EP4791709A1 - Verfahren zur aufreinigung von acrylsäure durch kreisgasrückführung - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufreinigung von Acrylsäure durch Kreisgasrückführung umfassend die Schritte a) bis f). Zunächst ist Acrylsäure Bestandteil eines Produktgasgemisches (PGM), das darüber hinaus Nebenkomponenten und gegebenenfalls Wasser enthält. In Schritt a) wird das Produktgasgemisch (PGM) in einer Trennungskolonne (T-Kol) in einen Rohacryl- säurestrom (RAS) und einen Nebenkomponentenstrom (NKS) aufgetrennt. Anschließend wird gemäß Schritt b) der Rohacrylsäurestrom (RAS) aus der Trennungskolonne (T-Kol) entnommen. Gemäß Schritt c) erfolgt das Zuführen von zumindest einem Teil des Nebenkomponentenstroms (NKS) aus dem Boden der Trennungskolonne (T-Kol) in eine Spaltkolonne (S-Kol). In der Spaltkolonne (S-Kol) erfolgt gemäß Schritt d) das Aufspalten zumindest eines Teils des Nebenkomponentenstroms (NKS) unter Erhalt monomerer Acrylsäure. Die monomere Acrylsäure wird gemäß Schritt e) als Bestandteil eines Kreisgasstroms (KGS) am Kopf der Spaltkolonne (S-Kol) entnommen. In Schritt f) erfolgten das Zuführen zumindest eines Teils des Kreisgasstroms (KGS) in die Trennungskolonne (T-Kol), wobei zumindest ein Teil des Kreisgasstroms (KGS) oberhalb der Stelle in die Trennungs- kolonne (T-Kol) eingeleitet wird, an der das Produktgasgemisch (PGM) in die Trennungskolonne (T-Kol) zugeführt wird.

Description

Verfahren zur Aufreinigung von Acrylsäure durch Kreisgasrückführung

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufreinigung von Acrylsäure durch Kreisgasrückführung umfassend die Schritte a) bis f). Zunächst ist Acrylsäure Bestandteil eines Produktgasgemisches (PGM), das darüber hinaus Nebenkomponenten und gegebenenfalls Wasser enthält. In Schritt a) wird das Produktgasgemisch (PGM) in einer Trennungskolonne (T-Kol) in einen Rohacrylsäurestrom (RAS) und einen Nebenkomponentenstrom (NKS) aufgetrennt. Anschließend wird gemäß Schritt b) der Rohacrylsäurestrom (RAS) aus der Trennungskolonne (T-Kol) entnommen. Gemäß Schritt c) erfolgt das Zuführen von zumindest einem Teil des Nebenkomponentenstroms (NKS) aus dem Boden der Trennungskolonne (T-Kol) in eine Spaltkolonne (S-Kol). In der Spaltkolonne (S-Kol) erfolgt gemäß Schritt d) das Aufspalten zumindest eines Teils des Nebenkomponentenstroms (NKS) unter Erhalt monomerer Acrylsäure. Die monomere Acrylsäure wird gemäß Schritt e) als Bestandteil eines Kreisgasstroms (KGS) am Kopf der Spaltkolonne (S-Kol) entnommen. In Schritt f) erfolgten das Zuführen zumindest eines Teils des Kreisgasstroms (KGS) in die Trennungskolonne (T-Kol), wobei zumindest ein Teil des Kreisgasstroms (KGS) oberhalb der Stelle in die Trennungskolonne (T-Kol) eingeleitet wird, an der das Produktgasgemisch (PGM) in die Trennungskolonne (T-Kol) zugeführt wird.

Acrylsäure ist eine bedeutende Grundchemikalie. Aufgrund ihrer sehr reaktionsfähigen Doppelbindung sowie der Säurefunktion eignet sich diese, insbesondere als Monomer, zur Herstellung von Polymerisaten. Von der hergestellten Menge an Acrylsäure- Monomeren beispielsweise wird der größere Teil vor der Polymerisation verestert (z.B. zu Klebstoffen, Dispersionen oder Lacken). Nur der kleinere Teil wird direkt polymerisiert (z.B. zu "Superabsorbern"). Während im Allgemeinen bei der direkten Polymerisation der Acrylsäure Monomere hoher Reinheit benötigt werden, sind die Anforderungen an die Reinheit der Acrylsäure nicht so hoch, wenn diese vor der Polymerisation verestert wird.

Acrylsäure ist unter anderem durch heterogen katalysierte Gasphasen-Partialoxidation von C₃-Vorläufern der Acrylsäure mit molekularem Sauerstoff an im festen Aggregatzustand befindlichen Katalysatoren bei erhöhter Temperatur erhältlich. Unter dem Begriff „C₃-Vorläufer“ werden solche chemischen Verbindungen zusammengefasst, die formal durch Reduktion von Acrylsäure erhältlich sind. Bei der Herstellung werden diese C₃-Vorläufer in gasförmigem Zustand, in der Regel mit inerten Gasen wie z.B. Stickstoff, CO₂, gesättigten Kohlenwasserstoffen und/oder Wasserdampf verdünnt, im Gemisch mit molekularem Sauerstoff bei erhöhten Temperaturen sowie gegebenenfalls erhöhtem Druck über übergangsmetallische Mischoxidkatalysatoren geleitet und oxidativ in ein Acrylsäure sowie Nebenkomponenten wie z.B. Furfurale, Benzaldehyd und Maleinsäureanhydrid enthaltendes Produktgasgemisch umgewandelt, aus welchem die Acrylsäure abgetrennt werden muss.

Bei der erhaltenen Acrylsäure handelt es sich somit nicht um ein reines Produkt, sondern, wie vorstehend erwähnt, um ein Gemisch, das neben Acrylsäure (in der Regel > 90 %, oder > 95 % des Gesamtgewichtes) noch typische Nebenprodukte der Gasphasenoxidation wie z.B. Wasser, niedere Aldehyde (z.B. Furfurale, Acrolein oder Methacrolein, Benzaldehyd), niedere Carbonsäuren (z.B. Essigsäure, Propionsäure) etc. sowie Oligomere der Acrylsäure enthält.

Ursächlich für die Entstehung von Oligomeren der Acrylsäure ist, dass in kondensierter Phase befindliche Acrylsäure durch reversible Michael-Addition an sich selbst sowie an das sich dabei bildende Dimere Acrylsäure-Oligomere (Michael-Addukte) bildet, ebenso wie durch radikalische Polymerisation entstehende Oligomere. Die Gegenwart von Wasser, dem unvermeidbaren Nebenprodukt einer gasphasenkatalytisch oxidativen Herstellung von Acrylsäure, sowie erhöhte Temperaturen fördern die Bildung von Oligomeren der Acrylsäure.

