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Verfahren zum Gewinnen von wasserfreiem Methylalkohol neben wasserfreiem
Äthylalkohol durch azeotrope Destillation In den Patenten 585 o65 und 6o7 713 ist
ein Verfahren zum Gewinnen von wasserfreiem Äthylalkohol und wasserfreiem i\!Iethylalkohol
aus Rohspiritus beschrieben worden. Nach diesem Verfahren wird der Methylalkohol
nach der Entwässerung des Äthylalkohols aus der bei dieser Entwässerung anfallenden
wasserreichen Schicht des ternären Gemisches mit Hilfe einer in Wasser unlöslichen
Flüssigkeit als azeotrop siedendes, binäres Gemisch am Kopfe einer Kolonne abgeschieden,
die gleichzeitig der Verstärkung des wässerigen Äthylalkohols dient. Lediglich die
in der wasserreichen Schicht vorhandene Teilmenge Methylalkohol erfährt demnach
eine Weiterverarbeitung auf wasserfreien Methylalkohol, während die andere Teilmenge
Meth lalkohol als Bestandteil der wasserarmen S Nicht in die Entwässerungskolonne
zurückgeleitet wird, hier von neuem als Bestandteil des ternären Gemisches auftritt
und sich nach der Kondensation des ternären Gemisches auf die beiden Schichten entsprechend
seiner Löslichkeit verteilt. Der Methylalkohol der wasserarmen Schicht bewegt sich
also mit dieser in ständigem Kreislauf zwischen der Entwässerungskolonne und dem
Abscheider, ohne die geringste Arbeit zu leisten. Er bedeutet bei der Entwässerung
des Äthylalkohols um so mehr einen die Wärmewirtschaftlichkeit des Verfahrens nachteilig
beeinflussenden Ballast, als der Methylalkoholgehalt der wasserarmen Schicht größer
ist als der der wasserreichen Schicht, wenn man den Methy1alkoholgehalt im Mengenverhältnis
der Schichten zueinander in Rechnung setzt. In der Annahme, daß Trichloräthylen
als Entziehungsmittel Anwendung findet und daß die wasserreiche (obere) Schicht
7 Raumprozente Methylalkohol und die wasserarme (untere) Schicht 2 Raumprozente
Methylalkohol enthalten - dieses Zahlenverhältnis wurde durch praktische Versuche
ermittelt -, ergibt sich folgender tatsächlicher (nicht prozentualer) Methylalkoholgehalt
für die beiden Schichten: Das azeotrop siedende, teinäre Gemisch Äthylalkohol-Trichloräthylen-Wasser
dekantiert in eine wasserreiche (obere) Schicht, die 14 Raumprozente ausmacht, und
in eine wasserarme (untere) Schicht, die 86 Raumprozente beträgt. D. h. also, roo
1 ternäres Gemisch dekantieren in z¢ 1 wasserreiche Schicht mit einem Gehalt von
rund 11 Methylalkohol und in 86 1 wasserarme Schicht mit einem Gehalt von
rund r,71 Methylalkohol.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun
der in der wasserreichen und wasserarmen Schicht vorhandene Methylalkohol zusammen
mit dem Entziehungsmittel als azeotrop siedendes, binäres Gemisch am Kopfe einer,
Kolonne abgeschieden, die gleichzeitig der Verstärkung des bei der Entwässerung
des Äthylalkohols anfallenden wässerigen Alkohols dient.
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Der nachfolgenden Beschreibung des Verfahrens sei als Ausführungsbeispiel
die Entwässerung des Äthylalkohols und Methylalkohols mit Trichloräthylen zugrunde
.gelegt.
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Auf der Zeichnung ist ein Beispiel einer zur Ausführung des neuen
Verfahrens geeigneten Anlage dargestellt.
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Gemäß dem neuen Verfahren wird, der methylalko'holhütigeP,-ohalkohol,wie
üblich, zusammen mit dem Entziehungsmittel durch die Rohrleitung i oder getrennt
voneinander der Entwässerungskolonne A.zugeführt. AinKopfe der Kolonne erscheint
das bekannte ternäre Gemisch, das über . .die Rohrleitung 3, den Kondensator D und
den Kühler E -abgezogen wird und sich im Abscheider H in zwei Schichten trennt.
