EP2401045A1 - Method for the distillative processing of a methanol/water mixture and method for producing alkali methylates - Google Patents

Method for the distillative processing of a methanol/water mixture and method for producing alkali methylates

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EP2401045A1
EP2401045A1 EP10703905A EP10703905A EP2401045A1 EP 2401045 A1 EP2401045 A1 EP 2401045A1 EP 10703905 A EP10703905 A EP 10703905A EP 10703905 A EP10703905 A EP 10703905A EP 2401045 A1 EP2401045 A1 EP 2401045A1
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EP
European Patent Office
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methanol
column
evaporator
distillation column
water mixture
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10703905A
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German (de)
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Inventor
Gerd Kaibel
Tilmann Sirch
Raimund Felder
Josef Guth
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BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/009Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping in combination with chemical reactions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/28Evaporating with vapour compression
    • B01D1/284Special features relating to the compressed vapour
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

The invention relates to a method for the distillative processing of a methanol/water mixture, wherein a methanol/water mixture is added to a distillation column (1), a vapor stream substantially comprising methanol is removed at the head of the distillation column (1), and a bottom stream substantially comprising water is withdrawn at the base of the distillation column (1), at least part of the vapor stream substantially comprising methanol is condensed and the condensed vapor stream is added as heating vapor to an evaporator (11), in which at least part of the methanol/water mixture to be separated is vaporized. The invention further relates to a method for producing alkali methylates in a reaction column (31), wherein methanol and alkaline lye are added to the reaction column (31). At the lower end of the reaction column (31), alkali methylate dissolved in methanol is withdrawn, and a methanol/water mixture is withdrawn at the upper end of the reaction column (31) and the methanol/water mixture is processed by way of the method for distillative processing.

Description

Verfahren zur destillativen Aufarbeitung eines Methanol/Wasser-Gemischs sowie Verfahren zur Herstellung von Alkalimethylaten Process for the distillative work-up of a methanol / water mixture and process for the preparation of alkali metal methoxide
Beschreibungdescription
Di e Erfindung betrifft ein Verfahren zur destillativen Aufarbeitung eines Methanol/Wasser-Gemischs. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Alkalimethanolaten in einer Reaktionskolonne, wobei der Reaktionskolonne Methanol und Alkalilauge zugegeben wird, am unteren Ende der Reaktionskolonne in Me- thanol gelöstes Alkalimethanolat entnommen wird und am oberen Ende der Reaktionskolonne ein Methanol/Wasser-Gemisch entnommen wird. Das Methanol/Wasser- Gemisch wird durch das Verfahren zur destillativen Aufarbeitung aufgearbeitet.Di e invention relates to a process for the distillative workup of a methanol / water mixture. Furthermore, the invention relates to a process for the preparation of Alkalimethanolaten in a reaction column, wherein the reaction column methanol and lye is added, at the lower end of the reaction column in methanol solubilized alkali is removed and at the upper end of the reaction column, a methanol / water mixture is removed , The methanol / water mixture is worked up by the process for distillative work-up.
Ein Methanol und Wasser enthaltendes Gemisch fällt zum Beispiel bei der Herstellung von Alkalimethylaten aus wässriger, gegebenenfalls mit Methanol versetzter Alkalilauge und Methanol an. Ein solches Verfahren zur Herstellung von Alkalimethylaten ist zum Beispiel beschrieben in EP-A 1 242 345. Hierbei wird die Reaktion in einer Reaktionskolonne durchgeführt, der am Kopf ein wässriger, gegebenenfalls mit Methanol versetzter Alkalilaugestrom und im unteren Bereich dampfförmiges Methanol zugefah- ren wird. Am Kolonnenkopf der Reaktionskolonne entweicht ein Wasser enthaltender Methanolstrom. Dieser wird in einer Rektifikationskolonne aufgearbeitet. Der Methanol und Wasser enthaltende Strom wird der Destillationskolonne, in der die Aufarbeitung erfolgt, als Seitenstrom, vorzugsweise dampfförmig, zugeführt. In der Destillationskolonne erfolgt eine Auftrennung des Methanol/Wasser-Gemischs in einen im Wesentli- chen Methanol enthaltenden Strom, der am Kopf der Kolonne abgezogen wird, und einen im Wesentlichen Wasser enthaltenden Strom, der am Fuß der Kolonne abgezogen wird. Um die für die Destillation notwendige Energie zuzuführen, wird zumindest ein Teil des am Fuß der Kolonne abgezogenen im Wesentlichen Wasser enthaltenden Stroms in einem Verdampfer verdampft. Der Verdampfer wird hierzu üblicherweise mit Heizdampf beheizt. Dies hat jedoch den Nachteil, dass dem Prozess von außen eine große Energiemenge zugeführt werden muss. So ist insbesondere bei der Beheizung mit Heizdampf zunächst die Erzeugung des Heizdampfes notwendig. Das am Kopf der Destillationskolonne gewonnene Methanol wird zum Teil in einem Kondensator kondensiert und in die Kolonne zurückgeführt, der restliche Teil wird als Feed in die Reak- tionskolonne geleitet.A mixture containing methanol and water is obtained, for example, in the preparation of alkali metal methylates from aqueous alkali metal hydroxide, optionally mixed with methanol, and methanol. Such a process for the preparation of alkali metal methoxides is described, for example, in EP-A 1 242 345. In this case, the reaction is carried out in a reaction column, which at the top is fed with an aqueous, optionally methanol-mixed, alkali-leach stream and methanol in the lower region. At the top of the reaction column, a water-containing methanol stream escapes. This is worked up in a rectification column. The methanol and water-containing stream is the distillation column, in which the workup is carried out as a side stream, preferably in the form of vapor. In the distillation column, a separation of the methanol / water mixture into a substantially methanol-containing stream which is withdrawn at the top of the column, and a substantially water-containing stream, which is withdrawn at the bottom of the column. In order to supply the energy necessary for the distillation, at least part of the substantially water-containing stream withdrawn at the bottom of the column is evaporated in an evaporator. The evaporator is usually heated for this purpose with heating steam. However, this has the disadvantage that the process from outside a large amount of energy must be supplied. Thus, in particular when heating with heating steam, first the generation of the heating steam is necessary. The methanol recovered at the top of the distillation column is partly condensed in a condenser and returned to the column, the remainder being fed as feed into the reaction column.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Alkalimethylaten ist aus EP-A 1 997 794 bekannt. Auch bei diesem Verfahren wird das in der Reaktionskolonne anfallende Methanol/Wasser-Gemisch einer Destillationskolonne zugeführt, in der das Gemisch in einen im Wesentlichen Methanol enthaltenden Kopfstrom und einen im Wesentlichen Wasser enthaltenden Sumpfstrom aufgetrennt wird. Die Beheizung erfolgt ebenfalls am Sumpf der Kolonne über einen konventionell beheizten Verdampfer.Another process for the preparation of alkali metal methoxide is known from EP-A 1 997 794. In this process as well, the methanol / water mixture obtained in the reaction column is fed to a distillation column in which the mixture is passed into an essentially methanol-containing overhead stream and essentially Water containing bottom stream is separated. The heating also takes place at the bottom of the column via a conventionally heated evaporator.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Aufbereitung eines Me- thanol/Wasser-Gemischs bereitzustellen, das mit einem gegenüber den bekannten Verfahren reduzierten Bedarf an zuzuführendem Heizdampf betrieben werden kann.The object of the present invention is to provide a process for the treatment of a methanol / water mixture, which can be operated with a reduced compared to the known methods need to be supplied to heating steam.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur destillativen Aufarbeitung eines Me- thanol/Wasser-Gemischs, das folgende Schritte umfasst:The object is achieved by a process for the distillative workup of a methanol / water mixture, comprising the following steps:
(a) Zugabe des Methanol/Wasser-Gemischs in eine Destillationskolonne,(a) adding the methanol / water mixture to a distillation column,
(b) Entnahme eines im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstroms am Kopf der Destillationskolonne und eines im Wesentlichen Wasser enthaltenden Sumpfstroms am Fuß der Kolonne,(b) removing a substantially methanol-containing vapor stream at the top of the distillation column and a substantially water-containing bottom stream at the bottom of the column,
(c) Verdichten zumindest eines Teils des im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstroms,(c) compressing at least a portion of the substantially methanol-containing vapor stream,
(d) Zugabe des verdichteten Brüdenstroms als Heizdampf in einen Verdampfer, in dem zumindest ein Teil des zu trennenden Methanol/Wasser-Gemischs verdampft wird.(D) adding the compressed vapor stream as heating steam in an evaporator in which at least a portion of the methanol / water mixture to be separated is evaporated.
Durch das Verdichten zumindest eines Teils des im Wesentlichen Methanol enthalten- den Brüdenstroms und die Zugabe des verdichteten Brüdenstroms als Heizdampf in einen Verdampfer, in dem zumindest ein Teil des zu trennenden Methanol/Wasser- Gemischs verdampft wird, kann die zum Betrieb der Destillationskolonne benötigte Menge an Heizdampf stark reduziert oder gegebenenfalls sogar vollständig eingespart werden. Es ist nur Energie zuzuführen zum Betrieb des Verdichters zum Verdichten des Brüdenstroms. Da zumindest ein Teil des Brüdenstroms Energie zum Verdampfen abgibt und nicht der gesamte Brüdenstrom aus dem Prozess entfernt wird, wird hierdurch gleichzeitig auch die von außen zuzuführende Energiemenge reduziert.By compressing at least part of the essentially methanol-containing vapor stream and adding the compressed vapor stream as heating steam into an evaporator in which at least a portion of the methanol / water mixture to be separated is evaporated, the amount required to operate the distillation column greatly reduced in heating steam or possibly even completely saved. It is only necessary to supply energy for the operation of the compressor for compressing the vapor stream. Since at least part of the vapor stream gives off energy for vaporization and not the entire vapor stream is removed from the process, this also simultaneously reduces the amount of energy to be supplied from the outside.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet "im Wesentlichen Methanol enthal- tend" einen Anteil an Methanol von mindestens 99 Gew.-%, bevorzugt von mindestens 99,9 Gew.-% und insbesondere von mindestens 99,99 Gew.-%.In the context of the present invention, "substantially methanol-containing" means a proportion of methanol of at least 99% by weight, preferably of at least 99.9% by weight and in particular of at least 99.99% by weight.
Im Wesentlichen Wasser enthaltend bedeutet einen Anteil an Wasser im Stoffstrom von mindestens 95 Gew.-%, bevorzugt von mindestens 99 Gew.-% und insbesondere von mindestens 99,99 Gew.-%. Die Entnahme des Brüdenstroms am Kopf der Destillationskolonne bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass der Brüdenstrom als Kopfstrom oder als Seitenabzug oberhalb der Einbauten in der Destillationskolonne entnommen wird. Die Ent- nähme des im Wesentlichen Wasser enthaltenden Sumpfstroms am Fuß der Kolonne erfolgt üblicherweise am unteren Boden der Kolonne, jedoch kann die Entnahme auch über einen Seitenabzug im Sumpf erfolgen.Substantially containing water means a proportion of water in the stream of at least 95 wt .-%, preferably of at least 99 wt .-% and in particular of at least 99.99 wt .-%. The removal of the vapor stream at the top of the distillation column means in the context of the present invention that the vapor stream is removed as top stream or as a side draw above the internals in the distillation column. The removal of the substantially water-containing bottoms stream at the bottom of the column is usually carried out at the bottom of the column, but the removal can also take place via a side draw in the bottom.
Als Destillationskolonne kann jede beliebige, dem Fachmann bekannte Destillationsko- lonne eingesetzt werden. Üblicherweise eingesetzte Destillationskolonnen weisen Einbauten auf. Geeignete Einbauten sind zum Beispiel Böden, unstrukturierte Packungen oder strukturierte Packungen. Als Böden werden üblicherweise Glockenböden, Siebböden, Ventilböden, Tunnelböden oder Schlitzböden eingesetzt. Unstrukturierte Packungen sind im Allgemeinen Füllkörperschüttungen. Als Füllkörper werden üblicher- weise Raschigringe, Pallringe, Berl-Sättel oder Intalox®-Sättel verwendet. Strukturierte Packungen werden zum Beispiel unter dem Handelsnamen Mellapack® der Firma Sulzer vertrieben. Neben den genannten Einbauten weitere geeignete Einbauten sind dem Fachmann bekannt und können ebenfalls verwendet werden.Any distillation column known to those skilled in the art can be used as the distillation column. Usually used distillation columns have internals. Suitable internals are, for example, trays, unstructured packs or structured packings. As trays usually bubble trays, trays, valve trays, tunnel trays or slot floors are used. Unstructured packages are generally packed beds. Suitable packing elements are customarily as Raschig rings, Pall rings, Berl saddles or Intalox ® saddles used. Structured packings are sold for example under the trade name Mellapack ® Sulzer. In addition to the above-mentioned internals further suitable internals are known in the art and can also be used.
Bevorzugte Einbauten weisen einen geringen spezifischen Druckverlust pro theoretischer Trennstufe auf. Strukturierte Packungen und Füllkörper haben zum Beispiel einen deutlich kleineren Druckverlust pro theoretischer Trennstufe als Böden. Dies hat den Vorteil, dass der Druckverlust in der Destillationskolonne möglichst gering bleibt und somit die mechanische Leistung des Verdichters und die Temperatur des zu ver- dampfenden Methanol/Wasser-Gemischs gering bleibt.Preferred internals have a low specific pressure loss per theoretical separation stage. For example, structured packing and packing have a much lower pressure drop per theoretical plate than plates. This has the advantage that the pressure loss in the distillation column remains as low as possible and thus the mechanical performance of the compressor and the temperature of the methanol / water mixture to be vaporized remain low.