Da die jeweiligen Oligomere eine höhere Siedetemperatur als Acrylsäure aufweisen, reichern sie sich sowohl im Rahmen einer destillativen Abtrennung von Acrylsäure als auch bei einer fraktionierenden Kondensation des Produktgasgemisches einer gasphasenkatalytisch oxidativen Herstellung im Schwersiederbereich (z.B. in der Sumpfflüssigkeit) an.

In DE 10 2014 114 193 A1 bzw. im erteilten EP-Patent EP-B 3 201 167 wird ein ähnliches Verfahren zur Herstellung von Acrylsäure beschrieben, bei dem aus einer Kristallisationsvorrichtung zur Gewinnung aufgereinigter Acrylsäure ein temperierter Muttersäurestrom entnommen wird und in Richtung einer Absorptionskolonne und einer Spaltkolonne geleitet wird. Zudem wird ein Oligomere Acrylsäure enthaltender Nebenkomponentenstrom der Spaltkolonne zugeführt unter Erhalt monomerer Acrylsäure. Mithilfe eines Stripgasstromes wird monomere Acrylsäure als Bestandteil eines Kreisgasstroms in einen Quench-Apparat eingeleitet, dort mit einem Produktgasstrom vermischt, worauf das erhaltene Gemisch in den Sumpf der Absorptionskolonne eingeleitet wird. DE 10 2014 114 193 A1 offenbart jedoch nicht, dass zumindest ein Teil eines aus einer Spaltkolonne entnommenen und monomere Acrylsäure enthaltenden Kreisgasstrom in eine Trennungskolonne zugeführt wird, wobei zumindest ein Teil des Kreisgasstroms oberhalb der Stelle in die Trennungskolonne eingeleitet wird, an der ein Produktgasgemisch in die Trennungskolonne zugeführt wird. Die Verfahren nach dem Stand der Technik sind für sich genommen vorteilhaft und führen zu entsprechenden Ausbeuten an Wertprodukt, das heißt an Acrylsäure. Allerdings werden diese erhöhten Ausbeuten nur durch einen hohen apparativen Aufwand und Energieeinsatz ermöglicht.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Aufreinigung von Acrylsäure anzugeben und eine entsprechende Anlage bereitzustellen, welche die Reinheit des Wertproduktes gegenüber dem Stand der Technik weiter erhöhen wird, aber gleichzeitig eine effizientere Verfahrensführung im Hinblick auf den apparativen und energetischen Aufwand ermöglichen kann.

Die vorstehende Aufgabe wird in einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung gelöst durch ein Verfahren zur Aufreinigung von Acrylsäure, umfassend die Schritte a) bis f): a) Auftrennung eines Produktgasgemisches (PGM) enthaltend Acrylsäure und Nebenkomponenten in einer Trennungskolonne (T-Kol) in einen Rohacrylsäurestrom (RAS) und einen Nebenkomponentenstrom (NKS), b) Entnahme des Rohacrylsäurestroms (RAS) aus der Trennungskolonne (T-Kol), c) Zuführen von zumindest einem Teil des Nebenkomponentenstroms (NKS) aus dem Boden der Trennungskolonne (T-Kol) in eine Spaltkolonne (S-Kol), d) Aufspalten zumindest eines Teils des Nebenkomponentenstroms (NKS) in der Spaltkolonne (S-Kol) unter Erhalt monomerer Acrylsäure, e) Zuführen eines Stripgasstroms (SGS) am Boden der Spaltkolonne (S-Kol) und Entnahme eines Kreisgasstroms (KGS) am Kopf der Spaltkolonne (S-Kol), enthaltend den Stripgasstrom (SGS) und monomere Acrylsäure, f) Zuführen zumindest eines Teils des in Schritt e) entnommenen Kreisgasstroms (KGS) in die Trennungskolonne (T-Kol), wobei zumindest ein Teil des Kreisgasstroms (KGS) oberhalb der Stelle in die Trennungskolonne (T-Kol) eingeleitet wird, an der das Produktgasgemisch (PGM) in die Trennungskolonne (T-Kol) zugeführt wird.

Die vorstehende Aufgabe wird in einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung gelöst durch eine Anlage zur Aufreinigung von Acrylsäure, umfassend eine Trennungskolonne (T-Kol) eine Spaltkolonne (S-Kol) eine den Boden den Trennungskolonne (T-Kol) mit der Spaltkolonne (S-Kol) verbindende erste Leitung (L1) eine zweite von der Spaltkolonne (S-Kol) abgehende Leitung (L2), wobei die zweite Leitung (L2) mit der Trennungskolonne (T-Kol) verbunden ist und oberhalb der Einspeisungsstelle für das Produktgasgemisch (PGM) in die Trennungskolonne (T-Kol) einmündet.

Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, dass durch die zumindest teilweise Rückführung (bzw. das Zuführen) des Kreisgasstroms (KGS) in die Trennungskolonne (T-Kol), wobei zumindest ein Teil des Kreisgasstroms (KGS) oberhalb des Bodens in die Trennungskolonne (T-Kol) eingeleitet wird, an der das Produktgasgemisch (PGM) in die Trennungskolonne (T-Kol) zugeführt wird, der Anteil an Verunreinigungen mit Verbindungen, welche einen niedrigeren Siedepunkt als die Acrylsäure aufweisen, und insbesondere der Anteil an Essigsäure im Rohacrylsäurestrom (RAS) und somit auch in der gegebenenfalls erhaltenen aufgereinigten Acrylsäure (AAS) signifikant verringert werden kann.

Dieser Vorteil wird im erfindungsgemäßen Verfahren noch verstärkt, sofern die Rückführung zumindest eines Teils der Muttersäure (MS) oder gegebenenfalls des Muttersäurestroms (MS-a) in die Trennungskolonne (T-Kol), oberhalb der Stelle in der Trennungskolonne (T-Kol), aus der der Rohacrylsäurestrom (RAS) entnommen wird, die Nebenkomponenten wie niedriger siedende Essigsäure oder sonstige gegebenenfalls enthaltende niedrigsiedende Nebenkomponenten eher zum Kopf der Trennungskolonne (T-Kol) entweichen können und hierdurch in der Ausleitung des Rohacrylsäurestroms (RAS) in Richtung der Vorrichtung (V1) weniger Essigsäure oder sonstige niedrigsiedende Nebenkomponenten als Verunreinigung enthalten sind. Dies führt weiterhin dazu, dass auch in der Vorrichtung (V1) und in der aufgereinigten Acrylsäure (AAS) weniger Essigsäure sowie niedrigsiedende Nebenkomponenten und mehr Acrylsäure vorhanden ist im Vergleich zu einem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, bei dem die Zuführung der Muttersäure (MS) in die Trennungskolonne (T-Kol) unterhalb der Stelle in der Trennungskolonne (T-Kol), aus der der Rohacrylsäurestrom (RAS) entnommen wird, erfolgt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist weiterhin vorteilhaft, dass der zweite Teil des Muttersäurestroms (MS-b) nach Teilung der Muttersäure in Schritt i) in die Spaltkolonne (S-Kol) rückgeführt wird,

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung ist daher, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Anlage bei der Acrylsäureherstellung anfallende Nebenkomponenten, insbesondere Oligomere Acrylsäure, aufgespalten und mit verbesserter Effizienz in das Herstellungsverfahren zurückgeführt werden können, wodurch die Ausbeute an Wertprodukt, das heißt an Acrylsäure, und dessen Reinheit gesteigert werden kann.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend im Detail beschrieben.

