DE895764C

DE895764C - Process and apparatus for hydrating olefins

Info

Publication number: DE895764C
Application number: DES5387D
Authority: DE
Inventors: Henri Guinot
Original assignee: Usines de Melle SA
Current assignee: Usines de Melle SA
Priority date: 1938-09-07
Filing date: 1939-06-24
Publication date: 1953-11-05

Description

Verfahren 'und Vorrichtung zum Hydratisieren von Olefinen Olefine, wie Äthylen, Propylen, Butylene werden in Gegenwart von. Katalysatoren wie -Schwefelsäure zu den Alkoholen hydratisiert. Unter bestimmten Säure- und Temperaturbedingungen kann man hierbei den Alkohol aus der Reaktionsflüssigkeit abdestillieren oder durch die übergehenden Dämpfe mitreißen lassen.Process and device for hydrating olefins Olefins, such as ethylene, propylene, butylenes are in the presence of. Catalysts such as sulfuric acid hydrated to the alcohols. Under certain acid and temperature conditions you can distill off the alcohol from the reaction liquid or through let the passing vapors carry away.

Die Patentinhaberin hat bereits früher vorgeschlagen, dafür Sorge zu tragen, daß .der Alkohol im Hydratisierungsgefäß sich nicht merklich anreichert, damit sekundäre Reaktionen verhindert werden, welche die Ausbeute verringern und den Katalysator mehr oder weniger unbrauchbar machen. Der Alkohol muß also aus der Reaktionsflüssigkeit sogleich nach seiner Bildung entfernt werden.The patent proprietor has previously suggested that care be taken to ensure that the alcohol does not noticeably accumulate in the hydration vessel, so that secondary reactions are prevented, which reduce the yield and make the catalyst more or less unusable. So the alcohol has to get out of the Reaction liquid can be removed immediately after its formation.

*Es wurde bereits vorgeschlagen, ein Gemisch aus Olefin und Wasserdampf in einen sauren Katalysator einzuleiten und die gebildeten Dämpfe vor deren Rückkehr in das Hydratisierungsgefäß zur Abtrennung von Alkohol durch Kondensation abzukühlen. Hierbei läßt sich der Alkohol aus dem Gasstrom nur schwierig abtrennen. Durch einfaches Abkühlen auf gewöhnliche Temperatur läßt sich der Alkohol nur zum Teil aus dem Gasstrom entfernen, so daß die in. das Hydratisierungsgefäß zurückkehrenden olefinhaltigen Gase den Hauptteil des Alkohols mitschleppen. Die Abkühlung des Gasstromes auf tiefe Temperatur, etwa -t5°. ist in Anbetracht des großen umlaufenden Gasvolumens unwirtschaftlich und ermöglicht auch nur eine teilweise Erfassung des gebildeten Alkohols. * It has already been proposed to introduce a mixture of olefin and water vapor into an acidic catalyst and to cool the vapors formed by condensation before returning them to the hydration vessel to remove alcohol. In this case, the alcohol can only be separated with difficulty from the gas stream. Only some of the alcohol can be removed from the gas stream by simple cooling to the usual temperature, so that the olefin-containing gases returning to the hydration vessel entrain most of the alcohol. The cooling of the gas flow to a low temperature, about -t5 °. is uneconomical in view of the large volume of gas circulating and only allows partial detection of the alcohol formed.

Um den Gehalt des in das Hydratisierungsgefäß zurückkehrenden Gusstromes an Alkohol zu vermeiden, ist es bekannt, den Gasstrom wie bisher in einer Kondensationsanlage abzukühlen und sodann mit einem Lösungsmittel für Alkohol auszuwaschen. Erfindungsgemäß wäscht man die Gase ohne vorausgehende Kühlung direkt mit dem Lösungsmittel in einer Waschkolonne, deren unterer Teil als Mischkondensator wirkt, wobei die in dem oberen Teil der Waschkolonne gewonnene alkoholische Lösung zwischen dem unteren Teil der Kolonne und einem Kühler im Kreis gehalten wird.About the content of the pouring stream returning to the hydration vessel To avoid alcohol, it is known to keep the gas flow in a condensation plant as before to cool and then wash off with a solvent for alcohol. According to the invention the gases are washed directly with the solvent in a without prior cooling Wash column, the lower part of which acts as a mixing condenser, with the one in the upper Part of the washing column obtained alcoholic solution between the lower part of the Column and a condenser is kept in a circle.