Wenn in der Kolonne strukturierte Packungen oder unstrukturierte Packungen enthalten sind, so können diese geteilt sein oder es kann eine durchgehende Packung vorliegen. Üblicherweise sind jedoch mindestens zwei Packungen vorgesehen, eine Pa- ckung oberhalb der Zulaufstelle des Methanol/Wasser-Gemischs und eine Packung unterhalb der Zulaufstelle des Methanol/Wasser-Gemischs. Wenn eine unstrukturierte Packung eingesetzt wird, beispielsweise eine Füllkörperpackung, so liegen die Füllkörper üblicherweise auf einem geeigneten Siebboden oder Gitterboden auf.If structured packings or unstructured packs are contained in the column, they may be divided or there may be a continuous packing. Usually, however, at least two packs are provided, one pack above the feed point of the methanol / water mixture and one pack below the feed point of the methanol / water mixture. If an unstructured packing is used, for example a packed body, the fillers are usually located on a suitable sieve bottom or grid floor.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Verdampfer, der mit dem verdichteten Teil des im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstroms beheizt wird, ein Zwischenverdampfer. Das bedeutet, dass der Verdampfer oberhalb des Sumpfs der Destillationskolonne angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass die Temperatur des zu verdampfenden Methanol/Wasser-Gemischs, das der Destillationskolonne entnommen wird und durch den Verdampfer geführt wird, eine geringere Verdampfungstemperatur aufweist als der am Sumpf der Kolonne entnommene, im Wesentlichen Wasser enthaltende Sumpfstrom. Zur Verdampfung des Methanol/Wasser-Gemischs in einem Zwischenverdampfer muss der Brüdenstrom somit weniger stark verdichtet werden, was eine geringere Energiezufuhr zur Verdichtung notwendig macht.In a preferred embodiment, the evaporator, which is heated with the compressed part of the substantially methanol-containing vapor stream, an intermediate evaporator. This means that the evaporator is arranged above the bottom of the distillation column. This has the advantage that the temperature of the methanol / water mixture to be evaporated, which is taken from the distillation column and passed through the evaporator, has a lower evaporation temperature has as the withdrawn at the bottom of the column, substantially water-containing bottom stream. For vaporization of the methanol / water mixture in an intermediate evaporator, the vapor stream must therefore be compressed less strongly, which makes a lower energy supply necessary for compression.
Neben dem Beheizen eines Zwischenverdampfers mit dem verdichteten Brüdenstrom ist es jedoch auch möglich, einen Verdampfer zu beheizen, mit dem zumindest ein Teil des Sumpfstroms der Destillationskolonne beheizt wird. Dies erfordert jedoch eine stärkere Verdichtung des Brüdenstroms und damit eine größere Energiemenge, die zur Verdichtung des Brüdenstroms erforderlich ist.In addition to the heating of an intermediate evaporator with the compressed vapor stream, however, it is also possible to heat an evaporator with which at least a portion of the bottom stream of the distillation column is heated. However, this requires a stronger compression of the vapor stream and thus a larger amount of energy that is required to compress the vapor stream.
Bevorzugt ist deshalb der Verdampfer, dem der verdichtete Brüdenstrom als Heizdampf zugegeben wird, ein Zwischenverdampfer.Preferably, therefore, the evaporator to which the compressed vapor stream is added as heating steam, an intermediate evaporator.
Der Verdampfer ist üblicherweise außerhalb der Destillationskolonne angeordnet. Über einen Abzug aus der Kolonne wird das in dem Verdampfer zu verdampfende Methanol/Wasser-Gemisch abgezogen und dem Verdampfer zugeführt. Über einen Zulauf wird das verdampfte Gemisch gegebenenfalls mit einem Restanteil Flüssigkeit wieder in die Destillationskolonne zurückgeführt. Wenn der Verdampfer ein Zwischenverdamp- fer ist, ist der Abzug, über den das Methanol/Wasser-Gemisch abgezogen und dem Verdampfer zugeführt wird, ein Seitenabzug und der Zulauf, über den das verdampfte Methanol/Wasser-Gemisch der Kolonne wieder zugeführt wird, ein Seitenzulauf. Wenn der Verdampfer den Kolonnensumpf beheizt, so wird zumindest ein Teil des Sumpfabzugsstroms dem Verdampfer zugeführt, im Verdampfer verdampft und im Bereich des Sumpfs wieder in die Kolonne zurückgeführt. Alternativ ist es jedoch auch möglich, zum Beispiel auf einem geeigneten Boden bei Einsatz eines Zwischenverdampfers oder im Sumpf der Kolonne Rohre auszubilden, die von dem verdichteten Brüdenstrom durchströmt werden. In diesem Fall erfolgt die Verdampfung auf dem Boden bzw. im Sumpf der Kolonne. Bevorzugt ist es jedoch, den Verdampfer außerhalb der Kolonne anzuordnen.The evaporator is usually arranged outside the distillation column. About a deduction from the column to be evaporated in the evaporator methanol / water mixture is withdrawn and fed to the evaporator. Via an inlet, the vaporized mixture is optionally returned to the distillation column with a residual liquid. If the evaporator is a Zwischenverdamp- fer, the trigger through which the methanol / water mixture is withdrawn and fed to the evaporator, a side draw and the inlet through which the vaporized methanol / water mixture is fed back to the column, a side feed. When the evaporator heats the bottom of the column, at least part of the bottom withdrawal stream is fed to the evaporator, evaporated in the evaporator and returned to the column in the region of the bottom. Alternatively, however, it is also possible to form, for example, on a suitable base when using an intermediate evaporator or in the bottom of the column tubes, which are flowed through by the compressed vapor stream. In this case, the evaporation takes place on the bottom or in the bottom of the column. However, it is preferred to arrange the evaporator outside the column.
Geeignete Verdampfer, die mit dem verdichteten Brüdenstrom beheizt werden können, sind zum Beispiel Naturumlaufverdampfer, Zwangsumlaufverdampfer, Zwangsumlaufverdampfer mit Entspannung, Dampfkessel, Fallfilmverdampfer oder Dünnschichtver- dampfer. Als Wärmeübertrager für den Verdampfer wird bei Naturumlaufverdampfern und Zwangsumlaufverdampfern üblicherweise ein Rohrbündel oder Plattenapparat eingesetzt. Bei Einsatz eines Rohrbündelübertragers kann der verdichtete Brüdenstrom entweder durch die Rohre strömen und das zu verdampfende Methanol/Wasser-Gemisch die Rohre umströmen oder aber der verdichtete Brüdenstrom umströmt die Rohre und das zu verdampfende Methanol/Wasser-Gemisch durchströmt die Rohre. Bei einem Fallfilmverdampfer wird das zu verdampfende Methanol/Wasser- Gemisch üblicherweise als dünner Film auf der Innenseite eines Rohres zugegeben und das Rohr wird von außen beheizt. Im Unterschied zu einem Fallfilmverdampfer ist in einem Dünnschichtverdampfer zusätzlich ein Rotor mit Wischern vorgesehen, der die zu verdampfende Flüssigkeit auf der Innenwand des Rohres zu einem dünnen Film verteilt.Suitable evaporators which can be heated with the compressed vapor stream are, for example, natural circulation evaporators, forced circulation evaporators, forced circulation evaporators with expansion, steam boilers, falling film evaporators or thin-film evaporators. As a heat exchanger for the evaporator usually a tube bundle or plate apparatus is used in natural circulation evaporators and forced circulation evaporators. When using a Rohrbündelübertragers the compressed vapor stream can either flow through the tubes and the methanol / water mixture to be evaporated flow around the tubes or flows around the compressed vapor stream flows around the tubes and the methanol / water mixture to be evaporated the pipes. In a falling film evaporator, the methanol / water mixture to be evaporated is usually added as a thin film on the inside of a pipe, and the pipe is heated from the outside. In contrast to a falling-film evaporator, a rotor with wipers is additionally provided in a thin-film evaporator, which distributes the liquid to be evaporated on the inner wall of the tube into a thin film.
Neben den genannten kann aber auch jede beliebige andere, dem Fachmann bekannte Verdampferbauart, die sich zum Einsatz an einer Destillationskolonne eignet, einge- setzt werden.In addition to those mentioned, however, it is also possible to use any other type of evaporator known to those skilled in the art, which is suitable for use in a distillation column.
Wenn der Verdampfer, der mit dem verdichteten Brüdenstrom als Heizdampf betrieben wird, ein Zwischenverdampfer ist, ist es bevorzugt, wenn der Zwischenverdampfer im Abtriebsteil der Destillationskolonne oder im Bereich der Zulaufstelle des Metha- nol/Wasser-Gemischs angeordnet ist. Durch die Anordnung des Zwischenverdampfers im Abtriebsteil der Destillationskolonne oder im Bereich der Zulaufstelle des Metha- nol/Wasser-Gemischs kann ein überwiegender Teil der Heizenergie durch den Zwischenverdampfer eingebracht werden. So ist es zum Beispiel möglich, über 80% der Energie über den Zwischenverdampfer einzubringen. Erfindungsgemäß wird der Zwi- schenverdampfer vorzugsweise so angeordnet und/oder gestaltet, dass mit diesem mehr als 50%, insbesondere mehr als 75% der für die Destillation benötigten Gesamtenergie eingebracht werden.If the evaporator, which is operated with the compressed vapor stream as heating steam, is an intermediate evaporator, it is preferred if the intermediate evaporator is arranged in the stripping section of the distillation column or in the region of the feed point of the methanol / water mixture. Due to the arrangement of the intermediate evaporator in the stripping section of the distillation column or in the region of the feed point of the methanol / water mixture, a predominant part of the heating energy can be introduced through the intermediate evaporator. For example, it is possible to introduce over 80% of the energy via the intermediate evaporator. According to the invention, the intermediate evaporator is preferably arranged and / or designed such that more than 50%, in particular more than 75%, of the total energy required for the distillation is introduced therewith.
Bei Einsatz eines Zwischenverdampfers ist es insbesondere vorteilhaft, wenn der Zwi- schenverdampfer so angeordnet ist, dass die Destillationskolonne unterhalb des Zwischenverdampfers 1 bis 50 theoretische Böden aufweist und oberhalb des Zwischenverdampfers 1 bis 200 theoretische Böden. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn die Destillationskolonne unterhalb des Zwischenverdampfers 2 bis 10 theoretische Böden aufweist und oberhalb des Zwischenverdampfers 20 bis 50 theoretische Böden.When using an intermediate evaporator, it is particularly advantageous if the intermediate evaporator is arranged such that the distillation column below the intermediate evaporator has from 1 to 50 theoretical plates and above the intermediate evaporator from 1 to 200 theoretical plates. In particular, it is preferred if the distillation column below the intermediate evaporator has 2 to 10 theoretical plates and above the intermediate evaporator 20 to 50 theoretical plates.
Der Seitenabzugsstrom, über den das Methanol/Wasser-Gemisch dem Zwischenverdampfer zugeführt wird, und der Seitenzulauf, über den das verdampfte Methanol/Wasser-Gemisch aus dem Verdampfer wieder der Destillationskolonne zugeführt wird, können zwischen den gleichen Böden der Destillationskolonne positioniert sein. Es ist jedoch auch möglich, dass Seitenabzug und Seitenzulauf auf unterschiedlicher Höhe liegen.The side draw stream through which the methanol / water mixture is fed to the intermediate evaporator and the side feed via which the vaporized methanol / water mixture from the evaporator is returned to the distillation column may be positioned between the same trays of the distillation column. However, it is also possible that the side print and the page feed are at different heights.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist bei Einsatz eines Zwischenverdampfers der Durchmesser der Destillationskolonne oberhalb des Zwischenverdampfers größer als der Durchmesser der Destillationskolonne unterhalb des Zwischenverdampfers. Dies hat den Vorteil, dass Investitionskosten gespart werden können.In a preferred embodiment, when using an intermediate evaporator, the diameter of the distillation column above the intermediate evaporator is greater than the diameter of the distillation column below the intermediate evaporator. This has the advantage that investment costs can be saved.
Das Verdichten des Brüdenstroms in Schritt (c) kann auf jede beliebige, dem Fach- mann bekannte Art erfolgen. So kann die Verdichtung zum Beispiel einstufig oder mehrstufig durchgeführt werden. Bei einer mehrstufigen Verdichtung können mehrere Verdichter gleicher Bauart oder Verdichter unterschiedlicher Bauart eingesetzt werden.The compression of the vapor stream in step (c) can be carried out in any manner known to those skilled in the art. For example, the compaction can be carried out in one or more stages. In a multi-stage compression several compressors of the same design or compressors of different types can be used.
Der Einsatz einer einstufigen Verdichtung oder einer mehrstufigen Verdichtung ist da- von abhängig, auf welchen Druck der Brüdenstrom verdichtet werden soll. Wenn der verdichtete Brüdenstrom zum Beheizen eines Zwischenverdampfers eingesetzt wird, ist die mit dem Verdichter zu überwindende Druckdifferenz kleiner als bei dem Einsatz des Brüdenstroms zum Beheizen eines Verdichters am Sumpf der Destillationskolonne. Die größere zu überwindende Druckdifferenz kann durch zusätzliche Verdichterstu- fen oder durch einen stärkeren Verdichter überwunden werden. Üblicherweise werden jedoch zusätzliche Verdichterstufen eingesetzt.The use of single-stage compression or multi-stage compression depends on the pressure at which the vapor stream is to be compressed. When the compressed vapor stream is used for heating an intermediate evaporator, the pressure difference to be overcome with the compressor is smaller than when using the vapor stream for heating a compressor at the bottom of the distillation column. The larger pressure difference to be overcome can be overcome by additional compressor stages or by a more powerful compressor. Usually, however, additional compressor stages are used.