Sofern in der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anlage auch Verfahrensmerkmale genannt sind, beziehen sich diese vorzugsweise auf das erfindungsgemäße Verfahren. Ebenso beziehen sich gegenständliche Merkmale, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgeführt werden, vorzugsweise auf die erfindungsgemäße Anlage.

In einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die vorstehend genannte Aufgabe durch ein Verfahren zur Aufreinigung von Acrylsäure gelöst, umfassend die Schritte a) bis f): a) Auftrennung eines Produktgasgemisches (PGM) enthaltend Acrylsäure und Nebenkomponenten in einer Trennungskolonne (T-Kol) in einen Rohacrylsäurestrom (RAS) und einen Nebenkomponentenstrom (NKS), b) Entnahme des Rohacrylsäurestroms (RAS) aus der Trennungskolonne (T-Kol), c) Zuführen von zumindest einem Teil des Nebenkomponentenstroms (NKS) aus dem Boden der Trennungskolonne (T-Kol) in eine Spaltkolonne (S-Kol), d) Aufspalten zumindest eines Teils des Nebenkomponentenstroms (NKS) in der Spaltkolonne (S-Kol) unter Erhalt monomerer Acrylsäure, e) Zuführen eines Stripgasstroms (SGS) am Boden der Spaltkolonne (S-Kol) und Entnahme eines Kreisgasstroms (KGS) am Kopf der Spaltkolonne (S-Kol), enthaltend den Stripgasstrom (SGS) und monomere Acrylsäure, f) Zuführen zumindest eines Teils des in Schritt e) entnommenen Kreisgasstroms (KGS) in die Trennungskolonne (T-Kol), wobei zumindest ein Teil des Kreisgasstroms (KGS) oberhalb der Stelle in die Trennungskolonne (T-Kol) eingeleitet wird, an der das Produktgasgemisch (PGM) in die Trennungskolonne (T-Kol) zugeführt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte a) bis f) und wird nachfolgend beschrieben.

Figur 1 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren in seiner Grundform, wobei in Schritt a) ein Produktgasgemisch (PGM) enthaltend Acrylsäure und Nebenkomponenten sowie gegebenenfalls Wasser in eine Trennungskolonne (T-Kol) eingebracht und in einen Rohacrylsäurestrom (RAS) und einen Nebenkomponentenstrom (NKS) aufgetrennt wird. Der Rohacrylsäurestrom (RAS) ist hierbei von Nebenkomponenten und gegebenenfalls Wasser insgesamt entreichert, wohingegen der Nebenkomponentenstrom (NKS) schwerer als Acrylsäure siedende Nebenkomponenten enthält.

Produktgasgemische aus der Acrylsäureherstellung als solche sind dem Fachmann bekannt. Typischerweise enthalten solche Produktgasgemische Acrylsäure, Diacrylsäure und Polyacrylsäure sowie beispielweise Essigsäure, Wasser, Stickstoff und Sauerstoff.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung enthält das Produktgasgemisch (PGM) vorzugsweise Acrylsäure und Nebenkomponenten sowie gegebenenfalls Wasser, wobei unter Nebenkomponenten beispielsweise Diacrylsäure, Polyacrylsäure, Stickstoff, Maleinsäureanhydrid und Sauerstoff sowie Formaldehyd, Acrolein, Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Furfural, 2-Furfural, Benzaldehyd, 4-Methoxyphenol, Benzoesäure, Phtalsäureanhydrid, Phenothiazin, Propen, Propan, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid verstanden werden.

Sofern das Produktgasgemisch (PGM) vor dem Einleiten in die Trennungskolonne (T-Kol) bearbeitet wird (siehe auch weiter unten in Verbindung mit Vorrichtung (V2)), vorzugsweise durch Quenchen mit einem Teil des Nebenkomponentenstroms (NKS) und/oder durch Vermischen mit einem Teil des Kreisgasstroms (KGS), enthält das Produktgasgemisch (PGM) im Anschluss an die Bearbeitung (und vor Einleitung in die Trennungskolonne vorzugsweise 35 Gew-% bis 50 Gew-% Acrylsäure, 10 Gew-% bis 25 Gew-% Diacrylsäure, 2 Gew-% bis 8 Gew-% Polyacrylsäure, 20 Gew-% bis 40 Gew-% Stickstoff, 2 Gew-% bis 7 Gew-% Maleinsäureanhydrid, 0,2 Gew-% bis 2 Gew- % Benzoesäure, 1 Gew-% bis 5 Gew-% Wasser, 0,5 Gew-% bis 2 Gew-% Sauerstoff, 0,5 Gew-% bis 2 Gew-% Kohlendioxid, 0,2 Gew-% bis 2 Gew-% 4-Methoxyphenol, 0,2 Gew-% bis 2 Gew-% Essigsäure sowie daneben geringe Anteile (jeweils < 0,5 Gew-%) an Formaldehyd, Acrolein, Ameisensäure, Propionsäure, Furfural, 2-Furfural, Benzaldehyd, Phtalsäureanhydrid, Phenothiazin, Propen, Propan und Kohlenmonooxid.

Sofern in die Trennungskolonne (T-Kol) ein Produktgasgemisch (PGM) eingeleitet wird, das ohne weitere Bearbeitung aus der Acrylsäureherstellung stammt, enthält das Produktgasgemisch (PGM) vorzugsweise 10 Gew.-% bis13 Gew.% Acrylsäure, 76 Gew.- % Stickstoff, 4,5 Gew.-% Wasser, 1 ,5 Gew.-% bis 2,5 Gew.- % Kohlendioxid, 2,5Gew.-% bis 3,5 Gew.- % Sauerstoff, 0,6 Gew.- % Kohlenmonoxid sowie daneben geringe Anteile (jeweils < 0,5 Gew-%) an Formaldehyd, Acrolein, Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Furfural, Benzaldehyd, Maleinsäureanhydrid, Benzoesäure, Phtalsäureanhydrid, Propen, Propan und Diacrylsäure.

Vorzugsweise wird das Produktgasgemisch (PGM) der Trennungskolonne (T-Kol) mit einer Temperatur von 100 bis 180 °C zugeführt.

Trennungskolonnen und trennwirksame Einbauten als solche sind dem Fachmann bekannt und können Lehrbüchern zur Verfahrenstechnik, insbesondere zur thermischen Trennung, entnommen werden (beispielweise M. Baern et al., Technische Chemie, 2006, WILEY-VCH, Weinheim).