Diese Arbeitsweise bringt den Vorteil mit sich, daß die Kühlanlage entfallen kann, die angesichts des außerordentlich großen Gasvolumens erhebliche Dimensionen aufweisen müßte. Andererseits kann man den Gasstrom vor Rückführung in das Hydratisierungsgefäß im unteren Teil .der Waschkolonne wirksam kühlen. Wenn 'der Gasstrom die Waschkolonne bei höherer Temperatur verläßt, reißt er viel Wasserdampf mit sich und führt diesen in das Hydratisierungsgefäß zurück; ,da-durch wirddieReaktionsgeschwindigkeit, die-demPartialdruck des Olefins in dem Gasgemisch proportional ist, erheblich herabgesetzt. Diese Nachteile entfallen bei dem Verfahren vorliegender Erfindung.This mode of operation has the advantage that the cooling system can be omitted, which is considerable in view of the extraordinarily large gas volume Should have dimensions. On the other hand, you can the gas flow before recirculation cool effectively in the hydration vessel in the lower part of the wash column. if 'If the gas stream leaves the scrubbing column at a higher temperature, it breaks a lot of water vapor with it and returns it to the hydration vessel; , thereby the reaction speed, which is proportional to the partial pressure of the olefin in the gas mixture is significantly reduced. These disadvantages do not apply to the method of the present invention.

Da wie gesagt die in dem oberenTeil der Waschkolonrne entstehende alkoholische Lösung zwischen dem unteren Teil der Kolonne und einem Kühler im Kreislauf gehalten wird, erhält man den Alkohol .in Form einer wesentlich konzentrierteren. Lösung. Daher wird bei der Entwässerung des Alkohols viel Wärme durch Verminderung des Dampfbedarfes eingespart.Since, as I said, the one that arises in the upper part of the wash column alcoholic solution between the lower part of the column and a cooler in the circuit is held, the alcohol is obtained in the form of a much more concentrated one. Solution. Therefore, when the alcohol is dehydrated, there is a lot of heat by diminution the steam requirement saved.

Eine Anlage zur Ausführung des Verfahrens wird an Hand einer Zeichnung beispielsweise erläutert. ' Ein Reaktionsgefäß r wird mnit einem Katalysator beschickt, dessen Konzentration durch Wasserzusatz aus Bottich 2 über Rohraa oder durch Einleiten von Dampf konstant gehalten wird.A system for carrying out the process is based on a drawing for example explained. 'A reaction vessel r is charged with a catalyst, its concentration by adding water from tub 2 via Rohraa or by introducing it is kept constant by steam.

Ein Ventilator 3 preßt in das Reaktionsgefäß durch Rohr 4 Olefin für sich oder im Gemisch mit anderen Gasen. Das Olefin wird in .der Hydratisierungsflüssigkeit mittels eines Rührwerkes 5 emulgiert. Die durch Rohr 6 abziehenden und mit Wasser und Alkohol gesättigten Gase werden in einem Schaumbrecher 7 von mitgerissenen Säurebläschen getrennt; die Säure kehrt durch Rohr 8 in das Reaktionsgefäß zurück.A fan 3 presses into the reaction vessel through tube 4 for olefin itself or in a mixture with other gases. The olefin is in the hydration liquid emulsified by means of a stirrer 5. The subtracting through pipe 6 and with water and alcohol saturated gases are in a foam breaker 7 of entrained acid bubbles separated; the acid returns through tube 8 into the reaction vessel.