Als Verdichter zum Verdichten des Brüdenstroms eignet sich jeder beliebige, dem Fachmann bekannte Verdichter, mit dem sich Gasströme verdichten lassen. Geeignete Verdichter sind zum Beispiel ein- oder mehrstufige Turbinen, Kolbenverdichter, Schraubenverdichter, Zentrifugalverdichter oder Axialverdichter.As a compressor for compressing the vapor stream is any, known in the art compressor with which can compress gas streams. Suitable compressors are, for example, single-stage or multi-stage turbines, reciprocating compressors, screw compressors, centrifugal compressors or axial compressors.
Bei einer mehrstufigen Verdichtung werden für die jeweils zu überwindenden Druckstufen geeignete Verdichter eingesetzt.In a multi-stage compression suitable compressors are used for each to be overcome pressure levels.
Zusätzlich zu dem mit dem verdichteten Brüdenstrom betriebenen Verdampfer wird vorzugsweise ein weiterer, konventionell beheizter Verdampfer eingesetzt, der am Sumpf der Destillationskolonne angeordnet ist. Wenn der mit dem Brüdenstrom beheizte Verdampfer ebenfalls am Sumpf der Kolonne angeordnet ist, kann der konventi- onell beheizte Verdampfer zum Beispiel dazu genutzt werden, während des Betriebes der Destillationskolonne zusätzlich Wärme zuzuführen. Im Allgemeinen wird der konventionell beheizte Verdampfer jedoch dazu genutzt, die Kolonne anzufahren. Beim Anfahren der Kolonne steht noch nicht ausreichend Brüden zur Verfügung, mit dem der Verdampfer beheizt werden kann, so dass zunächst von außerhalb Wärme zugeführt werden muss. Nach dem Anfahren der Destillationskolonne nimmt die Brüdenmenge, die am Kopf der Kolonne entnommen werden kann, zu und der Betrieb kann auf den mit dem verdichteten Brüdenstrom beheizten Verdampfer umgestellt werden. Hierbei ist es einerseits möglich, den Verdampfer, der mit dem Brüdenstrom beheizt wird, langsam in Betrieb zu nehmen und den konventionell beheizten Verdampfer entsprechend weniger zu beheizen oder es wird gewartet, bis sich ein stationärer Betriebszustand in der Destillationskolonne eingestellt hat, und dann vom konventionell beheizten Verdampfer auf den mit dem verdichteten Brüdenstrom beheizten Verdampfer umgeschaltet.In addition to the evaporator operated with the compressed vapor stream, another conventionally heated vaporiser is preferably used, which is arranged at the bottom of the distillation column. If the evaporator heated with the vapor stream is likewise arranged at the bottom of the column, the conventionally heated evaporator can be used, for example, to additionally supply heat during operation of the distillation column. In general, however, the conventionally heated evaporator is used to start the column. When starting the column is still not sufficient vapor available, with which the evaporator can be heated, so that first must be supplied from outside heat. After starting the distillation column takes the amount of vapor that can be removed at the top of the column, and the operation can be switched to the heated with the compressed vapor stream evaporator. In this case, it is possible, on the one hand, to slowly start up the evaporator, which is heated with the vapor stream, and to heat the conventionally heated evaporator correspondingly less, or it waits until a stationary operating state is reached the distillation column has been set, and then switched from the conventionally heated evaporator to the heated with the compressed vapor stream evaporator.
Wenn mit dem verdichteten Brüdenstrom ein Zwischenverdampfer beheizt wird, wird der zusätzliche, konventionell beheizte Verdampfer genutzt, um weitere Wärme am Sumpf der Kolonne in die Destillationskolonne einzubringen. In diesem Fall wird der konventionell beheizte Verdampfer über die gesamte Betriebsdauer der Destillationskolonne betrieben. Auch hier muss zum Anfahren der Kolonne zunächst über den kon- ventionell beheizten Verdampfer eine größere Wärmemenge in die Destillationskolonne eingebracht werden, bis der Zwischenverdampfer mit einem ausreichend großen Brüdenstrom versorgt werden kann, um diesen zu beheizen. Dann kann die Wärmemenge, die mit dem konventionell beheizten Verdampfer in die Destillationskolonne eingebracht wird, verringert werden. Alternativ ist es bei Einsatz eines Zwischenver- dampfers auch möglich, zwei konventionell beheizte Verdampfer am Sumpf der Kolonne einzusetzen. Der zusätzliche konventionell beheizte Verdampfer wird dann zum Anfahren der Kolonne genutzt und der andere konventionell beheizte Verdampfer wird während des Betriebs der Kolonne weiter betrieben.If an intermediate evaporator is heated with the compressed vapor stream, the additional, conventionally heated evaporator is used to introduce further heat at the bottom of the column in the distillation column. In this case, the conventionally heated evaporator is operated over the entire operating life of the distillation column. Again, to start the column, a larger amount of heat must first be introduced into the distillation column via the conventionally heated evaporator until the intermediate evaporator can be supplied with a sufficiently large vapor stream in order to heat it. Then the amount of heat that is introduced into the distillation column with the conventionally heated evaporator can be reduced. Alternatively, if an intermediate evaporator is used, it is also possible to use two conventionally heated evaporators at the bottom of the column. The additional conventionally heated evaporator is then used to start the column and the other conventionally heated evaporator continues to operate during operation of the column.
Das in der Destillationskolonne zu trennende Methanol/Wasser-Gemisch kann flüssig oder gasförmig zugeführt werden. Bevorzugt wird das Methanol/Wasser-Gemisch jedoch gasförmig zugeführt. Die Zugabe des Methanol/Wasser-Gemischs erfolgt vorzugsweise über einen Seitenzulauf.The methanol / water mixture to be separated in the distillation column can be fed in liquid or gaseous form. Preferably, however, the methanol / water mixture is supplied in gaseous form. The addition of the methanol / water mixture is preferably carried out via a side feed.
Wenn das in der Destillationskolonne zu trennende Methanol/Wasser-Gemisch aus der Herstellung von Alkalimethylaten entstammt, so wird das Methanol/Wasser-Gemisch vorzugsweise gasförmig in die Destillationskolonne zugegeben.When the methanol / water mixture to be separated in the distillation column originates from the preparation of alkali metal methoxides, the methanol / water mixture is preferably added in gaseous form to the distillation column.
Der Druck, mit dem die Destillationskolonne betrieben wird, liegt vorzugsweise im Be- reich von 0,2 bis 10 bar, insbesondere im Bereich von 0,5 bis 3 bar.The pressure at which the distillation column is operated is preferably in the range from 0.2 to 10 bar, in particular in the range from 0.5 to 3 bar.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Teil des im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstroms kondensiert und in die Destillationskolonne zurückgeleitet. Der kondensierte und in die Destillationskolonne zurückgeleitete Teil des Brü- denstroms kann dabei einerseits dem verdichteten Brüdenstrom, mit dem der Verdampfer beheizt wird, entnommen werden oder alternativ ein zusätzlicher Teil, der nicht verdichtet wird. Wenn ein Teil des Brüdenstroms, mit dem der Verdampfer betrieben wird, kondensiert und in die Destillationskolonne zurückgeführt wird, so wird der in die Destillationskolonne zurückgeführte Teil vorzugsweise vor der Zugabe in die Destil- lationskolonne auf den Betriebsdruck der Destillationskolonne entspannt. Durch die Rückführung des kondensierten Brüdenstroms in den Kopf der Kolonne wird die Konzentration an Methanol erhöht und eine verbesserte Abtrennung von Methanol und eine größere Reinheit des Methanols im Brüdenstrom erzielt.In one embodiment of the invention, a portion of the substantially methanol-containing vapor stream is condensed and returned to the distillation column. The condensed and returned to the distillation column part of the Brü- denströmen can be taken on the one hand the compressed vapor stream, with which the evaporator is heated, or alternatively an additional part, which is not compressed. When a portion of the vapor stream at which the evaporator is operated is condensed and returned to the distillation column, the portion recycled to the distillation column is preferably expanded to the operating pressure of the distillation column prior to addition to the distillation column. By the Returning the condensed vapor stream to the top of the column increases the concentration of methanol and achieves improved separation of methanol and greater purity of the methanol in the vapor stream.
Wenn ein Teil des im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstroms kondensiert und in die Destillationskolonne zurückgeleitet wird, beträgt das Rücklaufverhältnis vorzugsweise mindestens 0,4, insbesondere 0,8 bis 1 ,4.When a portion of the substantially methanol-containing vapor stream is condensed and returned to the distillation column, the reflux ratio is preferably at least 0.4, more preferably 0.8 to 1.4.
Um zu vermeiden, dass sich Inertgase anreichern, ist es vorteilhaft, dem Brüdenver- dichter einen Flüssigkeitsabscheider nachzuschalten. Im Flüssigkeitsabscheider abgetrennte Gase können dann in Teilströmen oder vollständig aus dem Prozess ausgeschleust werden, wodurch auch enthaltene Inertgase entfernt werden.In order to prevent inert gases from accumulating, it is advantageous to connect a liquid separator downstream of the vapor compressor. Gases separated off in the liquid separator can then be discharged in partial streams or completely out of the process, whereby inert gases also contained are removed.
Wenn das Verfahren zur destillativen Aufarbeitung des Methanol/Wasser-Gemischs in einem Verfahren zur Herstellung von Alkalimethylaten eingesetzt wird, wird das Methanol/Wasser-Gemisch üblicherweise einer Reaktionskolonne zur Herstellung der Alkalimethylate als Kopfstrom entnommen. Das als Kopfstrom entnommene Methanol/Wasser-Gemisch kann dann direkt in die Destillationskolonne zugeführt werden. Alternativ ist es jedoch auch möglich, einen Brüdenverdichter einzusetzen, in dem das als Kopfstrom entnommene Methanol/Wasser-Gemisch verdichtet wird und dann der Destillationskolonne zugeführt wird. Durch das Verdichten des Methanol/Wasser- Gemischs wird der für die Destillation benötigte Energiebedarf an der Destillationskolonne weiter reduziert.When the process for the distillative workup of the methanol / water mixture is used in a process for the preparation of alkali metal methates, the methanol / water mixture is usually taken from a reaction column for the preparation of the alkali metal methylates as overhead stream. The methanol / water mixture taken off as top stream can then be fed directly into the distillation column. Alternatively, however, it is also possible to use a vapor compressor, in which the withdrawn overhead methanol / water mixture is compressed and then fed to the distillation column. By compressing the methanol / water mixture, the energy required for the distillation of the distillation column is further reduced.
Neben dem Verfahren zur destillativen Aufarbeitung des Methanol/Wasser-Gemischs betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung von Alkalimethylaten in einer Reaktionskolonne, wobei der Reaktionskolonne Methanol und Alkalilauge zugegeben werden. Am unteren Ende der Reaktionskolonne wird in Methanol gelöstes Alkali- methanolat entnommen. Am oberen Ende der Reaktionskolonne wird ein Metha- nol/Wasser-Gemisch entnommen, das dann gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Aufarbeitung eines Methanol/Wasser-Gemischs destillativ aufgearbeitet wird.In addition to the process for distillative workup of the methanol / water mixture, the invention also relates to a process for the preparation of alkali metal methoxides in a reaction column, wherein the reaction column methanol and alkali metal hydroxide are added. At the lower end of the reaction column dissolved in methanol methanolate is taken. At the upper end of the reaction column, a methanol / water mixture is removed, which is then worked up by distillation according to the method described above for working up a methanol / water mixture.
Das zur Herstellung des Alkalimethylats eingesetzte Methanol kann bei der erfin- dungsgemäßen Ausgestaltung des Verfahrens auch handelsübliches Methanol mit einem Methanolanteil von mehr als 99,8% und einem Anteil an Wasser von bis zuThe methanol used for the preparation of the alkali metal methoxide can in the inventive embodiment of the method also commercially available methanol with a methanol content of more than 99.8% and a proportion of water of up to
0,1 % sein. Das Methanol kann entweder im Verstärkungsteil der Destillationskolonne oder direkt am Kopf zugeführt werden. Die optimale Zulaufstelle ist abhängig vom0.1%. The methanol can be fed either in the rectifying section of the distillation column or directly at the top. The optimal feed point depends on the
Wassergehalt des eingesetzten Methanols und andererseits von dem gewünschten Restwassergehalt im Destillat. Je höher der Wasseranteil im eingesetzten Methanol und je höher die Reinheitsanforderung im Destillat ist, um so günstiger ist ein Zulauf einige theoretische Böden unterhalb des Kopfes der Destillationskolonne. Bevorzugt sind bis zu 20 theoretische Böden unterhalb des Kopfes der Destillationskolonne und insbesondere 1 bis 5 theoretische Böden.Water content of the methanol used and on the other hand of the desired residual water content in the distillate. The higher the water content in the methanol used and the higher the purity requirement in the distillate, the more favorable is a feed to some theoretical plates below the top of the distillation column. Preference is given to up to 20 theoretical plates below the top of the distillation column and in particular 1 to 5 theoretical plates.
Die Reaktionskolonne, in der das Alkalimethylat hergestellt wird, umfasst vorzugsweise mindestens 2, insbesondere 15 bis 40 theoretische Böden zwischen der Zulaufstelle der Alkalilauge und der Zugabestelle des Methanols.The reaction column in which the alkali metal methoxide is prepared preferably comprises at least 2, in particular 15 to 40 theoretical plates between the feed point of the alkali metal hydroxide solution and the addition point of the methanol.