Im Kontext der vorliegenden Erfindung wird unter einer Trennungskolonne vorzugsweise ein Apparat zur thermischen Trennung von Gemischen verstanden. In Frage kommen beispielsweise Rektifikationskolonnen, Destillationskolonnen und Kondensationskolonnen. Hierbei ist der Kolonnenkörper regelmäßig als ein zur Vermeidung von Wärmeverlusten isoliertes, zylindrisches Rohr ausgelegt. Zur Verdampfung des zu trennenden Gemisches oder eines Teils des zu trennenden Gemisches kann das untere Ende der Kolonne einen Verdampfer umfassen oder ein Verdampfer als externer Apparat neben der Kolonne ausgeführt sein. Fast alle denkbaren Wärmequellen zur Verdampfung können zum Einsatz kommen, wie beispielsweise heißes Wasser, Elektrizität, Mikrowellen oder Abwärme aus anderen Prozessen oder anderen Prozessschritten des vorliegenden Prozesses. Zur Kondensation des zu trennenden Gemisches oder eines Teils des zu trennenden Gemisches kann die Kolonne am Kopf einen Kondensator enthalten oder der Kondensator kann als externer Apparat neben der Kolonne ausgeführt sein. Zur Kühlung im Kondensator können verschiedene Betriebsmedien zum Einsatz kommen, wie Wasser, Kältemittel, Luft oder auch aufzuheizende Medien aus anderen Prozessen oder anderen Teilen des vorliegenden Prozesses. Um den Wärme- und Stoffaustausch in der Kolonne zu verbessern, kann der Kolonnenkörper Einbauten enthalten, wie beispielsweise Sieb-, Glocken- oder Ventilböden, Füllkörper, wie beispielsweise Raschig-Ringe, oder strukturierte Packungen. Der Fachmann weiß, dass horizontale trennungswirksame Einbauten in solchen Kolonnen auch als Böden bezeichnet werden. Prinzipiell können auch Kolonnen mit rotierenden Einsätzen, sogenannte Rotationskolonnen, verwendet werden, die die Rücklaufflüssigkeit in Tröpfchen versprühen.

Im Kontext der vorliegenden Erfindung kommen insbesondere Dual-Flow-Böden sowie Querstromböden zum Einsatz. Dual-Flow-Böden als solche sind dem Fachmann bekannt. Im Kontext der vorliegenden Erfindung bezeichnen diese waagerechten Einbauten, die in bestimmten Abständen in die Kolonne eingebaut sind und Öffnungen aufweisen, durch die Dampf und Flüssigkeiten im Gegenstrom passieren können. Diese Öffnungen können beispielsweise Löcher oder Schlitze sein, wobei das Öffnungsverhältnis über die Anzahl an Öffnungen eingestellt werden kann. Üblicherweise weisen Dual-Flow-Böden kein Ablaufrohr auf, das sie mit dem nächsten Boden verbindet. Selbstredend kann jeder Dual-Flow-Boden mit den Wänden der Rektifikationskolonne bündig abschließend, aber stattdessen auch über Stege mit dieser verbunden sein.

Ebenso sind Querstromböden als solche dem Fachmann bekannt. Im Kontext der vorliegenden Erfindung bezeichnen diese waagerechten Einbauten, die in bestimmten Abständen in die Kolonne eingebaut sind und wobei Flüssigkeit an einer Seite auf den Boden zugeführt wird, über den Boden läuft und dort mit dem aufsteigenden Gas in Kontakt gebracht wird. Anschließend gelangt die Flüssigkeit zu einem Ablaufschacht, wird dort gesammelt und dem darunter liegenden Boden zugeführt. Querstromböden können beispielsweise Sieblöcher, bewegliche Ventile, Glocken oder Tunnel enthalten.

Erfindungsgemäß ist bevorzugt, dass in der Trennungskolonne (T-Kol) als trennungswirksame Einbauten Dual-Flow-Böden und/oder Querstrom böden verwendet werden. Weiterhin kann die Trennungskolonne (T-Kol) weitere Zulässe und/oder Entnahmestellen, beispielsweise am Kopf, enthalten, um beispielsweise Leichtsieder abzuziehen und/oder Komponenten rückzuführen.

Der in der Trennungskolonne (T-Kol) herrschende Betriebsdruck beträgt vorzugsweise 0 bis 5 bar, mehr bevorzugt 0 bis 3 bar und noch mehr bevorzugt 0 bis 1,6 bar.

Rohacrylströme als solche, die im Rahmen der Aufreinigung von Acrylsäure erhalten werden, sind dem Fachmann bekannt. Dem Fachmann ist auch bekannt, dass ein solcher Rohacrylsäurestrom typischerweise kein reines Produkt darstellt, sondern zwar als größten Bestandteil Acrylsäure enthält, jedoch auch geringe Anteile weiterer Bestandteile, wie beispielsweise Wasser, niedere Aldehyde (z.B. Furfurale, Acrolein, Benzaldehyd), niedere Carbonsäure (z.B. Essigsäure, Propionsäure) und Diacrylsäure.

Im Kontext der vorliegenden Erfindung enthält der Rohacrylsäurestrom (RAS) Acrylsäure und Nebenkomponenten sowie gegebenenfalls Wasser, wobei unter Nebenkomponenten beispielsweise Acrolein, Ameisensäure, Propionsäure, Furfural, Benzaldehyd, Maleinsäureanhydrid, Diacrylsäure, 4-Methoxyphenol und Phenothiazin verstanden werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung enthält der Rohacrylsäurestrom (RAS) insbesondere 96 Gew-% bis 98 Gew-% Acrylsäure, 0,4 Gew-% bis 1 ,0 Gew-% Essigsäure, 0,2 Gew-% bis 2 Gew-% Wasser, sowie daneben geringe Anteile (jeweils < 0,5 Gew. %) an Acrolein, Ameisensäure, Propionsäure, Furfural, Benzaldehyd, Maleinsäureanhydrid, Diacrylsäure, 4- Methoxyphenol und Phenothiazin. Nebenkomponenten aus der Acrylsäureherstellung und/oder der Acrylsäureaufreinigung als solche sind dem Fachmann bekannt. Dem Fachmann ist auch bekannt, dass ein solcher Nebenkomponentenstrom typischerweise als größten Bestandteil Acrylsäure und Oligomere Acrylsäure sowie Polyacrylsäure enthält, des Weiteren jedoch auch Schwersieder wie beispielsweise Benzaldehyd, Furfural und Maleinsäure.