Ein Teil der unteren, wasserarmen Schicht wird durch die Rohrleitung 7 zu der Entwässerungskolonne
A wieder zurückgeführt. Ein anderer Teil wird durch die Rohrleitung 7a dem oberen
Teil der Kolonne C zugeleitet. Statt nur einen Teil der wasserarmen Schicht in den
oberen Teil der Kolonne C zu leiten, kann auch die Gesamtmenge der wasserarmen Schicht
in diese Kolonne geführt werden. Die obere, wasserreiche Schicht wird durch die
Rohrleitung 6 der Kolonne C zugeführt. Wie bereits in dem Patent 585 o65 ausgeführt
ist, wird in dieser Kolonne der wässerige Äthylalkohol der oberen, wasserreichen
Schicht verstärkt und zugleich an ihrem Kopf der äthylalkoholfreie Methylalkohol
abgeschieden. Der verstärkte Äthylalkohol wird zusammen mit geringen Mengen von
Trichloräthylen durch die Rohrleitung i i über :den Kondensator 11l und Kühler 1111
und durch die Rohrleitung 13 der Entwässerungskolonne A zugeführt.
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In den oberen Teil der Kolonne C wird durch die Rohrleitung
7 a die wasserarme Schicht des ternären Gemisches ganz oder teilweise eingeführt.
Hier reichert' sich der Methylalkohol an, der zusammen mit dem Trichloräthylen als
azeotrop siedendes, binäres Gemisch (Siedepunkt 6o,2° C) über den Kondensator L
und Kühler L1 durch die Rohrleitung io abgeführt wird: Der 'hochprozentige Alkohol
der wasserarmen Schicht und das bei der Bildung des. binären Gemisches Methylalkohol-Trichloräthylen
überschüssige Trichloräthylen werden der Entwässerungskolonne A durch die Rohrleitung
13 zugeleitet. Die Destillation in der Kolonne C wird also so geführt, daß am Kopfe
der Kolonne ,eine Temperatur von 6o,2°, in der Mitte der Kolonne eine solche von
etwa 78° und am Fuße eine solche von ioo bis io2° herrscht.
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Durch die Maßnahme der Zuführung eines "Teiles der wasserarmen Schicht
zum oberen Teil der Alkoholaufarbeitungskolonne C wird gleichzeitig dem Kopf der
Kolonne C so viel Entziehungsmittel zugeführt, daß zur Abscheidung des Methylalkohols
in Form des binären Gemisches MetUylalkoho1-Entzichungsmittel genügend von letzerem
vorhanden ist, wie sich aus nachfolgender Berechnung ergibt: Es wird angenommen,
daß stündlich iooo 1 94%iger. Rohalkohol in die Entwässerungskolonne .geleitet werden,
die bei 20%o Methylalkoholgehalt 2o 1 und bei io% Methylalkoholgehalt ioo 1 Methylalkohol
enthalten. Diese Menge Methylalkohol ist stündlich abzuscheiden. Gleichzeitig sind
in den iooo 1 Rohalkohol 6o l Wasser enthalten, die über das ternäre Gemisch abzuscheiden
sind. Theoretisch werden hierzu benötigt rund 883 1 ternäres Gemisch: Nimmt mang
an, daß mit dem ternären Gemisch gleichzeitig der Methylalkohol rein übergeht, so
gelangen in den Abscheider insgesamt 883 .-E- 20 = 903 1 bzw. 883 --i- 100
= 983 1. Unterstellt man weiterhin, daß 2o 1 bzw. ioo 1 Methylalkohol in der oberen
Schicht vorhanden sind, so besteht diese mithin aus rund 115 + 20 = 135 1
bzw. 115 + 100 = 215 1. In den 115,1 obere Schicht sind .enthalten an Entziehungsmittel
rund 71. Die obere Schicht gelangt nun mit dem Methylalkohol zusammen in die C-Kolonne.
Zur Entfernung der 2o 1 Methylalkohol in Form von binärem Gemisch Methylalkohol-Entziehungsmittel
werden benötigt rund 21 1 des Entziehungsmittels; bei ioo 1 Methylalkohol entsprechend
io51. Da in der oberen Schicht nur 71 vorhanden sind, müssen aus der unteren Schicht
noch 2i - 7 = 141 bzw. 105 - 7 = 98 1 Entziehungsmittel in die C-Kolonne geleitet
werden. Bei einem Gehalt von 79 0f, Entziehungsmittel in der unteren Schicht bedeutet
das, daß an unterer Schicht 17,7 bzw. 123,91 in die C-Kolonne zu leiten sind. .
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Beachtenswert bei diesem Verfahren ist, daß der Methylalkohol restlos
aus dem ternären Gemisch in Form eines bei 6o,2° C azeotrop siedenden, binären Gemisches
Methylalkohol-Trichloräthylen in einer Kolonne abgezogen wird, die gleichzeitig
der Verstärkung des -bei der Entwässerung des Äthylalkohols anfallenden niedrigprozentigen
Alkohols dient. Die Entwässerung des Methylalkohols geschieht in der in dem Patent
585 o65 beschriebenen Weise.