Im Allgemeinen enthält die Reaktionskolonne Einbauten. Geeignete Einbauten sind zum Beispiel Böden, strukturierte Packungen oder ungeordnete Packungen. Wenn die Reaktionskolonne Böden enthält, so sind Glockenböden, Ventilböden oder Siebböden geeignet. Wenn die Reaktionskolonne Böden enthält, so werden vorzugsweise solche Böden gewählt, bei denen maximal 5 %, bevorzugt weniger als 1 % der Flüssigkeit durch die jeweiligen Böden durchregnen. Die zur Minimierung des Durchregnens der Flüssigkeit erforderlichen konstruktiven Maßnahmen sind dem Fachmann geläufig. Bei Ventilböden werden zum Beispiel besonders dicht schließende Ventilbauarten gewählt. Durch Verringerung der Zahl der Ventile lässt sich zudem die Dampfgeschwindigkeit in den Bodenöffnungen auf bis zu den doppelten Wert erhöhen, der üblicherweise einge- stellt wird. Bei Einsatz von Siebböden ist es besonders günstig, die Durchmesser der Bodenöffnungen zu verringern und die Zahl der Öffnungen beizubehalten oder noch zu vergrößern.In general, the reaction column contains internals. Suitable internals are, for example, trays, structured packings or disordered packings. If the reaction column contains trays, bubble trays, valve trays or trays are suitable. If the reaction column contains soils, preference is given to those soils in which a maximum of 5%, preferably less than 1%, of the liquid pass through the respective trays. The constructive measures required to minimize the Durchregnens the liquid are familiar to the expert. For valve floors, for example, particularly tight-fitting valve types are selected. By reducing the number of valves, it is also possible to increase the vapor velocity in the bottom openings up to twice the value that is usually set. When using sieve trays, it is particularly advantageous to reduce the diameter of the bottom openings and to maintain or even increase the number of openings.
Bei Einsatz von strukturierten oder unstrukturierten Packungen sind strukturierte Pa- ckungen im Hinblick auf die gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit bevorzugt. Bei dieser Ausführungsform darf zudem in allen Teilen des Kolonnenquerschnitts, die mehr als 2 % des gesamten Kolonnenquerschnitts entsprechen, das gemittelte Verhältnis von Flüssigkeits- zu Dampfstrom hinsichtlich der Flüssigkeit um nicht mehr als 15 %, bevorzugt um nicht mehr als 3 % überschritten werden. Diese niedrig gehaltene Flüs- sigkeitsmenge macht es möglich, dass der Kapillareffekt an den Drahtgeweben lokaleWhen using structured or unstructured packages, structured packages are preferred in view of uniform distribution of the liquid. In this embodiment, moreover, in all parts of the column cross section corresponding to more than 2% of the total column cross-section, the average ratio of liquid to vapor stream with respect to the liquid must not be exceeded by more than 15%, preferably not more than 3%. This low volume of liquid makes it possible for the capillary effect on the wire mesh to be local
Spitzenwerte der Flüssigkeitsberieselungsdichte ausschließt.Excludes peaks in the liquid sprinkling density.
Bei Kolonnen mit unstrukturierten Packungen, insbesondere mit Füllkörpern, und bei Kolonnen mit strukturierten Packungen kann die gewünschte Charakteristik der Flüs- sigkeitsverteilung dadurch erzielt werden, dass in dem dem Kolonnenmantel benachbarten Randbereich des Kolonnenquerschnitts, der etwa 2 bis 5 % des gesamten Kolonnenquerschnitts entspricht, die Flüssigkeitsberieselungsdichte gegenüber den übrigen Querschnittsbereichen bis zu 100 %, bevorzugt um 5 bis 15 %, verringert wird. Dies lässt sich zum Beispiel durch die gezielte Verteilung der Abtropfstellen der Flüs- sigkeitsverteiler oder deren Bohrungen mit einfachen Mitteln erreichen. Die Herstellung des Alkalimethylats kann sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich erfolgen. Bevorzugt erfolgt die Herstellung kontinuierlich. Bei kontinuierlichen Verfahren wird die Alkalilauge, üblicherweise in wässriger, gegebenenfalls mit Methanol versetzter Form, am Kopf der Reaktionskolonne zugeführt. Die Reaktionskolonne wird dabei als reine Abtriebskolonne betrieben. Im unteren Bereich der Kolonne wird dampfförmig Methanol zugeführt. Über den Sumpfabzug erhält man spezifikationsgerechtes Alkalimethylat. Der am Kolonnenkopf entweichende, noch Wasser enthaltende Methanolstrom, vorstehend als Methanol/Wasser-Gemisch bezeichnet, wird wie vorstehend beschrieben, destillativ aufgearbeitet. Das bei der Destillation gewonnene Methanol wird dann wieder der Reaktionskolonne zugeführt.In the case of columns with unstructured packings, in particular with packings, and in columns with structured packings, the desired characteristic of the liquid distribution can be achieved by the fact that in the edge region of the column cross section adjacent to the column jacket, which corresponds to about 2 to 5% of the total column cross section Fluid Sprinkling over the other cross-sectional areas up to 100%, preferably by 5 to 15%, is reduced. This can be achieved, for example, by the targeted distribution of the drip points of the liquid distributors or their bores with simple means. The preparation of the alkali metal methoxide can be carried out both continuously and discontinuously. Preferably, the preparation is carried out continuously. In continuous processes, the alkali metal hydroxide, usually in aqueous form, optionally mixed with methanol, is fed at the top of the reaction column. The reaction column is operated as a pure stripping column. In the lower part of the column, methanol is fed in vapor form. About the bottom take-off to obtain specification-appropriate alkali metal. The methanol stream still containing water at the top of the column, referred to above as the methanol / water mixture, is worked up by distillation as described above. The methanol obtained in the distillation is then fed back to the reaction column.
Die Menge des eingesetzten Methanols wird so gewählt, dass dieses gleichzeitig als Lösungsmittel für das erhaltene Alkalimethylat dient. Vorzugsweise wird die Menge des Methanols so gewählt, dass im Sumpf der Reaktionskolonne die gewünschte Konzentration der Alkalimethylat-Lösung vorliegt.The amount of methanol used is chosen so that it also serves as a solvent for the resulting alkali metal. Preferably, the amount of methanol is chosen so that the desired concentration of the alkali metal methoxide solution is present in the bottom of the reaction column.
Üblicherweise eingesetzte Alkalilaugen sind Natronlauge und Kalilauge.Usually used alkali lye are caustic soda and potassium hydroxide.
Die Reaktionskolonne wird vorzugsweise ohne Rücklauf betrieben. Das bedeutet, dass das gesamte dampfförmig entnommene Methanol/Wasser-Gemisch der Destillationskolonne zugeführt wird. Das Methanol/Wasser-Gemisch wird der Destillationskolonne dabei vorzugsweise dampfförmig zugeführt.The reaction column is preferably operated without reflux. This means that the entire vapor taken methanol / water mixture is fed to the distillation column. The methanol / water mixture is preferably fed to the distillation column in vapor form.
Wenn ein Teil des Methanols am oberen Ende oder im Bereich des oberen Endes der Reaktionskolonne dampfförmig zugegeben wird, können die Abmessungen im unteren Bereich der Reaktionskolonne verringert werden. Wenn ein Teil des Methanols am oberen Ende oder im Bereich des oberen Endes der Reaktionskolonne dampfförmig zugegeben wird, so wird nur eine Teilmenge von 10 bis 70 %, bevorzugt von 30 bis 50 % am unteren Ende der Reaktionskolonne eingespeist und die restliche Teilmenge in einem Einzelstrom oder auf mehrere Teilströme verteilt, bevorzugt 1 bis 10 theoretische Böden, besonders bevorzugt 1 bis 3 theoretische Böden unterhalb der Zulaufstelle der Alkalilauge dampfförmig zugegeben.If a portion of the methanol is added in vapor form at the top or near the top of the reaction column, the dimensions at the bottom of the reaction column can be reduced. If a portion of the methanol at the upper end or in the region of the upper end of the reaction column is added in vapor form, only a partial amount of 10 to 70%, preferably from 30 to 50% at the lower end of the reaction column is fed and the remaining portion in a single stream or distributed in several streams, preferably 1 to 10 theoretical plates, more preferably 1 to 3 theoretical plates below the feed point of the alkali added in vapor form.
Durch die Anordnung von einem oder mehreren Zwischenverdampfern im oberen Bereich der Reaktionskolonne können die Abmessungen im unteren Bereich der Reaktionskolonne verringert werden. Bei der Ausführungsform mit Zwischenverdampfern ist es auch möglich, Teilströme des Methanols in flüssiger Form im oberen Bereich der Reaktionskolonne zuzuführen. Die Reaktionskolonne wird vorzugsweise bei einem Druck im Bereich von 0,5 bis 40 bar, bevorzugt im Bereich von 1 bis 5 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 3 bar betrieben, da sich bei einem höheren Druck kleinere Heizleistungen und kleinere Methanolmengen realisieren lassen.By arranging one or more intermediate evaporators in the upper region of the reaction column, the dimensions in the lower region of the reaction column can be reduced. In the embodiment with intermediate evaporators, it is also possible to supply partial streams of the methanol in liquid form in the upper region of the reaction column. The reaction column is preferably operated at a pressure in the range from 0.5 to 40 bar, preferably in the range from 1 to 5 bar, particularly preferably in the range from 1 to 3 bar, since lower heating powers and smaller amounts of methanol can be realized at a higher pressure ,
In dem Verbund aus Reaktionskolonne und Destillationskolonne bei der Herstellung von Alkalimethylaten wird die Destillationskolonne vorzugsweise bei einem Druck betrieben, der so gewählt wird, dass das Druckgefälle zwischen den Kolonnen im Falle einer Brüdenverdichtung für das Methanol/Wasser-Gemisch oder alternativ für den der Reaktionskolonne zugeführten Methanolstrom mit geringem Aufwand möglich ist.In the composite of the reaction column and the distillation column in the preparation of alkali metal methates, the distillation column is preferably operated at a pressure chosen to provide the pressure drop between the columns in the case of vapor compression for the methanol / water mixture or, alternatively, that for the reaction column Methanol flow is possible with little effort.
Das für die Reaktion und die Verdünnung der Alkalimethylat-Lösungen benötigte Methanol wird bei Temperaturen bis hin zum Siedepunkt, bevorzugt bei Raumtemperatur, am Kopf der Destillationskolonne zugegeben. Hierbei kann für das zusätzliche Metha- nol ein eigener Zulauf vorgesehen sein oder aber bei Rückführung eines Teils des am Kopf der Destillationskolonne entnommenen Methanols nach der Kondensation mit diesem gemischt und gemeinsam in die Kolonne zugeführt werden. In diesem Fall ist es besonders bevorzugt, wenn das frische Methanol in einen Kondensatbehälter, in dem das aus dem Brüdenstrom kondensierte Methanol gesammelt wird, zugegeben wird.The methanol required for the reaction and the dilution of the alkali metal methoxide solutions is added at temperatures up to the boiling point, preferably at room temperature, at the top of the distillation column. In this case, a separate feed may be provided for the additional methanol or, on the return of a portion of the methanol taken off at the top of the distillation column, after the condensation, be mixed with it and fed together into the column. In this case, it is particularly preferred that the fresh methanol is added to a condensate tank in which the methanol condensed from the vapor stream is collected.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Reaktionskolonne und die Destillationskolonne zur Aufarbeitung des Methanol/Wasser-Gemischs in einem Kolonnenmantel untergebracht, wobei der untere Bereich der Kolonne durch eine Trenn- wand unterteilt ist. In diesem Fall wird in einem Teil der Kolonne die Reaktion zum Al- kalimethylat durchgeführt, wobei die Alkalilauge in etwa auf der Höhe des oberen Endes der Trennwand zugegeben wird und das Methanol dampfförmig am unteren Ende aufgegeben wird. Das oberhalb der Zugabestelle der Alkalilauge entstehende Methanol/Wasser-Gemisch verteilt sich dann oberhalb der Trennwand über den gesamten Kolonnenbereich, der als Verstärkungsteil der Destillationskolonne dient. Der zweite, durch die Trennwand abgetrennte untere Teil der Kolonne ist der Abtriebsteil der Destillationskolonne. Die für die Destillation notwendige Energie wird dann über einen Verdampfer am unteren Ende des zweiten durch die Trennwand abgetrennten Teils der Kolonne zugeführt, wobei dieser Verdampfer konventionell beheizt werden kann oder mit dem verdichteten Brüdenstrom beheizt werden kann. Wenn der Verdampfer konventionell beheizt wird, so wird zusätzlich ein Zwischenverdampfer vorgesehen, der mit dem verdichteten Brüdenstrom beheizt wird.In an advantageous embodiment of the invention, the reaction column and the distillation column for working up the methanol / water mixture are housed in a column jacket, wherein the lower portion of the column is divided by a partition wall. In this case, in a part of the column, the reaction is carried out to Alkimimethylat, wherein the caustic is added approximately at the level of the upper end of the dividing wall and the methanol is added in vapor form at the lower end. The above the addition point of the alkali metal resulting methanol / water mixture is then distributed above the dividing wall over the entire column area, which serves as a reinforcing part of the distillation column. The second, separated by the partition lower part of the column is the stripping section of the distillation column. The energy necessary for the distillation is then fed via an evaporator at the lower end of the second part of the column separated by the dividing wall, wherein this evaporator can be conventionally heated or heated with the compressed vapor stream. If the evaporator is conventionally heated, then an intermediate evaporator is additionally provided, which is heated with the compressed vapor stream.