Im Kontext der vorliegenden Erfindung enthält der Nebenkomponentenstrom (NKS) Acrylsäure und Nebenkomponenten sowie gegebenenfalls Wasser, wobei unter Nebenkomponenten beispielsweise Diacrylsäure und Polyacrylsäure sowie Anteile von Maleinsäure, Benzoesäure, Benzaldehyd und Furfurale verstanden werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung enthält der Nebenkomponentenstrom (NKS) insbesondere 50 Gew.-% bis 65 Gew.-% Acrylsäure, 15 Gew.-% bis 30 Gew.-% Diacrylsäure und 5 Gew.-% bis 10 Gew.-% Polyacrylsäure sowie 5 Gew.-% bis 9 Gew.-% Maleinsäureanhydrid, 0,5 Gew.-% bis 2 Gew.-% Benzoesäure, 0,5 Gew.-% bis 1 ,5 Gew.-% Wasser und 0,5 Gew.-% bis 1 Gew.-% 4-Methoxyphenol, daneben geringe Anteile (jeweils < 0,5 Gew.-%) an Acrolein, Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Furfural, Benzaldehyd, Phtalsäureanhydrid und Phenothiazin.

Der Nebenkomponentenstrom (NKS) hat im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt eine Temperatur von 100 °C bis 130 °C, insbesondere 105 °C bis 115 °C, um zum einen eine ausreichende Voreindickung der Sumpfflüssigkeit der Trennungskolonne (T-Kol) vor Überführung in die Spaltkolonne (S-Kol) zu erreichen und zum anderen die Dimerenbildung im Sumpfbereich der Trennungskolonne (T-Kol) zu begrenzen.

Anschließend wird der Rohacrylsäurestroms (RAS) in Schritt b) aus der Trennungskolonne (T-Kol) entnommen. Wie weiter unten aufgezeigt, wird der Rohacrylsäurestrom (RAS) nach Entnahme aus der Trennungskolonne (T-Kol) vorzugsweise weiter aufgearbeitet, beispielsweise durch Einleiten in die Vorrichtung (V1).

Im erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt gemäß Schritt c) das Zuführen von zumindest einem Teil des Nebenkomponentenstroms (NKS) aus dem Boden der Trennungskolonne (T-Kol) in eine Spaltkolonne (S-Kol).

Spaltkolonnen als solche sind dem Fachmann bekannt. Im Kontext der vorliegenden Erfindung wird unter einer Spaltkolonne eine Kolonne verstanden, in der Oligomere Acrylsäure in monomere Acrylsäure aufgespalten werden kann. Die Spaltkolonne ist erfindungsgemäß typischerweise mit trennungswirksamen Einbauten ausgestattet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung gilt bezüglich der trennungswirksamen Einbauten sinngemäß das bereits im Zusammenhang mit der Trennkolonne (T-Kol) Gesagte. Typischerweise wird der Nebenkomponentenstrom (NKS) in einen mittleren Boden der Spaltkolonne (S-Kol) eingeleitet. Bei dem erwähnten mittleren Boden handelt es sich insbesondere um einen Boden des Bodenbereichs 8 und 10.

Gegebenenfalls kann der Nebenkomponentenstrom (NKS) vollständig in die Spaltkolonne (S-Kol) eingeleitet werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist jedoch bevorzugt, dass der Nebenkomponentenstrom (NKS) in zumindest zwei Teile aufgetrennt wird. Die Auftrennung des Nebenkomponentenstroms (NKS) kann innerhalb oder bevorzugt außerhalb der Trennkolonne (T-Kol) erfolgen.

Bevorzugt wird ein erster Teil des Nebenkomponentenstroms (NKS) gemäß Schritt e) in die Spaltkolonne(S-Kol) eingeleitet und ein zweiter Teil des Nebenkomponentenstroms (NKS) in die Trennungskolonne (T-Kol) direkt und/oder indirekt zurückgeleitet. Im letzten Teil wird der zweite Teil des Nebenkomponentenstroms (NKS) vorzugsweise als Quenchflüssigkeit verwendet (siehe auch weiter unten). Der erste Teil und der zweite Teil des Nebenkomponentenstroms (NKS) können beliebige Verhältnisse (in ol.-%) zueinander bilden. Vorzugsweise ist das Verhältnis vom ersten Teil zum zweiten Teil des Nebenkomponentenstroms (NKS) im Bereich von 0,1 zu 50 Vol.-%, insbesondere zu 0,3 zu 1 ,5 Vol.-%.

In der Spaltkolonne (S-Kol) wird im erfindungsgemäßen Schritt d) zumindest ein Teil des Nebenkomponentenstroms (NKS) unter Erhalt monomerer Acrylsäure, aufgespalten. Vorzugsweise wird in Schritt d) in der Spaltkolonne (S-Kol) zumindest ein Teil der oligomeren Acrylsäure, welche im Nebenkomponentenstrom (NKS) enthalten ist, unter Erhalt monomerer Acrylsäure aufgespalten. Dies geschieht typischerweise thermisch bei Temperaturen > 150 °C. Die Spaltung kann beschleunigt werden, wenn geringe Mengen von Aminen in den Sumpf der Spaltkolonne zugesetzt werden. Vorzugsweise wird Schritt d) als Gegenstromrektifikation durchgeführt.

Dem Fachmann ist, wie bereits vorstehend erwähnt, bekannt, dass der Nebenkomponentenstrom (NKS) typischerweise Oligomere Acrylsäure enthält, beispielsweise Diacrylsäure. Um nach der Spaltung oligomerer Acrylsäure in monomere Acrylsäure eine Polymerisation zu verhindern, wird die Spaltkolonne (S-Kol) vorzugsweise polymerisationsinhibiert betrieben. Für diesen Zweck können alle dem Fachmann bekannten Polymerisationsinhibitoren prinzipiell eingesetzt werden. Typischerweise werden als Polymerisationsinhibitor Phenothiazin, p-Methoxyphenol oder eine Mischung aus beiden Verbindungen eingesetzt.

Es hat sich für die Effizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere für die Ausbeute an Wertprodukt, als vorteilhaft erwiesen, wenn in Schritt d) 60 % bis 95 %, insbesondere 85 % bis 90 %, der spaltbaren Komponenten des Nebenkomponentenstroms aufgespalten werden. Typischerweise werden die Di- und Trimere der Acrylsäure aufgespalten. Was die Wertproduktausbeuten betrifft, sind höhere Spaltraten von 95 % vorteilhaft, jedoch technisch schwer beherrschbar, da bei Spaltausbeuten > 95 % das verbleibende Produkt zur massiven Feststoffbildung neigt und damit nur sehr schwer handhabbar ist.

Im Sumpf der Spaltkolonne (S-Kol) verbleiben insbesondere die schwersiedenden Anteile, die abgezogen und einer Entsorgung zugeführt werden.

Weiterhin ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass als trennwirksame Einbauten in der Spaltkolonne (S-Kol) Dual-Flow-Böden und/oder Querstromböden verwendet werden, mehr bevorzugt werden Dual-Flow-Böden.

Dual-Flow-Böden und Querstromböden als solche sind dem Fachmann bekannt und wurden im Kontext der vorliegenden Anmeldung bereits vorstehend genauer beschrieben.

Vorzugsweise umfasst die Spaltkolonne (S-Kol) als trennwirksame Einbauten 45 Böden, welche vorzugsweise als Dual-Flow-Böden ausgestaltet sind.

