der Primär-Produktaufschlämmung 113 aus
dem adiabatischen Kristallisator wurden mit der Fraktion 137 der
Verdampfungs-Kristallisations-Aufschlämmung 126 (d.
h., der Sekundär-Produktaufschlämmung) aus dem
Verdampfungs-Kristallisator
in dem Verdampfungs-Zentrifugen-Einspeisebehälter 141 vermischt.
Während
dieses Experiments betrug das Verhältnis der Primär-Fraktion 107 zu
der Oxidationsreaktionslösung 105 im
Durchschnitt ungefähr
0,79, während
die Konzentration von in der Lösung 105 gelöstem N-(Phosphonomethyl)glycin
im Durchschnitt ungefähr
9 Gew.-% betrug. Der Feststoffgehalt in der Primär-Produktaufschlämmung 113 wurde
bei ungefähr
25 Gew.-% gehalten, während
der in der Sekundär-Produktaufschlämmung 126 bei
ungefähr
11 Gew.-% gehalten wurde.
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Während des
Ablaufs des Experiments wurde das Massenverhältnis von Feststoffen aus dem
Teil 113B der Primär-Produktaufschlämmung zu
den vereinigten Feststoffen in 143 von 0 bis ungefähr 0,40
in Schrittgrößen von
ungefähr
0,10 variiert. Ursprünglich
betrug die Fraktion 129 der zu der Vollmantelzentrifuge 133 geführten Sekundär-Produktaufschlämmung vor
der Vermischung des Materials aus der Primär-Produktaufschlämmung 113 aus
dem adiabatischen Kristallisator mit der Fraktion 137 der
Sekundär-Produktaufschlämmung aus
dem Verdampfungs-Kristallisator im Durchschnitt ungefähr 37 Gew.-%,
wurde jedoch am Ende des Experiments bis auf ungefähr 55 Gew.-% erhöht, während noch
immer die gleiche Feuchtkuchen-Produktion relativ zur Gesamtproduktion
(d. h., von ungefähr
15% bis ungefähr
16%) erhalten wurde. Bei jedem Massenverhältnis von Feststoffen aus dem
Teil 113B der Primär-Produktaufschlämmung zu
den vereinigten Feststoffen in 143 wurde die Menge an Zentrifugen-Waschwasser
verringert, bis die N-(Phosphonomethyl)glycin-Reinheit der vereinigten Feuchtkuchen 149A und 149B mit
der des vorhergehenden Verhältnisses übereinstimmte.
Letztendlich wurde ein Verhältnis
erreicht, bei dem das Waschen mit Wasser vollständig unterbunden wurde, dennoch überstieg
der N-(Phosphonomethyl)glycin-Gehalt der vereinigten Feuchtkuchen 149A und 149B den
vor der Vermischung von Material aus der Primär-Produktaufschlämmung 113 aus dem adiabatischen
Kristallisator mit der Fraktion 137 der Sekundär-Produktaufschlämmung aus
dem Verdampfungs-Kristallisator erhaltenen. Der N-(Phosphonomethyl)glycin-Gehalt
in den vereinigten Feuchtkuchen 149A und 149B reichte
von 95,9 bis 96,4 Gew.-% (Trockenbasis).
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Beispiel 3
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Es
wurde ein Stoffausgleichs-Modell für das Verfahrensmaterial erstellt
und dazu verwendet, die Produkt-Rückgewinnungssysteme, wie sie
in den 2, 3 und 5 gezeigt
sind, zu simulieren und zu vergleichen. Alle Modell-Simulationen
gingen von den folgenden Annahmen und Vorgaben aus.
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Das
System wird im eingeschwungenen Zustand betrieben und es wird die
gleiche Basis-Einspeisemenge
an N-Phosphonomethyliminodiessigsäure (GI) in dem wässrigen
Einspeisestrom 101 zu dem Oxidationsreaktionssystem 103 geführt. Das
Speisewasser in dem wässrigen
Einspeisestrom 101 wird angepasst, um die (Phosphonomethyl)glycin
(Gly)-Konzentration konstant bei 9,1 Gew.-% in der Reaktionsmischung 105 zu
halten, die das Reaktorsystem 103 verlässt. Die Konzentration an unreagierter
N-Phosphonomethyliminodiessigsäure
in der Oxidationsreaktionslösung 105 beträgt 900 Gew.-ppm.