Durch den Rücklauf am oberen Teil der Kolonne oberhalb der Trennwand läuft ein Teil des zu trennenden Methanol/Wasser-Gemischs auch in den als Reaktionskolonne die- nenden Teil der Trennwandkolonne zurück. Durch eine geeignete Gestaltung des Bodens direkt oberhalb des als Reaktionskolonne dienenden Teils der Trennwandkolonne lässt sich dieser Anteil, der in die Reaktionskolonne zurückläuft, jedoch minimieren.As a result of the reflux at the upper part of the column above the dividing wall, a part of the methanol / water mixture to be separated also runs into the column which is the reaction column. back part of the dividing wall column. By means of a suitable design of the bottom directly above the part of the dividing wall column which serves as the reaction column, this proportion, which runs back into the reaction column, can however be minimized.
Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 ein Verfahrensfließbild des erfindungsgemäßen Verfahrens zur destillativen Aufarbeitung eines Methanol/Wasser-Gemischs,FIG. 1 shows a process flow diagram of the process according to the invention for the distillative workup of a methanol / water mixture,
Figur 2 ein Verfahrensfließbild für ein Verfahren zur Herstellung von Alkalimethylat in einer ersten Ausführungsform,FIG. 2 shows a process flow diagram for a process for the preparation of alkali metal methoxide in a first embodiment,
Figur 3 ein Verfahrensfließbild für ein Verfahren zur Herstellung von Alkalimethylat in einer zweiten Ausführungsform,FIG. 3 shows a process flow diagram for a process for the preparation of alkali metal methoxide in a second embodiment,
Figur 4 ein Verfahrensfließbild für ein Verfahren zur Herstellung eines Alkalimethy- lats in einer dritten Ausführungsform.FIG. 4 shows a process flow diagram for a process for producing an alkali metal in a third embodiment.
In Figur 1 ist ein Verfahrensfließbild für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur destillativen Aufarbeitung eines Methanol/Wasser-Gemischs dargestellt.FIG. 1 shows a process flow diagram for a process according to the invention for the distillative workup of a methanol / water mixture.
Einer Destillationskolonne 1 wird über einen Zulauf 3 ein Methanol/Wasser-Gemisch zugeführt. Die Destillationskolonne 1 kann dabei mit Böden, unstrukturierten Packungen, insbesondere Füllkörpern, oder strukturierten Packungen ausgestattet sein. Wenn die Destillationskolonne 1 Packungen enthält, so ist es bevorzugt, zwei Packungen vorzusehen, eine Packung oberhalb des Zulaufs 3 und eine Packung unterhalb des Zulaufs 3. Auch können jeweils mehr als eine Packung oberhalb des Zulaufs 3 und unterhalb des Zulaufs 3 vorgesehen sein.A distillation column 1 is fed via a feed 3, a methanol / water mixture. The distillation column 1 can be equipped with trays, unstructured packings, in particular random packings, or structured packings. If the distillation column contains 1 packs, then it is preferable to provide two packs, one pack above the inlet 3 and one pack below the inlet 3. Also, in each case more than one pack may be provided above the inlet 3 and below the inlet 3.
Der Zulauf 3 ist vorzugsweise ein Seitenzulauf und ist vorzugsweise so angeordnet, dass sich unter dem Zulauf 3 1 bis 50 insbesondere 2 bis 10 theoretische Böden und oberhalb 1 bis 200, insbesondere 20 bis 50 theoretische Böden befinden.The feed 3 is preferably a side feed and is preferably arranged so that below the feed 3 1 to 50, in particular 2 to 10 theoretical plates and above 1 to 200, in particular 20 to 50 theoretical plates are.
In der Destillationskolonne 1 wird das Methanol/Wasser-Gemisch in einen im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstrom und einen im Wesentlichen Wasser enthaltenden Sumpfstrom getrennt. Der im Wesentlichen Methanol enthaltende Brüdenstrom wird über einen Brüdenabzug 5 am Kopf der Kolonne entnommen. Der Brüdenabzug 5 kann sich wie in der hier dargestellten Ausführungsform am Kopf der Destillationskolonne 1 befinden, jedoch ist es auch möglich, den Brüdenabzug 5 zum Beispiel als Seitenabzug der Destillationskolonne 1 auszuführen. Die Ausführung des Brüdenabzugs 5 als Seitenabzug erlaubt auch den Einsatz von Methanol, das über leichtsieden- de Anteile, beispielsweise Alkane wie Butane, verfügt. Die leichtsiedenden Anteile können bei einem als Seitenabzug ausgebildeten Brüdenabzug 5 unter geringem Methanolverlust am Kopf der Destillationskolonne 1 ausgeschleust werden. Bevorzugt ist es jedoch, den Brüdenabzug 5 am Kopf der Destillationskolonne 1 zu positionieren. Um keine Flüssigkeit mit dem Brüden aus der Destillationskolonne 1 auszutragen, ist es bevorzugt, unterhalb dem Brüdenabzug 5 einen Tropfenabscheider vorzusehen, der als zusätzlicher Einbau in der Destillationskolonne 1 enthalten ist. Als Tropfenabscheider kann zum Beispiel ein zusätzliches Packungselement oder ein beliebiger, dem Fachmann bekannter, handelsüblicher Tropfenabscheider eingesetzt werden.In the distillation column 1, the methanol / water mixture is separated into a substantially methanol-containing vapor stream and a substantially water-containing bottom stream. The essentially methanol-containing vapor stream is removed via a vapor withdrawal 5 at the top of the column. The vapor withdrawal 5 can be located at the top of the distillation column 1 as in the embodiment shown here, but it is also possible to carry out the vapor withdrawal 5, for example, as a side draw of the distillation column 1. The execution of the vapor draw 5 as a side draw also allows the use of methanol, which has low-boiling shares, such as alkanes such as butanes. The low-boiling fractions can be discharged at a low methanol loss at the top of the distillation column 1 in a vapor draw 5 designed as a side draw. However, it is preferred to position the vapor withdrawal 5 at the top of the distillation column 1. In order to discharge any liquid with the vapor from the distillation column 1, it is preferable to provide below the vapor withdrawal 5, a droplet separator, which is included as an additional installation in the distillation column 1. For example, an additional packing element or any commercially available droplet separator known to the person skilled in the art can be used as the droplet separator.
Über einen Sumpfablauf 7 wird der im Wesentlichen Wasser enthaltende Sumpfstrom abgeführt. Ein Teil des im Wesentlichen Wasser enthaltenden Sumpfstroms wird über einen Ablauf 9 aus dem Prozess entnommen. Ein anderer Teil des im Wesentlichen Wasser enthaltenden Sumpfstroms wird in einem Verdampfer 11 zumindest teilweise verdampft und der Destillationskolonne 1 am unteren Ende über einen Zulauf 13 zuge- führt. Das Verhältnis von rückgeführtem Strom und über den Ablauf 9 entnommenem Strom lässt sich über ein Ventil 15 einstellen.About a bottom outlet 7 of the substantially water-containing bottom stream is removed. A portion of the substantially water-containing bottom stream is withdrawn via an outlet 9 from the process. Another part of the substantially water-containing bottom stream is at least partially vaporized in an evaporator 11 and fed to the distillation column 1 at the lower end via an inlet 13. The ratio of the recirculated flow and the flow withdrawn via the outlet 9 can be adjusted via a valve 15.
Erfindungsgemäß wird der Verdampfer 11 mit dem über den Brüdenabzug 5 entnommenen, im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstrom beheizt. Hierzu wird der im Wesentlichen Methanol enthaltende Brüdenstrom in einem Brüdenverdichter 17 verdichtet. Der Druck, auf den der im Wesentlichen Methanol enthaltende Brüdenstrom im Brüdenverdichter 17 verdichtet wird, ist dabei abhängig von der Temperatur, die zur Verdampfung des im Wesentlichen Wasser enthaltenden Sumpfstroms 13 benötigt wird. Die Brüdenverdichtung kann dabei einstufig in einem Brüdenverdichter 17 oder mehrstufig durch mehrere hintereinandergeschaltete Brüdenverdichter erfolgen. Auch ist eine mehrstufige Verdichtung in einem Apparat möglich, der mehrere Verdichterstufen aufweist. Durch die Wärmeabgabe zum Verdampfen des im Wesentlichen Wasser enthaltenden Sumpfstroms im Verdampfer 11 wird zumindest ein Teil des Brüdenstroms kondensiert. In einer Drossel 19 wird der Brüdenstrom auf den Betriebs- druck der Destillationskolonne 1 entspannt und über einen Zulauf 21 am Kopf der Destillationskolonne 1 in diese zurückgeführt. Über einen Methanolabzug 23 wird ein Teil des im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstroms aus dem Prozess entnommen. Das Verhältnis aus in die Destillationskolonne 1 zurückgeführtem Methanol enthaltendem Brüdenstrom und über den Methanolabzug 23 aus dem Prozess entnom- menem im Wesentlichen Methanol enthaltendem Brüdenstrom wird über ein Ventil 25 eingestellt. Das Verhältnis aus rückgeführtem und entnommenem Brüdenstrom ist dabei von der gewünschten Reinheit des Methanols im Brüdenstrom abhängig.According to the invention, the evaporator 11 is heated with the vapor stream removed via the vapor withdrawal 5 and essentially containing methanol. For this purpose, the essentially methanol-containing vapor stream is compressed in a vapor compressor 17. The pressure to which the substantially methanol-containing vapor stream in the vapor compressor 17 is compressed, is dependent on the temperature required for the evaporation of the substantially water-containing bottom stream 13. The vapor compression can be done in one stage in a vapor compressor 17 or multi-stage by several successive vapor compressor. Also, a multi-stage compression is possible in an apparatus having a plurality of compressor stages. Due to the heat emission for evaporating the substantially water-containing bottom stream in the evaporator 11 at least a portion of the vapor stream is condensed. In a throttle 19, the vapor stream is depressurized to the operating pressure of the distillation column 1 and recycled via an inlet 21 at the top of the distillation column 1 in this. A portion of the essentially methanol-containing vapor stream is removed from the process via a methanol outlet 23. The ratio of the vapor stream containing methanol fed back into the distillation column 1 and the vapor stream containing methanol substantially withdrawn from the process via the methanol outlet 23 is conveyed via a valve 25 set. The ratio of recirculated and withdrawn vapor stream is dependent on the desired purity of the methanol in the vapor stream.
Figur 2 zeigt ein Verfahrensfließbild für ein Verfahren zur Herstellung von Alkalimethy- lat in einer ersten Ausführungsform.FIG. 2 shows a process flow diagram for a process for the preparation of alkali methylate in a first embodiment.
Zur Herstellung von Alkalimethylat wird einer Reaktionskolonne 31 über einen Zulauf 33 wässrige Alkalilauge, die gegebenenfalls mit Methanol oder einer Methanol/Wasser- Mischung versetzt ist, zugeführt. Die Alkalilauge kann auch in einem separaten Zulauf- ström mit Methanol oder einer Methanol/Wasser-Mischung ergänzt werden. Im Zulauf 33 ist ein Wärmeübertrager 35 aufgenommen, durch den die wässrige Alkalilauge geführt wird, bevor sie in die Reaktionskolonne 31 strömt. Im Wärmeübertrager 35 wird die wässrige Alkalilauge auf die Temperatur der Zulaufstelle aufgeheizt. Gegebenenfalls wird die wässrige Alkalilauge im Wärmeübertrager 35 teilverdampft. Der Zulauf 33 zur Zugabe der wässrigen Alkalilauge, die gegebenenfalls mit Methanol oder einer Methanol/Wasser-Mischung versetzt ist, ist am oberen Ende der Reaktionskolonne 31 positioniert.For the preparation of alkali metal methoxide, a reaction column 31 is fed via an inlet 33 with aqueous alkali metal hydroxide, which is optionally mixed with methanol or a methanol / water mixture. The alkali metal hydroxide solution can also be supplemented with methanol or a methanol / water mixture in a separate feed stream. In the inlet 33, a heat exchanger 35 is received, through which the aqueous alkali metal hydroxide solution is passed before it flows into the reaction column 31. In the heat exchanger 35, the aqueous alkali solution is heated to the temperature of the feed point. Optionally, the aqueous alkali solution is partially evaporated in the heat exchanger 35. The feed 33 for adding the aqueous alkali metal hydroxide, which is optionally admixed with methanol or a methanol / water mixture, is positioned at the upper end of the reaction column 31.
Über einen Methanolzulauf 37, der am unteren Ende der Reaktionskolonne 31 positio- niert ist, wird dampfförmiges Methanol in die Reaktionskolonne 31 eingebracht. Zusätzlich zur Einspeisung mit dem Methanolzulauf 37 am unteren Ende der Kolonne kann weiteres dampfförmiges Methanol am oberen Ende der Reaktionskolonne über einen oder mehrere weitere Methanolzuläufe 39 zugeführt werden. Die weiteren Methanolzuläufe 39 liegen vorzugsweise 1 bis 10 theoretische Trennstufen, insbesondere 1 bis 3 theoretische Trennstufen unterhalb des Zulaufs 33 für die wässrige Alkalilauge.Via a methanol inlet 37, which is positioned at the lower end of the reaction column 31, vaporous methanol is introduced into the reaction column 31. In addition to the feed with the methanol feed 37 at the lower end of the column, further vaporous methanol can be fed at the upper end of the reaction column via one or more further methanol feeds 39. The further methanol feeds 39 are preferably 1 to 10 theoretical plates, in particular 1 to 3 theoretical plates below the feed 33 for the aqueous alkali.