Weiterhin umfasst das erfindungsgemäße Verfahren den Schritt e): e) Zuführen eines Stripgasstroms (SGS) am Boden der Spaltkolonne (S-Kol) und Entnahme eines Kreisgasstroms (KGS) am Kopf der Spaltkolonne (S-Kol), enthaltend den Stripgasstrom (SGS) und monomere Acrylsäure.

Schritt e) wird im erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise zeitgleich mit dem Schritt d) durchgeführt.

Hierbei ist der Stripgasstrom (SGS) bevorzugt auf die Flüssigkeitsoberfläche der Sumpfflüssigkeit ausgerichtet. Der Stripgasstrom wird insbesondere als Kreisgas verwendet. Unter "Kreisgas" ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Gas zu verstehen, welches in der Gasphasenoxidation zur Verdünnung der Edukte sowie der Aufnahme von Reaktionswärme dient.

Das Kreisgas enthält im Rahmen der vorliegenden Erfindung Stickstoff und im Konzentrationsbereich < 5 Vol.-% Sauerstoff, Wasserdampf, Kohlenstoffoxide und Mischungen davon und geringe Mengen (< 0,8 Vol.-%) Ethylen, Ethan, Propen, Propan, Acrolein, Acrylsäure und Essigsäure.

Sofern Schritt d) und Schritt e) gleichzeitig durchgeführt werden, erfolgt dies vorzugsweise durch Gegenstromrektifikation des Nebenkomponentenstroms (NKS) in der Spaltkolonne (S-Kol) zur Abtrennung der im Nebenkomponentenstrom (NKS) enthaltenen Nebenkomponenten. Die erhaltene monomere Acrylsäure wird typischerweise ohne Kondensation als Gasgemisch zusammen mit dem zugeführten Stripgasstrom (SGS) am Kopf der Spaltkolonne (S-Kol) aus dieser in Form des Kreisgasstroms (KGS) abgeführt. Das vorzugsweise selektive Strippen der monomeren Acrylsäure beruht auf dem hohen Dampfdruck derselben.

Im Kontext der vorliegenden Erfindung enthält der Kreisgasstrom (KGS) beim Verlassen der Spaltkolonne (S-Kol) bevorzugt Stickstoff, Acrylsäure, Wasser und Sauerstoff sowie Anteile von Kohlendioxid und Essigsäure, insbesondere 50 Gew.-% bis 65 Gew.-% Stickstoff, 30 Gew-% bis 40 Gew.-% Acrylsäure, 3 Gew.-% bis 5 Gew.-% Wasser, 2 Gew.-% bis 3 Gew.-% Sauerstoff, 1 Gew.-% bis 2 Gew.-% Kohlendioxid und 1 Gew.-% bis 2 Gew.-% Essigsäure sowie geringe Anteile (jeweils < 0,7 Gew.-%) an Kohlenmonoxid, Acrolein, Ameisensäure, Propionsäure, Furfural, Maleinsäureanhydrid, Propen und Propan. Der Kreisgasstrom (KGS) hat bevorzugt eine Temperatur von 80 °C bis 100 °C.

Im erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt in Schritt f) das Zuführen zumindest eines Teils des in Schritt e) entnommenen Kreisgasstroms (KGS) in die Trennungskolonne (T-Kol), wobei zumindest ein Teil des Kreisgasstroms (KGS) oberhalb der Stelle in die Trennungskolonne (T-Kol) eingeleitet wird, an der das Produktgasgemisch (PGM) in die Trennungskolonne (T-Kol) zugeführt wird.

Vorzugsweise wird in Schritt f) zumindest ein Teil des Kreisgasstroms (KGS), enthaltend den Stripgasstrom (SGS) und monomere Acrylsäure, in den oberen Teil der Trennungskolonne (T-Kol) eingespeist, mehr bevorzugt in den Kopf der Trennungskolonne (T-Kol). Weiterhin ist es bevorzugt, dass das Produktgasgemisch (PGM) in den unteren Teil der Trennungskolonne (T-Kol) eingespeist, mehr bevorzugt in den Sumpf der Trennungskolonne (T-Kol).

Weiterhin ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass in Schritt f) das Zuführen zumindest eines Teils des in Schritt e) entnommenen Kreisgasstroms (KGS) oberhalb der Stelle in die Trennungskolonne (T-Kol) eingeleitet wird, an der gemäß Schritt b) die Entnahme des Rohacrylsäurestroms (RAS) aus der Trennungskolonne (T-Kol) erfolgt. Vorzugsweise erfolgt dies mindestens 10 Böden, noch mehr bevorzugt mindestens 30 Böden, oberhalb der Entnahmestelle des Rohacrylsäurestroms (RAS).

Erfindungsgemäß ist es noch mehr bevorzugt, dass in Schritt f) das Zuführen zumindest eines Teils des in Schritt e) entnommenen Kreisgasstroms (KGS) oberhalb der Stelle in die Trennungskolonne (T-Kol) eingeleitet wird, an der gemäß (dem nachfolgend definierten optionalen) Schritt i) die Rückführung der Muttersäure (MS) oder gegebenenfalls des Muttersäurestroms (MS-a) in die Trennungskolonne (T-Kol) erfolgt. Hierbei ist es bevorzugt, dass zumindest ein Teil der Muttersäure (MS) oder gegebenenfalls des Muttersäurestroms (MS-a) oberhalb der Stelle, aus der der Rohacrylsäurestrom (RAS) in Schritt b) entnommen wird, in die Trennungskolonne (T-Kol) eingespeist wird. Vorzugsweise erfolgt dies mindestens 5 Böden, noch mehr bevorzugt mindestens 10 Böden, oberhalb der Einspeisungsstelle der Muttersäure (MS) oder gegebenenfalls des Muttersäurestroms (MS-a) in die Trennungskolonne (T-Kol).

Wie nachfolgend aufgezeigt, kann zumindest ein Teil des Kreisgasstroms (KGS), enthaltend den Stripgasstrom (SGS) und monomere Acrylsäure, vor der Zuführung in die Trennungskolonne (T-Kol) abgespalten werden und beispielsweise mit einem anderen Strom, insbesondere mit dem Produktgasgemisch (PGM), vermischt und/oder in den unteren Teil der Trennungskolonne (T-Kol) eingespeist werden.

Vorzugsweise werden mindestens 60 Vol.-%, mehr bevorzugt mindestens 80 Vol.-%, des Kreisgasstroms (KGS), enthaltend den Stripgasstrom (SGS) und monomere Acrylsäure, oberhalb der Stelle in die Trennungskolonne (T-Kol) eingeleitet wird, an der das Produktgasgemisch (PGM) in die Trennungskolonne (T-Kol) zugeführt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der komplette aus Schritt e) entnommenen Kreisgasstroms (KGS) gemäß Schritt f) oberhalb der Stelle in die Trennungskolonne (T-Kol) eingeleitet, an der das Produktgasgemisch (PGM) in die Trennungskolonne (T-Kol) zugeführt wird.