Von der Selektivität
des Oxidationsreaktorsystems 103 wird angenommen, dass
sie so ist, dass 0,721 pounds N-(Phosphonomethyl)glycin pro jedem
pound reagierter N-Phosphonomethyliminodiessigsäure gebildet
werden. Zudem wird von dem Oxidationsreaktorsystem 103 angenommen,
dass es 0,00325 pounds an Verunreinigungen pro jedem pound an in dem
Oxidationsreaktorsystem gebildetem N-(Phosphonomethyl)glycin erzeugt
werden. Von diesen Verunreinigungen wird angenommen, dass sie in
dem Verfahren nicht-flüchtig
sind und in der Flüssigkeit
verbleiben oder in kristallinen Feststoffen okkludiert oder co-kristallisiert
sind.
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Die
Konzentration an N-(Phosphonomethyl)glycin im Primär-Mutterlaugen-Dekantat 112 des
adiabatischen Kristallisators und im Zentrat 123 beträgt 3,5 Gew.-%.
Von der Feststoffkonzentration in der primären adiabatischen Kristallisations-Produktaufschlämmung 113 wird
angenommen, dass sie 25 Gew.-% beträgt. Vom Verhältnis des
adiabatischen Kristallisator-Overheads 115 zu der Primär-Fraktion 107 der
Oxidationsreaktionslösung
wird angenommen, dass es 0,07 beträgt. Der Feststoffgehalt des
Feuchtkuchen-Produkts 119 beträgt 92 Gew.-%.
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Von
allen in dem Verfahren verwendeten Flüssigkeit/Feststoffe-Trennvorrichtungen
wird angenommen, dass sie feststofffreie Flüssigkeiten erzeugen, und das
Dekantat des adiabatischen Kristallisators 111 ist gleichfalls
feststofffrei.
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Der
Verteilungskoeffizient für
N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Feststoffe
in dem adiabatischen Kristallisator 111 beträgt 0,90.
Der N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Verteilungskoeffizient in dem Verdampfungs-Kristallisator 125 beträgt 0,20.
Diese N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Verteilungskoeffizienten
sind definiert als das Verhältnis
der Konzentration an N-Phosphonomethyliminodiessigsäure im Feststoff zu
N-Phosphonomethyliminodiessigsäure in der
flüssigen
Phase, wobei die Konzentration in der festen Phase auf einer Nur-N-(Phosphonomethyl)glycin-Basis
beruht. Der Verunreinigungs-Verteilungskoeffizient
in dem Verdampfungs-Kristallisator 125 in Bezug auf in
dem Oxidationsreaktorsystem erzeugte nicht-flüchtige Verunreinigungen beträgt 0,60.
Dieser Verteilungskoeffizient ist definiert als das Verhältnis der
Konzentration an Verunreinigungen im Feststoff zu Verunreinigungen
in der flüssigen
Phase, wobei die Verunreinigungs-Konzentration in der festen Phase
auf einer Nur-N-(Phosphonomethyl)glycin-Basis beruht. Von dem nicht-flüchtigen Verunreinigungs-Verteilungskoeffizient
in dem adiabatischen Kristallisator 111 wird angenommen,
dass er vernachlässigbar
ist.
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Der
Feststoffgehalt der Sekundär-Verdampfungs-Kristallisations-Aufschlämmung 126 beträgt 15 Gew.-%.
Die Zentrate 147A, 147B und 134 enthalten
7 Gew.-% N-(Phosphonomethyl)glycin.
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Das
angenommene Verhältnis
der Feststoffkonzentration in der konzentrierten Aufschlämmung 137 zu
der Feststoffkonzentration in der zweiten Fraktion 131 der
Sekundär-Verdampfungs-Kristallisations-Aufschlämmung beträgt 1,7.