Über einen Sumpfablauf 41 wird das in der Reaktionskolonne 31 hergestellte Alkalimethylat entnommen. Ein Teil des Alkalimethylats wird über einen Verdampfer 43 und einen Rücklauf 45 in die Reaktionskolonne 31 zurückgeführt, um so die Konzentration der am Sumpfablauf 41 entnommenen Alkalimethanolatlösung einzustellen.Via a bottom outlet 41, the alkali methylate produced in the reaction column 31 is removed. A portion of the Alkalimethylats is recycled via an evaporator 43 and a return 45 in the reaction column 31, so as to adjust the concentration of the bottoms outflow 41 withdrawn Alkalimethanolatlösung.
Am Kopf der Reaktionskolonne 31 wird über einen Brüdenabzug 47 dampfförmig ein Methanol/Wasser-Gemisch entnommen.At the top of the reaction column 31, a methanol / water mixture is removed in vapor form via a vapor withdrawal 47.
Zur Aufarbeitung wird das am Kopf der Reaktionskolonne 31 entnommene Methanol/Wasser-Gemisch über den Zulauf 3 der Destillationskolonne 1 zugeführt. In der Destillationskolonne 1 erfolgt eine Auftrennung des Methanol/Wasser-Gemischs in einen im Wesentlichen Wasser enthaltenden Sumpfstrom und einen im Wesentlichen Methanol enthaltenden Kopfstrom. Über den Sumpfablauf 7 wird der im Wesentlichen Wasser enthaltende Sumpfstrom aus der Destillationskolonne 1 entnommen. Ein Teil des im Wesentlichen Wasser enthaltenden Sumpfstroms wird im Verdampfer 49 zumindest teilweise verdampft und in die Destillationskolonne 1 über den Zulauf 13 zurückgeführt. Der nicht in die Destillati- onskolonne 1 zurückgeführte Teil des im Wesentlichen Wasser enthaltenden Sumpfstroms wird über den Ablauf 9 entnommen.For workup, the methanol / water mixture removed at the top of the reaction column 31 is fed via the feed 3 to the distillation column 1. In the distillation column 1, a separation of the methanol / water mixture into a substantially water-containing bottom stream and a substantially methanol-containing overhead stream. About the bottom outlet 7 of the substantially water-containing bottom stream is removed from the distillation column 1. A portion of the substantially water-containing bottom stream is at least partially evaporated in the evaporator 49 and returned to the distillation column 1 via the inlet 13. The part of the substantially water-containing bottom stream which is not recycled to the distillation column 1 is withdrawn via the outlet 9.
In der hier dargestellten Ausführungsform ist der Verdampfer 49, in dem der im Wesentlichen Wasser enthaltende Sumpfstrom zumindest teilweise verdampft wird, ein konventionell beheizter Verdampfer. Die Beheizung des Verdampfers 49 erfolgt dabei vorzugsweise mit Heizdampf. Es ist aber auch jede beliebige andere, dem Fachmann bekannte Art denkbar, den Verdampfer 49 zu beheizen.In the embodiment shown here, the evaporator 49, in which the substantially water-containing bottom stream is at least partially evaporated, is a conventionally heated evaporator. The heating of the evaporator 49 is preferably carried out with heating steam. But it is also any other, known in the art way conceivable to heat the evaporator 49.
Der im Wesentlichen Methanol enthaltende Brüdenstrom wird über dem Brüdenabzug 5 am Kopf der Destillationskolonne 1 entnommen. Aus dem Brüdenabzug 5 zweigt eine Leitung 51 ab, in der der Brüdenverdichter 17 positioniert ist. Im Brüdenverdichter 17 wird der im Wesentlichen Methanol enthaltende Brüdenstrom verdichtet, um den Verdampfer 11 zu beheizen. In der hier dargestellten Ausführungsform ist der Verdampfer 11 ein Zwischenverdampfer, in dem ein Teil des in der Destillationskolonne 1 zu trennenden Methanol/Wasser-Gemischs verdampft wird. Hierzu wird zum Beispiel über einen Seitenabzug an der Destillationskolonne 1 ein Teil des zu trennenden Methanol/Wasser-Gemischs entnommen, durch den Verdampfer geleitet und in die Destillationskolonne zurückgeführt. Der Abzug und der Zulauf, über den das zu verdampfende Methanol/Wasser-Gemisch geleitet wird, können dabei auf Höhe der gleichen theo- retischen Trennstufe sein oder aber an unterschiedlichen Positionen an der Destillationskolonne 1. Wenn Zulauf und Ablauf an unterschiedlichen Positionen sind, so ist es bevorzugt, wenn der Abzug, über den der Verdampfer 1 1 mit dem Methanol/Wasser- Gemisch versorgt wird, oberhalb dem Zulauf in die Destillationskolonne 1 liegt, durch den das verdampfte Methanol/Wasser-Gemisch in die Destillationskolonne 1 zurückge- führt wird.The essentially methanol-containing vapor stream is taken off via the vapor withdrawal 5 at the top of the distillation column 1. From the vapor withdrawal 5 branches off a line 51, in which the vapor compressor 17 is positioned. In the vapor compressor 17, the substantially methanol-containing vapor stream is compressed to heat the evaporator 11. In the embodiment shown here, the evaporator 11 is an intermediate evaporator, in which part of the methanol / water mixture to be separated in the distillation column 1 is evaporated. For this purpose, for example, a portion of the methanol / water mixture to be separated is removed via a side draw at the distillation column 1, passed through the evaporator and returned to the distillation column. The outlet and the inlet, over which the methanol / water mixture to be evaporated is passed, can be at the level of the same theoretical separation stage or else at different positions on the distillation column 1. If inlet and outlet are at different positions, then it is preferred if the withdrawal, via which the evaporator 1 1 is supplied with the methanol / water mixture, is above the feed into the distillation column 1, through which the evaporated methanol / water mixture is returned to the distillation column 1 ,
Der Verdampfer 1 1 , der wie hier dargestellt, als Zwischenverdampfer genutzt wird, ist vorzugsweise so positioniert, dass unterhalb des Verdampfers 1 1 2 bis 10 theoretische Böden und oberhalb dem Verdampfer 20 bis 50 theoretische Böden der Destillations- kolonne 1 liegen.The evaporator 1 1, which is used here as an intermediate evaporator, is preferably positioned so that below the evaporator 1 1 2 to 10 theoretical plates and above the evaporator 20 to 50 theoretical plates of the distillation column 1 are.
Im Verdampfer 1 1 wird der im Wesentlichen Methanol enthaltende Brüdenstrom durch die Wärmeübertragung an das zu verdampfende Methanol/Wasser-Gemisch abgekühlt und gegebenenfalls teilweise oder sogar vollständig kondensiert. Der abgekühlte, ge- gebenenfalls zumindest teilweise kondensierte Methanolstrom wird dann über den Zu- lauf 21 zumindest teilweise wieder in die Destillationskolonne 1 zurückgeführt. Der im Verdampfer 1 1 nicht auskondensierte Teil des im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstroms wird über eine Dampfleitung 53 hinter den Abzweig der Leitung 51 wieder in den Brüdenabzug 5 zurückgeführt. Der Brüdenabzug 5 mündet dann in einen Kondensator 55. Alternativ ist es auch möglich, dass die Dampfleitung 53 zusätzlich zum Brüdenabzug 5 und getrennt von diesem in den Kondensator 55 mündet. Im Kondensator 55 wird ein Teil des im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstroms kondensiert und über den Zulauf 21 in die Destillationskolonne 1 zurückgeführt. Dabei kann der im Kondensator 55 auskondensierte Teil des im Wesentlichen Methanol ent- haltenden Brüdenstroms zunächst in den aus dem Verdampfer 11 kommenden Zulauf 21 münden und das gesamte kondensierte Methanol gemeinsam in die Destillationsko- lonnei zurückgeführt werden oder aber der aus dem Verdampfer 11 kommende Zulauf 21 mündet unabhängig von dem aus dem Kondensator 55 stammenden Methanolstrom in die Destillationskolonne 1. Der im Kondensator 55 nicht kondensierte Anteil des im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstroms wird über den Methanolzulauf 37 und gegebenenfalls den mindestens einen weiteren Methanolzulauf 39 in die Reaktionskolonne 31 zurückgeführt. In der Reaktionskolonne 31 verbrauchtes Methanol wird über einen Methanolzulauf 57 am Kopf der Destillationskolonne 1 zugegeben. Durch die Zugabe des Methanols über den Methanolzulauf 57 am Kopf der Destillati- onskolonne kann die Reinheit des über den Brüdenabzug 5 abgezogenen im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstroms weiter erhöht werden. Auf diese Weise wird der in die Reaktionskolonne 31 mit dem Methanol eingetragene Anteil an Wasser weiter reduziert. Neben der Zugabe des Methanols über den Methanolzulauf 57 am Kopf der Kolonne ist es auch möglich, den Methanolzulauf 57 bis zu 10 theoretische Stufen unterhalb des Kopfes der Destillationskolonne 1 anzuordnen.In the evaporator 1 1, the substantially methanol-containing vapor stream is cooled by the heat transfer to the methanol / water mixture to be evaporated and optionally partially or even completely condensed. The cooled, optionally at least partially condensed methanol stream is then passed over the Run 21 at least partially returned to the distillation column 1. The uncondensed in the evaporator 1 1 part of the substantially methanol-containing vapor stream is returned via a steam line 53 behind the branch of the line 51 back into the vapor withdrawal 5. The vapor vent 5 then opens into a condenser 55. Alternatively, it is also possible that the vapor line 53 opens into the condenser 55 in addition to the vapor vent 5 and separated from it. In the condenser 55, a portion of the substantially methanol-containing vapor stream is condensed and fed back via the inlet 21 into the distillation column 1. In this case, the part of the vapor stream containing essentially methanol condensed in the condenser 55 can first open into the inlet 21 coming from the evaporator 11 and all of the condensed methanol can be recycled together to the distillation column or the inlet 21 coming from the evaporator 11 Irrespective of the originating from the condenser 55 methanol flow into the distillation column 1. The uncondensed in the condenser 55 portion of the substantially methanol-containing vapor stream is recycled via the methanol inlet 37 and optionally the at least one further methanol inlet 39 into the reaction column 31. Methanol consumed in the reaction column 31 is added via a methanol inlet 57 at the top of the distillation column 1. By adding the methanol via the methanol inlet 57 at the top of the distillation column, the purity of the vapor stream substantially withdrawn via the vapor withdrawal 5 and substantially containing methanol can be further increased. In this way, the proportion of water introduced into the reaction column 31 with the methanol is further reduced. In addition to the addition of the methanol via the methanol inlet 57 at the top of the column, it is also possible to arrange the methanol feed 57 up to 10 theoretical stages below the top of the distillation column 1.
Von dem aus dem Kondensator 55 austretenden Brüden kann ein Teil ausgeschleust werden. Hierdurch lassen sich zum Beispiel Inerte, die in den Prozess eingeschleppt werden, ausschleusen. Die Inerten gelangen zum Beispiel in Form von in Methanol und/oder Lauge gelösten Gasen in den Prozess. Auch können geringe Mengen an Sperrgas über Dichtungen in den Prozess gelangen. Zur Ausschleusung der Inerten zweigt in der hier dargestellten Ausführungsform nach dem Kondensator 55 eine Leitung 63 ab, über die ein Teil des nicht kondensierten Brüdenstroms entnommen wird. In einem weiteren Kondensator 65 wird der Brüdenstrom weiter abgekühlt. Als Kühl- medium im Kondensator 65 wird zum Beispiel Wasser oder Sole eingesetzt. Bevorzugt als Kühlmedium ist Sole. Durch die Verwendung von Sole lässt sich eine niedrigere Temperatur als mit Wasser erzielen, so dass ein größerer Anteil des Brüdens kondensieren kann. Der im Kondensator 65 nicht auskondensierte Anteil, der die gasförmigen Inerten enthält, wird aus dem Prozess entnommen und kann zum Beispiel einer Fackel oder einem Abgaswäscher zur weiteren Behandlung zugeführt werden. Der konden- sierte Anteil wird über einen Rücklauf 67 in die Destillationskolonne zurückgeführt. Der Rücklauf 67 kann dabei, wie hier dargestellt, in den Zulauf 21 münden oder aber als separater Zulauf in die Destillationskolonne 1 ausgebildet sein.From the emerging from the condenser 55 vapors, a part can be discharged. In this way, for example, inert substances that are introduced into the process can be discharged. For example, the inert substances enter the process in the form of gases dissolved in methanol and / or lye. Also, small amounts of sealing gas can enter the process via seals. For discharging the inert branches off in the embodiment shown here after the condenser 55 from a line 63, via which a portion of the uncondensed vapor stream is removed. In a further capacitor 65, the vapor stream is further cooled. As the cooling medium in the condenser 65, for example, water or brine is used. Preferred as a cooling medium is brine. By using brine, a lower temperature can be achieved than with water, so that a larger proportion of the vapor can condense. The portion not condensed in the condenser 65, which contains the gaseous inerts, is removed from the process and can be supplied, for example, to a torch or an exhaust gas scrubber for further treatment. The condensed The resulting fraction is recycled via a reflux 67 in the distillation column. The reflux 67 can, as shown here, open into the feed 21 or be formed as a separate feed into the distillation column 1.
Bei Einsatz des weiteren Kondensators 65 kann in einer Ausführungsform auf den Kondensator 55 verzichtet werden. In diesem Fall wird der zum Erzielen der gewünschten Reinheit des Methanols notwendige Rücklauf über den Kondensator 65 realisiert. Der Kondensator 65 kann entweder einstufig oder mehrstufig, vorzugsweise dreistufig ausgeführt sein. In diesem Fall wird in einer Stufe mit Luft, in einer weiteren Stufe mit Wasser und in der dritten Stufe mit Sole gekühlt.When using the further capacitor 65, the capacitor 55 can be dispensed with in one embodiment. In this case, the return necessary to achieve the desired purity of the methanol is realized via the condenser 65. The capacitor 65 may be either single-stage or multi-stage, preferably three-stage. In this case, it is cooled in one stage with air, in another stage with water and in the third stage with brine.