Vorzugsweise wird im erfinderischen Verfahren ein zusätzlicher Schritt g) durchgeführt, wobei gemäß Schritt g) der Rohacrylsäurestrom (RAS) aus Schritt b) einer Vorrichtung (V1) zugeführt wird, wobei eine weitere Aufreinigung des Rohacrylsäurestroms (RAS) in der Vorrichtung (V1) unter Erhalt einer aufgereinigten Acrylsäure (AAS) und einer Muttersäure (MS) erfolgt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der Vorrichtung (V1) bevorzugt um eine Kristallisationsvorrichtung. Kristallisationsvorrichtungen als solche sind dem Fachmann bekannt. Die erfindungsgemäße Ausführung des Verfahrens ist dabei nicht auf eine bestimmtes Kristallisationsverfahren festgelegt, womit Acrylsäure durch teilweise Kristallisation, Abtrennung der ausgefrorenen Acrylsäure von der die Verunreinigungen enthaltenden Flüssigkeit (Muttersäure) und durch Aufschmelzen der abgetrennten reinen Acrylsäurekristalle gereinigt wird. Hierbei kann z.B. eine Fallfilmkristallisation oder eine Suspensionskristallisation als Kombination aus Kühlscheibenkristallern und Waschkolonnen eingesetzt werden, wobei letztere Verfahrensvariante bevorzugt ist.

Bei Bedarf kann dem kristallisativ zu reinigenden Rohacrylsäurestrom (RAS) vor einer Kristallisation Wasser zugesetzt werden (bezogen auf die enthaltene Menge an Acrylsäure bis zu 10 Gew-% oder mehr, vorzugsweise bis zu 5 Gew-%). Hierdurch wird die Abtrennung von in der Rohacrylsäure enthaltener Essigsäure erleichtert und zudem die Verkrustungsneigung gemindert. Bei erhöhter Aldehyd- oder sonstigen Nebenkomponentengehalten kann eine Wasserzugabe unterbleiben, da die Aldehyde in diesem Fall die Funktion des Wassers übernehmen können.

Nach Abtrennen und Waschen der Kristalle werden diese üblicherweise in einen Behälter gegeben, der vorteilhaft bereits eine Menge aufgereinigten Acrylsäurekristalle enthält. Bei Bedarf kann diesen zusätzlich Polymerisationsinhibitor, wie beispielsweise Phenothiazin, zugesetzt werden. In der Regel genügt jedoch der in den Kristallen verbliebene Rest an Polymerisationsinhibitor, welcher in vorangegangenen Verfahrensschritten, auf welche später noch eingegangen wird, zugesetzt wurde. Für eine genauerer Erläuterung der kristallisativen Abtrennung sei beispielsweise auf die EP 0616998 A oder die DE 10223058 A verwiesen.

Aufgereinigte Acrylsäure aus Verfahren zur Acrylsäureherstellung und/oder Verfahren zur Acrylsäureaufreinigung als solche ist dem Fachmann bekannt. Typischerweise enthält die aufgereinigte Acrylsäure (AAS) Acrylsäure sowie gegebenenfalls geringe Anteile weiterer Bestandteile. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung enthält die aufgereinigte Acrylsäure (AAS) vorzugsweise > 99,6 Gew-% Acrylsäure sowie daneben geringe Anteile (jeweils < 0,3 Gew.-%) an Essigsäure, Wasser, Propionsäure und 4-Methoxyphenol.

Unter dem Begriff „Muttersäure“ (im Stand der Technik gegebenenfalls auch „Mutterlauge“ genannt) wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Lösung von Acrylsäure bezeichnet, die nach Abtrennung des Reinprodukts in einer Kristallisationsvorrichtung die in der Kristallisationsvorrichtung abgetrennten Verunreinigungen enthält, wobei auf die Acrylsäure in der Muttersäure vorzugsweise ein Gewichtsanteil von > 80 Gew.-% entfällt.

Weiterhin ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass das erfindungsgemäße Verfahren (zusätzlich zu Schritt g)) weiterhin die folgenden Schritte h) und i) umfasst: h) Entnahme der Muttersäure (MS) aus der Vorrichtung (V1) und gegebenenfalls Trennung der Muttersäure (MS) in zwei Muttersäureströme (MS-a und MS-b), i) Rückführung der Muttersäure (MS) oder gegebenenfalls des Muttersäurestroms (MS-a) in die Trennungskolonne (T Kol), wobei zumindest ein Teil der Muttersäure (MS) oder gegebenenfalls des Mutter-säurestroms (MS-a) oberhalb der Stelle, aus der der Rohacrylsäurestrom (RAS) in Schritt b) entnommen wird, in die Trennungskolonne (T-Kol) eingespeist wird. Im optionalen Schritt h) kann die in Schritt g) erhaltene Muttersäure (MS) aus der Vorrichtung (V1) entnommen und gegebenenfalls in zwei Muttersäureströme aufgeteilt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Muttersäure (MS) gemäß Schritt h) in zwei Muttersäureströme aufgeteilt wird. Der erste hierbei erhaltene Muttersäurestrom wird im Folgenden als „Muttersäurestrom (MS-a)“ und der zweite erhaltene Muttersäurestrom als „Muttersäurestrom (MS-b)“ bezeichnet.

Erfindungsgemäß kann der Schritt h) durchgeführt werden, ohne dass der nachfolgende optionale Schritt i) zwingend durchgeführt wird. In diesem Zusammenhang ist es möglich, dass die aus der Vorrichtung (V1) entnommene Muttersäure (MS) oder gegebenenfalls ein Teilstrom davon an einer Stelle in die Trennungskolonne (T-Kol) eingespannt wird, die unterhalb der Stelle, aus der der Rohacrylsäurestrom (RAS) in Schritt b) entnommen wird, liegt. Erfindungsgemäß bevorzugt ist jedoch, dass auf den erfindungsgemäßen Schritt h) der nachfolgend definierte Schritt i) durchgeführt wird.

Die aus der Vorrichtung (V1) entnommene Muttersäure (MS) enthält typischerweise Acrylsäure sowie gegebenenfalls Wasser und Essigsäure. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung enthält die entnommene Muttersäure insbesondere 90 Gew.-% bis 95 Gew.-% Acrylsäure, 3 Gew.-% bis 6 Gew.-% Wasser, 0,5 Gew.-% bis 2 Gew.-% Essigsäure und 0,2 Gew-% bis 0,7 Gew-% Diacrylsäure sowie geringe Anteile (jeweils < 0,5 Gew.-%) an Formaldehyd, Acrolein, Ameisensäure, Propionsäure, Furfural, Benzaldehyd, Maleinsäureanhydrid, 4-Methoxyphenol und Phenothiazin.