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Der
Feststoffgehalt des Feuchtkuchen-Produkts 153 der ersten
Fraktion beträgt
70 Gew.-% und der Feststoffgehalt des zweiten Feuchtkuchen-Produkts 151 beträgt 88 Gew.-%.
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In
Modell-Simulationen nehmen die Berechnungen ebenfalls an, dass 2500
Gew.-ppm an flüchtigen Reaktions-Nebenprodukten
in der Oxidationsreaktorlösung 105 vorhanden
sind. Diese flüchtigen
Bestandteile können
in den Overhead-Strömen
des adiabatischen Kristallisators 111 und des Verdampfungs-Kristallisators 125 verbleiben.
Von der Konzentration an flüchtigen
Verunreinigungen in den entsprechenden Kristallisator-Overheads
wird angenommen, dass sie gleich der Konzentration an flüchtigen
Verunreinigungen in all den Materialien ist, die dem adiabatischen
Kristallisator 111 und dem Verdampfungs-Kristallisator 125 zugeführt werden.
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Fall
A: Dies ist eine simulierte Stoffbilanz für eine Verfahrenskonfiguration ähnlich der
in 2 gezeigten, wobei das zweite Feuchtkuchen-Produkt 151 31,11
Gewichtsprozent der Gesamt-N-(Phosphonomethyl)glycin-Produktion
repräsentiert.
In diesem Beispiel beträgt
der N-(Phosphonomethyl)glycin-Gehalt
des zweiten Feuchtkuchen-Produkts 151 95,00 Gew.-% (Trockenbasis)
und der erforderliche nicht-adiabatische Verdampfungs-Kristallisator-Overhead 127 beträgt 2,73
pounds pro pound der dem Reaktorsystem 103 zugeführten N-Phosphonomethyliminodiessigsäure.
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Fall
B: Dies ist eine Abwandlung des Falls A, jedoch mit einer auf 35,57
Gewichtsprozent der Gesamtproduktion an N-(Phosphonomethyl)glycin
erhöhten
Produktion des zweiten Feuchtkuchen-Produkts ist, während der
erforderliche nicht-adiabatische Verdampfungs-Kristallisator-Gesamt-Overhead 127 pro
pound der dem Reaktorsystem 103 zugeführten N-Phosphonomethyliminodiessigsäure ungefähr gleich
gehalten wird. In diesem Fall fällt
der N-(Phosphonomethyl)glycin-Gehalt
des zweiten Feuchtkuchen-Produkts 151 auf 93,91 Gew.-%
(Trockenbasis). Fall B zeigt eine Grenze bei der Produktionsrate
des zweiten Feuchtkuchen-Produkts 151 mit akzeptabler Reinheit.
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Fall
C: Dies ist eine weitere Abwandlung der Fälle A und B, mit der Ausnahme,
dass die Produktion des zweiten Feuchtkuchens 151 weiter
auf 41,90% der Gesamt-N-(Phosphonomethyl)glycin-Produktion
erhöht
wird, und der Speisewasser-Ansatz in dem wässrigen Einspeisestrom 101 erhöht wird,
wenn die Produktion mehr zu dem nicht-adiabatischen Kristallisator 125 verschoben
wird. In diesem Fall ist der N-(Phosphonomethyl)glycin-Gehalt des
zweiten Feuchtkuchen-Produkts 151 ähnlich dem wie in Fall A, wird
aber auf Kosten davon realisiert, dass sich der erforderliche nicht-adiabatische
Verdampfungs-Kristallisator-Overhead 127 auf 3,69 pounds
pro pound an N-Phosphonomethyliminodiessigsäure-Zuführung zu dem Reaktorsystem 103 erhöht. Fall
C zeigt, wie eine höhere
Produktionsrate des zweiten Feuchtkuchen-Produkts durch Verlagerung von
mehr Produktion zu dem nicht-adiabatischen Kristallisator erreicht
werden kann, jedoch auf Kosten von erhöhten Erfordernissen bzgl. des
nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisator-Overheads 127 (d. h., erhöhte Kosten
für den
Betrieb des nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisators).