In einer hier nicht dargestellten Ausführungsform ist es weiterhin möglich, mit dem im Verdampfer 1 1 auskondensierten Anteil des im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstroms den aus dem Kondensator 55 abgezogenen dampfförmigen Anteil des im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstroms weiter zu erwärmen, bevor dieser über die Methanolzuläufe 37, 39 in die Reaktionskolonne 31 zugeführt wird.In one embodiment, not shown here, it is also possible, with the condensed in evaporator 1 1 portion of the substantially methanol-containing vapor stream further withdrawn from the condenser 55 withdrawn vaporous portion of the substantially methanol-containing vapor stream, before this via the methanol feeds 37, 39 is fed into the reaction column 31.
Der über den Methanolzulauf 37 und die weiteren Methanolzuläufe 39 in die Reaktionskolonne 31 zugeführte, über den Brüdenabzug 5 der Destillationskolonne 1 abge- zogene Brüdenstrom kann in einem Brüdenverdichter 59 verdichtet werden. Jedoch ist es auch möglich, das dampfförmige Methanol ohne den Einsatz des Brüdenverdichters 59 in die Reaktionskolonne 31 zuzuführen.The vapor stream fed into the reaction column 31 via the methanol feed 37 and the further methanol feeds 39 and withdrawn via the vapor draw 5 from the distillation column 1 can be compressed in a vapor compressor 59. However, it is also possible to feed the vaporous methanol into the reaction column 31 without the use of the vapor compressor 59.
In Figur 3 ist ein Verfahrensfließbild für ein Verfahren zur Herstellung von Alkalimethy- lat in einer zweiten Ausführungsform dargestellt.FIG. 3 shows a process flow diagram for a process for the preparation of alkali methylate in a second embodiment.
Die in Figur 3 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform dadurch, dass der Brüdenverdichter 59, mit dem der über den Brüdenabzug 5 aus dem Kopf der Destillationskolonne 1 entnommene und im Kondensator 55 nicht auskondensierte Anteil des dampfförmigen Methanols verdichtet wird, nicht enthalten ist.The embodiment illustrated in FIG. 3 differs from the embodiment shown in FIG. 2 in that the vapor compressor 59, with which the fraction of the vaporous methanol withdrawn via the vapor withdrawal 5 from the top of the distillation column 1 and not condensed out in the condenser 55, is not compressed is included.
Jedoch ist in der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform ein weiterer Brüdenverdichter 61 im Brüdenabzug 47 aus der Reaktionskolonne 31 , der als Zulauf 3 in die Destil- lationskolonne 1 mündet, positioniert. Im Brüdenverdichter 61 wird dem über den Brüdenabzug 47 aus der Reaktionskolonne 31 entnommenen Methanol/Wasser-Gemisch zusätzlich Energie für die Destillation zugeführt. Zum einen kann das Methanol/Wasser-Gemisch auf den Druck der Destillationskolonne 1 komprimiert werden, wenn die Destillationskolonne 1 bei einem höheren Druck betrieben wird als die Reak- tionskolonne 31. Alternativ ist es auch möglich, das Methanol/Wasser-Gemisch auf einen höheren Druck als den Druck, mit dem die Destillationskolonne 1 betrieben wird, zu komprimieren, so dass das Methanol/Wasser-Gemisch beim Eintritt in die Destillationskolonne 1 schlagartig entspannt.However, in the embodiment shown in FIG. 3, a further vapor compressor 61 is positioned in the vapor withdrawal 47 from the reaction column 31, which discharges into the distillation column 1 as feed 3. In the vapor compressor 61, the methanol / water mixture removed via the vapor withdrawal 47 from the reaction column 31 is additionally supplied with energy for the distillation. On the one hand, the methanol / water mixture can be compressed to the pressure of the distillation column 1 when the distillation column 1 is operated at a higher pressure than the reaction column 31. Alternatively, it is also possible for the methanol / water mixture to be To compress a higher pressure than the pressure at which the distillation column 1 is operated, so that the methanol / water mixture on entry into the distillation column 1 suddenly relaxes.
In Figur 4 ist ein Verfahrensfließbild für ein Verfahren zur Herstellung von Alkalimethy- lat in einer dritten Ausführungsform dargestellt. Im Unterschied zu der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform sind nicht eine separate Reaktionskolonne 31 und eine Destillationskolonne 1 vorgesehen, sondern die Kolonnen sind in einem gemeinsamen Kolonnenmantel in Form einer Trennwandkolonne 71 untergebracht.FIG. 4 shows a process flow diagram for a process for the preparation of alkali methylate in a third embodiment. In contrast to the embodiment shown in Figure 2, not a separate reaction column 31 and a distillation column 1 are provided, but the columns are housed in a common column jacket in the form of a dividing wall column 71.
In der Trennwandkolonne 71 wird der untere Bereich durch eine Trennwand 73 in einen ersten Teilbereich 75 und einen zweiten Teilbereich 77 separiert. Der erste Teilbereich 75 dient als Reaktionskolonne und der zweite Teilbereich 77 als Abtriebsteil der Destillationskolonne.In the dividing wall column 71, the lower region is separated by a dividing wall 73 into a first partial region 75 and a second partial region 77. The first portion 75 serves as a reaction column and the second portion 77 as a stripping section of the distillation column.
Am oberen Ende des ersten Teilbereichs 75 wird über den Zulauf 33 im Wärmeübertrager 35 erwärmte wässrige Alkalilauge, die gegebenenfalls mit Methanol oder einer Methanol/Wasser-Mischung versetzt ist, zugeführt. Im unteren Bereich des ersten Teilbereichs 75 wird über den Methanolzulauf 37 dampfförmig Methanol zugeführt. Zusätzlich kann, wie in Figur 2 ebenfalls dargestellt, über weitere Methanolzuläufe 39 ebenfalls dampfförmig Methanol zugeführt werden.At the upper end of the first portion 75 is heated via the inlet 33 in the heat exchanger 35 aqueous alkali solution, which is optionally mixed with methanol or a methanol / water mixture supplied. In the lower region of the first portion 75, methanol is fed in vapor form via the methanol inlet 37. In addition, as also shown in FIG. 2, methanol can also be fed in vapor form via further methanol feeds 39.
Am Sumpf des ersten Teilbereichs 75 wird über den Sumpfablauf 41 das Produkt, Al- kalimethylat in Methanol, entnommen. Ein Teil des über den Sumpfablauf 41 entnom- menen Stromes wird über den Verdampfer 43 und den Rücklauf 45 in den ersten Teilbereich 75 der Trennwandkolonne 71 zurückgeführt. Der Rücklauf 45 mündet dabei vorzugsweise unterhalb des Methanolzulaufs 37 in den ersten Teilbereich 75 der Trennwandkolonne 71. Das bei der Reaktion entstehende Methanol/Wasser-Gemisch strömt dampfförmig über das obere Ende der Trennwand 73 in den oberen Teil 79 der Trennwandkolonne, der als Verstärkungsteil der Destillationskolonne 1 wirkt. Der zweite Teilbereich 77 der Trennwandkolonne 71 dient als Abtriebsteil zur Destillation des Methanol/Wasser-Gemischs. Über den Brüdenabzug 5 am oberen Teil 79 der Trennwandkolonne 71 wird der im Wesentlichen Methanol enthaltende Brüden aus der Destillation abgezogen. Wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt, wird ein Teilstrom des im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstroms über die Leitung 51 dem Brüdenverdichter 17 zugeführt, in dem der im Wesentlichen Methanol enthaltende Brüdenstrom verdichtet wird. Der verdichtete Brüdenstrom dient dann als Heizdampf im Verdampfer 1 1. Der Verdampfer 1 1 ist auch in der hier dargestellten Ausführungsform als Zwischenverdampfer im Abtriebsteil des als Destillationskolonne dienenden Teils der Trennwandkolonne 71 angeordnet. Durch die Wärmeübertragung an das zu destil- lierende Methanol/Wasser-Gemisch kondensiert ein Teil des im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstroms. Der auskondensierte Teil wird über den Zulauf 21 in den oberen Teil 79 vorzugsweise am Kopf der Trennwandkolonne 71 zurückgeführt. Ebenfalls am Kopf der Trennwandkolonne mündet der Methanolzulauf 57, mit dem frisches Methanol zudosiert werden kann, um bei der Reaktion zu Alkalimethylat verbrauchtes Methanol zu ersetzen. Der im Verdampfer 11 nicht kondensierte Anteil des im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstroms wird über die Dampfleitung 53 dem Kondensator 55 zugeführt. Im Kondensator 55 wird der über die Dampfleitung 53 geführte Anteil des im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstroms und der nicht über den Brüdenverdichter 17 geführte Anteil des im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstroms teilweise kondensiert. Der kondensierte Anteil wird ebenfalls über Kopf der Trennwandkolonne 71 in die Trennwandkolonne 71 zurückgeführt. Der nicht kondensierte Teil wird über den Brüdenverdichter 59 und die Methanolzuläufe 37 und 39 in den ersten Teilbereich 75, der als Reaktionskolonne dient, in die Trennwand- kolonne 71 zurückgeführt.At the bottom of the first section 75, the product, alkali metal methylate in methanol, is withdrawn via the bottom outlet 41. A portion of the stream removed via the bottom outlet 41 is returned to the first section 75 of the dividing wall column 71 via the evaporator 43 and the return line 45. The reflux 45 preferably opens below the methanol inlet 37 into the first portion 75 of the dividing wall column 71. The methanol / water mixture formed in the reaction flows in vapor form over the upper end of the dividing wall 73 into the upper part 79 of the dividing wall column, which serves as the reinforcing part of Distillation column 1 acts. The second portion 77 of the dividing wall column 71 serves as a stripping section for the distillation of the methanol / water mixture. About the vapor withdrawal 5 at the upper part 79 of the dividing wall column 71 of the methanol containing vapors is removed from the distillation. As shown in Figures 2 and 3, a partial stream of the substantially methanol-containing vapor stream is fed via the line 51 to the vapor compressor 17, in which the vapor stream containing substantially methanol is compressed. The compressed vapor stream then serves as heating steam in the evaporator 1 1. The evaporator 1 1 is also arranged in the embodiment shown here as an intermediate evaporator in the stripping section of serving as a distillation column portion of the dividing wall column 71. By the heat transfer to the destil- lating methanol / water mixture condenses a portion of the substantially methanol-containing vapor stream. The condensed part is recycled via the inlet 21 in the upper part 79, preferably at the top of the dividing wall column 71. Also at the top of the dividing wall column opens the methanol feed 57, with the fresh methanol can be added to replace methanol consumed in the reaction to alkali metal. The uncondensed in the evaporator 11 portion of the substantially methanol-containing vapor stream is fed via the vapor line 53 to the condenser 55. In the condenser 55, the portion of the vapor stream essentially containing methanol and the fraction of the vapor stream essentially comprising methanol are not partially condensed via the vapor line 53 and the vapor fraction which is not passed via the vapor compressor 17. The condensed fraction is also recycled via the top of the dividing wall column 71 into the dividing wall column 71. The uncondensed part is recycled via the vapor compressor 59 and the methanol feeds 37 and 39 in the first portion 75, which serves as a reaction column, in the dividing wall 71 column.
Die Trennwandkolonne wird vorzugsweise bei einem Druck im Bereich von 0,2 bis 10 bar, insbesondere bei einem Druck im Bereich von 0,5 bis 3 bar betrieben.The dividing wall column is preferably operated at a pressure in the range from 0.2 to 10 bar, in particular at a pressure in the range from 0.5 to 3 bar.
Am Sumpf des zweiten Teilbereichs 77 wird ein im Wesentlichen Wasser enthaltender Sumpfstrom über den Sumpfablauf 7 entnommen. Ein Teil des im Wesentlichen Wasser enthaltenden Sumpfstroms wird im Verdampfer 49 zumindest teilweise verdampft und in den zweiten Teilbereich 77 vorzugsweise am Sumpf zurückgeführt. Der zweite Verdampfer 49 ist dabei konventionell, vorzugsweise mit Heizdampf, beheizt.At the bottom of the second portion 77 a substantially water-containing bottom stream is removed via the bottom outlet 7. A portion of the substantially water-containing bottom stream is at least partially vaporized in the evaporator 49 and returned to the second portion 77, preferably at the bottom. The second evaporator 49 is conventional, preferably heated with heating steam.
Als Brüdenverdichter in allen Ausführungsformen kann zum Beispiel ein ein- oder mehrstufiger Turboverdichter oder ein Schraubenverdichter eingesetzt werden. Die technische Detailausgestaltung des Brüdenverdichters 17 richtet sich im Allgemeinen nach den Herstellervorschriften und ist dem Fachmann geläufig. So ist es zum Beispiel möglich, dem Brüdenverdichter 17 einen Tropfenabscheider vorzuschalten.As a vapor compressor in all embodiments, for example, a single or multi-stage turbocompressor or a screw compressor can be used. The technical detail of the vapor compressor 17 is generally based on the manufacturer's instructions and is familiar to the expert. Thus, it is possible, for example, to connect the vapor compressor 17 with a mist eliminator.