In eine Waschkolonne 14, deren unterer Teil als Mischkondensator ausgebildet ist, führt man oben durchROhr 15 einLösungsmittel ein, das imGegenstrom zu den aus dem Schaumbrecher 7 über Rohr 9 kommenden Gasen und Dämpfen nach unten fließt. Die alkoholische Lösung, die den unteren Teil der Kolonne durch Rohr 16 verläßt, wird von einer Pumpe 2o aufgenommen, in einem Wärmeaustauscher 21 abgekühlt und durch 22 in den Mischkondensator zurückgeleitet, wo säe mit den Gasen in unmittelbare Berührung kommt. Die alkoholische Lösung beschreibt somit einen Kreislauf zwischen -der unteren Zone der Waschkolonne, in der 'die durch 9 einziehenden Gase abgekühlt werden, und dem Wärmeaustauscher. Ein Teil der Lösung wird in einem beliebigen Abschnitt .des Kreislaufes, beispielweise durch ein mit Hahn 24 versehenes Rohr 23 oder zweckmäßig vor dem Abkühlen durch ein mit Hahn 26 versehenes Rohr 25 abgezogen, während die von Alkohol befreiten Gase am Kopf der Waschkolonne durch Rohr 17 abziehen, um im Kreislauf in Idas Reaktionsgefäß z zurückzukehren. Beispiele i. In r t auf 13o° erhitzte 72o/oige Schwefelsäure führt man zooo cbm Äthylen je Stunde bei gewöhnlichem Druck ein; es entstehen stündlich z z kg Äthylalkohol. Die das Reaktionsgefäß verlassenden Gase gelangen über einen Schaumbrecher in eine Waschkolonne, die gleichzeitig als Mischkondensator wirkt und. bei gewöhnlichem bzw. leicht erhöhtem Druck betrieben wird. Hierbei wird der Alkohol als Lösung von 5';G. L. abgezogen.In a washing column 14, the lower part of which is designed as a mixing condenser, a solvent is introduced at the top through pipe 15, which flows downward in countercurrent to the gases and vapors coming from the foam breaker 7 via pipe 9. The alcoholic solution, which leaves the lower part of the column through pipe 16, is taken up by a pump 20, cooled in a heat exchanger 21 and returned through 22 to the mixing condenser, where it comes into direct contact with the gases. The alcoholic solution thus describes a circuit between the lower zone of the scrubbing column, in which the 9 gases drawn in are cooled, and the heat exchanger. Part of the solution is drawn off in any section of the circuit, for example through a pipe 23 provided with a tap 24 or, appropriately before cooling, through a pipe 25 provided with a tap 26, while the gases freed from alcohol at the head of the washing column through pipe 17 withdraw to return to the circuit in Ida's reaction vessel z. Examples i. Zooo cbm of ethylene per hour are introduced into 72% sulfuric acid heated to 130 ° at ordinary pressure; zz kg of ethyl alcohol are produced every hour. The gases leaving the reaction vessel pass via a foam breaker into a scrubbing column, which also acts as a mixing condenser. is operated at normal or slightly increased pressure. Here, the alcohol is drawn off as a solution from 5 '; GL.

2. In r t auf roo° erhitzte 6oo/oige Schwefelsäure führt man zooo-cbm Propylen je Stunde bei gewöhnlichemDruck ein, die mit 54kgIsopropanol beladen abziehen. Die Gase werden stündlich mit 500 kg Butylkresol in einer Waschkolonne 14, die gleichzeitig als Mischkondensator wirkt, gewaschen, an deren Fuß man eine zoo/oige Lösung von Isopropanol abzieht, die man durch Destillation von Butylkresol trennt.2. In 600 / o sulfuric acid heated to rt to roo °, zooo cbm of propylene per hour is introduced at normal pressure, which is withdrawn loaded with 54 kg of isopropanol. The gases are washed hourly with 500 kg of butyl cresol in a wash column 14, which also acts as a mixing condenser, at the foot of which a zoo / o solution of isopropanol is drawn off, which is separated from butyl cresol by distillation.

Als Lösungsmittel verwendet man eine Flüssigkeit, die ein hohes Lösungsvermögen für alkoholische Dämpfe . und ein möglichst geringes Lösungsvermögen für das jeweils zu behandelnde Olefin besitzt, wie Wasser, Kresole und deren Homologe, höhere Alkohole wie Cyclohexanol, Glykol, Glycerin für sich oder im Gerhisch miteinander, ferner Salzlösungen, z. B. von Chlorcalcium.The solvent used is a liquid that has a high dissolving power for alcoholic vapors. and the lowest possible solvency for each The olefin to be treated has, like water, cresols and their homologues, higher alcohols such as cyclohexanol, glycol, glycerine alone or in combination with one another, furthermore Saline solutions, e.g. B. of calcium chloride.

Claims

PATENT CLAIMS: e.g. Process for hydrating oleunes in one Hydration bath, and separating the alcohol entrained by a large amount of gas with the aid of a solvent before the gases are returned to the hydration bath, characterized in that the gases without prior cooling directly with the Washes solvent in a wash column, the lower part of which acts as a mixing condenser acts, with the alcoholic solution formed in the upper part between the lower part of the column and a cooler is kept in circulation.

2. Device for carrying out the method according to claim z, characterized by a column (r4) with line (z5) for the supply of the solvent and: line (9) for the introduction of the gas mixture from the reaction vessel and tube (z6) for the Drain of the alcoholic solution from the lower part, which is sent to a heat exchanger (2i) is connected, via line (22) for .the return of the alcoholic Solution is in communication with the column.