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Die
Fälle A
bis C zeigen, dass eine Erhöhung
des Prozentsatzes an zweiten Feuchtkuchen-Produkt 151 in 2 auf
Kosten von entweder einer Verringerung des N-(Phosphonomethyl)glycin-Gehalts des
zweiten Feuchtkuchen-Produkts 151 (Fall B) und/oder auf
Kosten von zusätzlichen
Erfordernissen bzgl. des nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisator-Overheads 127 (Fall
C) geht.
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Fall
D: Dies ist ein simulierter Stoffausgleich für eine Verfahrenskonfiguration ähnlich der
in 3 gezeigten, worin ein Teil 113B der
Primär-Kristallisations-Produktaufschlämmung 113 aus
dem adiabatischen Kristallisator 111 übertragen und mit der Verdampfungs-Kristallisations-Aufschlämmung 126 aus
dem nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisator 125 in
dem Verdampfungs-Kristallisator-Zentrifugen-Einspeisebehälter 141 vermischt
wird. In diesem Fall können
42% der Produktion als zweites Feuchtkuchen-Produkt 151 hergestellt
werden, während
der N-(Phosphonomethyl)glycin-Gehalt des zweiten Feuchtkuchen-Produktes 151 höher ist
als in Fall A (der einen niedrigeren Prozentsatz an zweitem Feuchtkuchen- Produkt erzeugt), und
die Erfordernisse bzgl. dem nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisator-Overhead 127 sind
im Vergleich zu Fall A leicht verringert. Dies zeigt, wie ein Vermischen
der Primär-Kristallisations-Produktaufschlämmung 113 aus
dem adiabatischen Kristallisator mit der Verdampfungs-Kristallisations-Aufschlämmung 126 aus dem
nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisator
eine erhöhte
Produktion an zweitem Feuchtkuchen 151 liefern kann, ohne
die Erfordernisse bzgl. des nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisator-Overheads 127 zu
erhöhen
und/oder der Feuchtkuchen-Reinheit verlustig zu gehen.
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Case
E: Dieser Fall ist ähnlich
dem Fall D, mit der Ausnahme, dass gemäß 5 das durch
die Siebtrommelzentrifuge 117 rückgewonnene Feuchtkuchen-Produkt 119 an
Stelle der Primär-Kristallisations-Produktaufschlämmung 113 aus
dem adiabatischen Kristallisator übertragen und mit der Verdampfungs-Kristallisations-Aufschlämmung 126 aus
dem nicht-adiabatischen
Verdampfungs-Kristallisator 125 in dem Verdampfungs-Kristallisator-Zentrifugen-Einspeisebehälter 141 vermischt
wird. In diesem Fall wird eine ähnliche
Reinheit und Menge an zweitem Feuchtkuchen-Produkt 151 erzielt
wie in Fall D, jedoch unter verringerten Erfordernissen bzgl. des
nicht-adiabatischen Verdampfungs-Kristallisator-Overheads 127.
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Tabelle
2 unten fasst die Vorgaben und die mit dem Modell berechneten Werte
für den
simulierten Stoffausgleich in den Fällen A bis E zusammen.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen
beschränkt
und kann vielgestaltig modifiziert werden. Die obige Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
ist lediglich dazu gedacht, andere Fachleuten mit der Erfindung,
ihren Grundsätzen
und ihrer praktischen Anwendbarkeit bekannt zu machen, so dass andere
Fachleute die Erfindung in ihren zahlreichen Formen anpassen und
anwenden können, wie
es am besten für
die Erfordernisse einer speziellen Verwendung geeignet erscheint.
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Unter
Bezugnahme auf die Verwendung des Wortes/der Worte „umfassen", „umfasst" oder „umfassend" in dieser gesamten
Beschreibung (einschließlich
der nachstehenden Patentansprüche)
wird angemerkt, dass diese Worte auf der Basis und des klaren Verständnisses
angewendet werden, dass sie eher inklusive als exklusive zu interpretieren
sind, es sei denn, dass der Zusammenhang es anders erfordert, und
dass es beabsichtigt ist, dass jedes dieser Worte bei der Auslegung
dieser gesamten Beschreibung so interpretiert werden soll.