Wenn mit dem im Brüdenverdichter 17 verdichteten im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstrom ein als Zwischenverdampfer dienender Verdampfer 11 beheizt wird, wird die Fläche des Verdampfers 1 1 vorzugsweise so dimensioniert, dass die Temperaturdifferenz nicht mehr als 50 K, insbesondere nicht mehr als 30 K beträgt. Durch niedrige Temperaturdifferenzen kann die benötigte Antriebsleistung des Brüdenverdichters 17 reduziert werden. Die Verdichtung des im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstroms im Brüdenverdichter 17 erfolgt vorzugsweise um einen Faktor im Bereich von 1 ,5 bis 19, insbesondere im Bereich von 2 bis 4. Der genaue Wert der Druckerhöhung im Brüdenverdichter 17 richtet sich dabei nach der Dimensionierung der Wärmeübertragungsfläche des Verdampfers 11.If an evaporator 11 serving as an intermediate evaporator is heated with the vapor stream essentially compressed in the vapor compressor 17, the area of the evaporator 11 is preferably dimensioned so that the temperature difference is not more than 50 K, in particular not more than 30 K. By low temperature differences, the required drive power of the vapor compressor 17 can be reduced. The compression of the substantially methanol-containing vapor stream in the vapor compressor 17 preferably takes place by a factor in the range of 1.5 to 19, in particular in the range of 2 to 4. The exact value of Pressure increase in the vapor compressor 17 depends on the dimensioning of the heat transfer surface of the evaporator 11.
Die Trennwand kann 73 kann entweder, wie hier dargestellt, den Kolonnenquerschnitt in zwei Kreissegmente teilen, alternativ ist es jedoch auch möglich, die Trennwand koaxial auszubilden, wobei es dann bevorzugt ist, dass der Abtriebsteil der Destillation im innen liegenden Bereich ausgeführt ist und die Reaktion in dem die Trennwand umgebenden ringförmigen Abschnitt durchgeführt wird.However, as shown here, the dividing wall may either divide the column cross-section into two circular segments, but alternatively it is also possible to form the dividing wall coaxially, in which case it is preferable for the stripping section of the distillation to be of the internal region and the reaction in which the annular wall surrounding the partition is performed.
Auch in der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform ist es möglich, mit dem dem Verdampfer 11 entnommenen kondensierten Anteil des im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstroms den dem Kondensator 55 entnommenen dampfförmigen Anteil des im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstroms in einem geeigneten Wärmeübertrager weiter zu erwärmen.In the embodiment illustrated in FIG. 4, it is also possible, with the condensate fraction of the essentially methanol-containing vapor stream withdrawn from the evaporator 11, to further heat the vapor fraction of the essentially methanol-containing vapor stream removed from the condenser 55 in a suitable heat exchanger.
Eine Ausschleusung an Inerten kann bei den in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen auf die gleiche Weise erfolgen, wie bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform. Alternativ ist es auch möglich, einen Kondensator zur Ausschleusung der Inerten im Anschluss an den Brüdenverdichter 11 in der Leitung 53 zu positi- onieren. Inert outs can be carried out in the same way in the embodiments shown in FIGS. 3 and 4 as in the embodiment shown in FIG. Alternatively, it is also possible to position a condenser for discharging the inerts following the vapor compressor 11 in the conduit 53.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Destillationskolonne1 distillation column
3 Zulauf3 inlet
5 Brüdenabzug5 vapor withdrawal
7 Sumpfablauf7 sump drain
9 Ablauf9 process
1 1 Verdampfer1 1 evaporator
13 Zulauf13 inlet
15 Ventil15 valve
17 Brüdenverdichter17 vapor compressor
19 Drossel19 throttle
21 Zulauf21 inlet
23 Methanolabzug23 methanol exhaust
25 Ventil25 valve
31 Reaktionskolonne31 reaction column
33 Zulauf33 inlet
35 Wärmeübertrager35 heat exchanger
37 Methanolzulauf37 methanol feed
39 weiterer Methanolzulauf39 additional methanol feed
41 Sumpfablauf41 sump drain
43 Verdampfer43 evaporator
45 Rücklauf45 return
47 Brüdenabzug47 vapor withdrawal
49 Verdampfer49 evaporator
51 Leitung51 line
53 Dampfleitung53 steam line
55 Kondensator55 capacitor
57 Methanolzulauf57 methanol feed
59 Brüdenverdichter59 vapor compressor
61 weiterer Brüdenverdichter61 further vapor compressors
63 Leitung63 line
65 Kondensator65 capacitor
67 Rücklauf67 return
71 Trennwandkolonne71 dividing wall column
73 Trennwand73 Partition wall
75 erster Teilbereich75 first subarea
77 zweiter Teilbereich77 second subarea
79 oberer Teil 79 upper part

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur destillativen Aufarbeitung eines Methanol/Wasser-Gemischs, folgende Schritte umfassend:1. A process for the distillative workup of a methanol / water mixture, comprising the following steps:
(a) Zugabe des Methanol/Wasser-Gemischs in eine Destillationskolonne (1 ),(a) adding the methanol / water mixture to a distillation column (1),
(b) Entnahme eines im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstroms am Kopf der Destillationskolonne (1 ) und eines im Wesentlichen Wasser ent- haltenden Sumpfstroms am Fuß der Destillationskolonne (1 ),(b) removal of a substantially methanol-containing vapor stream at the top of the distillation column (1) and a substantially water-containing bottom stream at the bottom of the distillation column (1),
(c) Verdichten zumindest eines Teils des im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstroms,(c) compressing at least a portion of the substantially methanol-containing vapor stream,
(d) Zugabe des verdichteten Brüdenstroms als Heizdampf in einen Verdampfer(D) adding the compressed vapor stream as heating steam in an evaporator
(1 1 ), in dem zumindest ein Teil des zu trennenden Methanol/Wasser- Gemischs verdampft wird.(1 1), in which at least part of the methanol / water mixture to be separated is evaporated.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (1 1 ) ein Zwischenverdampfer ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the evaporator (1 1) is an intermediate evaporator.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenverdampfer (1 1 ) im Abtriebsteil der Destillationskolonne (1 ) oder im Bereich der Zulaufstelle (3) des Methanol/Wasser-Gemischs angeordnet ist.3. The method according to claim 2, characterized in that the intermediate evaporator (1 1) in the stripping section of the distillation column (1) or in the region of the feed point (3) of the methanol / water mixture is arranged.
4. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenverdampfer (1 1 ) so angeordnet ist, dass die Destillationskolonne (1 ) unterhalb des Zwischenverdampfers (11 ) 1 bis 50 theoretische Böden aufweist und oberhalb des Zwischenverdampfers (11 ) 1 bis 200 theoretische Böden.4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the intermediate evaporator (1 1) is arranged so that the distillation column (1) below the intermediate evaporator (11) 1 to 50 theoretical plates and above the intermediate evaporator (11) 1 to 200 theoretical plates.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Destillationskolonne (1 ) oberhalb des Zwischenverdampfers (1 1 ) größer ist als unterhalb des Zwischenverdampfers (11 ).5. The method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the diameter of the distillation column (1) above the intermediate evaporator (1 1) is greater than below the intermediate evaporator (11).
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Sumpf der Destillationskolonne (1 ) ein weiterer, konventionell beheizter Verdampfer (49) angeordnet ist. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that at the bottom of the distillation column (1), a further, conventionally heated evaporator (49) is arranged.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Methanol/Wasser-Gemisch der Destillationskolonne (1 ) gasförmig zugeführt wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the methanol / water mixture of the distillation column (1) is supplied in gaseous form.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Destillationskolonne (1 ) bei einem Druck im Bereich von 0,2 bis 10 bar betrieben wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the distillation column (1) is operated at a pressure in the range of 0.2 to 10 bar.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des im Wesentlichen Methanol enthaltenden Brüdenstroms kondensiert und in die Destillationskolonne (1 ) zurückgeleitet wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that a part of the substantially methanol-containing vapor stream is condensed and returned to the distillation column (1).
10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Methanol/Wasser-Gemisch einer Reaktionskolonne (31 ) zur Herstellung von Alkalimethylaten als Kopfstrom entnommen wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the methanol / water mixture is removed from a reaction column (31) for the preparation of alkali metal methoxides as overhead stream.
1 1. Verfahren zur Herstellung von Alkalimethylaten in einer Reaktionskolonne (31 ), wobei der Reaktionskolonne (31 ) Methanol und Alkalilauge zugegeben werden, am unteren Ende der Reaktionskolonne (31 ) in Methanol gelöstes Alkalimethylat entnommen wird und am oberen Ende der Reaktionskolonne (31 ) ein Methanol/Wasser-Gemisch entnommen wird und das Methanol/Wasser-Gemisch durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 aufgearbeitet wird.1 1. A process for the preparation of alkali metal methoxides in a reaction column (31), wherein the reaction column (31) methanol and alkali metal hydroxide are added, at the lower end of the reaction column (31) in methanol dissolved alkali metal is removed and at the upper end of the reaction column (31) a methanol / water mixture is removed and the methanol / water mixture is worked up by a process according to any one of claims 1 to 10.
12. Verfahren gemäß Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionsko- lonne (31 ) und die Destillationskolonne (1 ) zur Aufarbeitung des Metha- nol/Wasser-Gemischs in einem Kolonnenmantel untergebracht sind, wobei der untere Bereich der Kolonne (71 ) durch eine Trennwand (73) unterteilt ist. 12. The method according to claim 1 1, characterized in that the reaction column (31) and the distillation column (1) for working up the methanol / water mixture are accommodated in a column jacket, wherein the lower region of the column (71) is divided by a partition (73).
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITPI20100114A1 (en) * 2010-10-11 2012-04-12 Sime S R L EQUIPMENT AND PROCESS FOR SEPARATING 1,2,4 TRIMETHYLBENZENE (PSEUDOCUMENE) FROM A MIXTURE CONTAINING AROMATIC HYDROCARBONS
WO2013042941A1 (en) * 2011-09-19 2013-03-28 주식회사 엘지화학 Dual-mode dividing wall column
WO2013168113A1 (en) * 2012-05-10 2013-11-14 Ypf Sociedad Anonima Method for preparing alkali metal alkoxides
CN103253819B (en) * 2013-04-22 2014-02-12 潍坊沃尔特化学有限公司 Production technology for treating ternary-monomer wastewater and extracting sodium sulfate
EP2801604B1 (en) 2013-05-07 2017-04-12 Groupe Novasep Chromatographic process for the production of highly purified polyunsaturated fatty acids
CN103288593B (en) * 2013-06-04 2015-06-03 江苏乐科热力科技有限公司 Device and method for producing sodium methoxide through recompression of mechanical steam
CN103387483B (en) * 2013-08-14 2015-06-17 重庆紫光化工股份有限公司 Production device and process of methanol alkali metal salts
WO2015033935A1 (en) * 2013-09-06 2015-03-12 株式会社ダイセル Method and plant for using recompressed vapor
CN106604766A (en) * 2014-05-22 2017-04-26 阿奎巴克技术公司 Ammonia removal device
CN104147799A (en) * 2014-08-27 2014-11-19 江苏凯茂石化科技有限公司 Methanol evaporating device
CN104370275A (en) * 2014-10-23 2015-02-25 杨传保 Method for producing hydrogen gas by reacting hydrous methanol or ethanol with sodium
DK3679999T3 (en) * 2019-01-09 2021-10-11 France Evaporation PROCEDURE AND SYSTEM FOR TREATING A LIQUID
CN109675334A (en) * 2019-01-22 2019-04-26 天津乐科节能科技有限公司 Potassium tert-butoxide directly connects compression from backheat distillation system and method
US11746075B2 (en) 2020-01-23 2023-09-05 Evonik Functional Solutions Gmbh Method for the simultaneous production of sodium and potassium alcoholates
CN115210206A (en) * 2020-01-23 2022-10-18 赢创功能性解决方案有限公司 Method for energy efficient production of sodium and potassium alkoxides
TWI828051B (en) 2021-02-05 2024-01-01 德商贏創運營有限公司 Process for the energy-efficient production of alkali metal alkoxides
EP4074685A1 (en) 2021-04-16 2022-10-19 Evonik Functional Solutions GmbH Method for the energy-efficient production of alkali metal ethanolates
EP4074684A1 (en) 2021-04-16 2022-10-19 Evonik Functional Solutions GmbH Method for the energy-efficient production of alkali metal ethanolates
BR112023026333A2 (en) 2021-06-16 2024-03-05 Evonik Operations Gmbh PROCESS FOR PROCESSING METHANOL/WATER MIXTURE IN THE PRODUCTION OF ALKALINE METAL METHOXIDES IN A REACTION COLUMN
WO2024083336A1 (en) 2022-10-20 2024-04-25 Evonik Operations Gmbh Improved process for production of alkali metal methoxides

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB737453A (en) * 1950-06-28 1955-09-28 Montedison Spa Improvements in and relating to the rectification of liquid mixtures
FR70198E (en) * 1956-04-05 1959-02-19 Distillation process and apparatus
US4566947A (en) * 1984-09-27 1986-01-28 Hidemasa Tsuruta Method of separating a mixed liquid into light and heavy fractions by distillation
DE19959153A1 (en) 1999-12-08 2001-06-21 Basf Ag Process for the preparation of alkali methylates
DE102007025904A1 (en) * 2007-06-01 2008-12-04 Evonik Degussa Gmbh Process for the preparation of alkali metal alcoholates

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2010097318A1 *

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Publication number Publication date
AR075612A1 (en) 2011-04-20
WO2010097318A1 (en) 2010-09-02
US20110313207A1 (en) 2011-12-22
CA2751983A1 (en) 2010-09-02
JP2012518667A (en) 2012-08-16
BRPI1007998A2 (en) 2016-03-01
CN102333575A (en) 2012-01-25

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