Im optionalen Schritt i) erfolgt die Rückführung der Muttersäure (MS) oder gegebenenfalls des Muttersäurestroms (MS-a) in die Trennungskolonne (T-Kol), wobei zumindest ein Teil der Muttersäure (MS) oder gegebenenfalls des Muttersäurestroms (MS-a) oberhalb der Stelle, aus der der Rohacrylsäurestrom (RAS) in Schritt b) entnommen wird, in die Trennungskolonne (T-Kol) eingespeist wird. Erfindungsgemäß bevorzugt ist, dass mindestens 80 Gew.-% der Muttersäure (MS) oder gegebenenfalls des Muttersäurestroms (MS-a) in die Trennungskolonne (T-Kol) rückgeführt wird.

Sofern in Schritt h) die Muttersäure (MS) nicht geteilt wird, ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Muttersäure (MS) vollständig oberhalb der Stelle, aus der der Rohacrylsäurestrom (RAS) in Schritt b) entnommen wird, in die Trennungskolonne (T-Kol) eingespeist wird.

Der Begriff „oberhalb der Stelle“ gemäß Schritt i) bedeutet, dass zwischen Entnahmestelle gemäß Schritt b) und Einspeisungsstelle gemäß Schritt h) in der Regel mindestens ein (Trenn-) Boden, vorzugsweise mindestens fünf (Trenn-)Böden, mehr bevorzugt mindestens zehn (Trenn-)Böden liegen. Erfindungsgemäß ist zudem bevorzugt, dass die Muttersäure (MS) vollständig oder, sofern sie in Schritt h) in zwei Teile aufgetrennt wird, der Muttersäurestrom (MS-a) zwischen 10 und 50 Böden, bevorzugt 20 bis 50 Böden, oberhalb der Entnahmestelle für den Rohacrylsäurestrom (RAS) in die Trennungskolonne (T-Kol) zurückgeführt wird.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es zudem bevorzugt, dass die Teilung der Muttersäure (MS) in zwei Ströme erfolgt und mindestens 80 Gew.-% der Muttersäure (MS) im Muttersäurestrom (MS-a) in die Trennungskolonne (T-Kol) rückgeführt wird.

Weiterhin wird die Muttersäure (MS) typischerweise mit einer Temperatur knapp oberhalb der Kristallisationstemperatur von Acrylsäure (15 °C bis 20 °C) aus der Vorrichtung (V1) abgezogen und gegebenenfalls nach Aufteilung in zwei Muttersäureströme (MS-a und MS-b) der Muttersäurestrom (MS-a) vor der Rückführung in die Trennungskolonne (T-Kol) temperiert. Bevorzugt wird die Muttersäure (MS) oder gegebenenfalls der Muttersäurestrom (MS-a) auf die entsprechende thermodynamische Gleichgewichtstemperatur am Ort der Einspeisestelle der Trennungskolonne (T-Kol) vorgewärmt, um eine möglichst effektive Trennung zu gewährleisten. „Temperiert“ bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung, dass die Muttersäure bzw. die Muttersäure-Teilströme nach dem Abführen aus der Vorrichtung (V1) auf eine Temperatur von vorzugsweise 50 °C bis 100 °C, bevorzugt 70 °C bis 100 °C, insbesondere 80 °C bis 95 °C erwärmt werden.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es denkbar, dass die Rückführung der Muttersäure (MS) oder gegebenenfalls des Muttersäurestroms (MS-a) in die Trennungskolonne (T-Kol) direkt oder indirekt erfolgt. Hierbei ist unter „direkt“ zu verstehen, dass die Vorrichtung (V1) und die Trennungskolonne (T-Kol) unmittelbar durch eine Leitung miteinander verbunden sind, wohingegen unter „indirekt“ zu verstehen ist, dass die Muttersäure (MS) oder gegebenenfalls der Muttersäurestrom (MS-a) zunächst durch mindestens eine weitere Vorrichtung, wie beispielsweise eine Vorrichtung zum Heizen oder Kühlen, oder einen Tank, durchgeleitet wird.

Figur 2 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren in seinen vorstehend bereits erwähnten Weiterentwicklungen, wobei zunächst das bereits für Figur 1 Gesagte gilt. Zusätzlich wird gemäß Schritt g) der Rohacrylsäurestrom (RAS) aus Schritt b) einer Vorrichtung (V1) zugeführt, wobei eine weitere Aufreinigung des Rohacrylsäurestroms (RAS) in der Vorrichtung (V1) unter Erhalt einer aufgereinigten Acrylsäure (AAS) und einer Muttersäure (MS) erfolgt. Ebenso ist in Figur 2 der Schritt h) verwirklicht, wonach die Entnahme der Muttersäure (MS) aus der Vorrichtung (V1) und gegebenenfalls Trennung der Muttersäure (MS) in zwei Muttersäureströme (MS-a und MS-b) erfolgt. Weiterhin ist in Figur 2 der Schritte i) verwirklicht, wonach die Rückführung der Muttersäure (MS) oder gegebenenfalls des Muttersäurestroms (MS-a) in die Trennungskolonne (T-Kol) erfolgt, wobei zumindest ein Teil der Muttersäure (MS) oder gegebenenfalls des Muttersäurestroms (MS-a) oberhalb der Stelle, aus der der Rohacrylsäurestrom (RAS) in Schritt b) entnommen wird, in die Trennungskolonne (T- Kol) eingespeist wird.

Weiterhin ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass in Schritt h) die Entnahme der Muttersäure (MS) aus der Vorrichtung (V1) und die Trennung der Muttersäure (MS) in zwei Muttersäureströme (MS-a und MS-b) erfolgt und das Verfahren weiterhin den Schritt j) umfasst: j) Einspeisen des Muttersäurestroms (MS-b) in die Spaltkolonne (S-Kol).

Figur 2 zeigt folglich weiterhin, dass gegebenenfalls in Schritt j) der zweite Teil des Muttersäurestroms (MS-b) nach der vorzugsweise in Schritt h) durchgeführten Teilung der Muttersäure (MS) in die Spaltkolonne (S-Kol) rückgeführt wird.

Sofern der Muttersäurestrom (MS-b) gemäß Schritt j) in die Spaltkolonne (S-Kol) eingespeist wird, erfolgt die Einspeisung vorzugsweise am Kopf der Spaltkolonne (S-Kol), wobei der Muttersäurestrom (MS-b) innerhalb der Spaltkolonne (S-Kol) vorzugsweise als Rücklauf dient.

Weiterhin ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass Schritt a) ein weiterer Schritt a1) vorgeschaltet ist: a1) Zuführung eines Produktgasgemisches (PGM) in eine Vorrichtung (V2), Quenchen des Produktgasgemisches (PGM) in der Vorrichtung (V2), Entnahme des gequenchten Produktgasgemisches (PGM) aus der Vorrichtung (V2) und Zuführen des gequenchten Produktgasgemisches (PGM) in die Trennungskolonne (T Kol), vorzugsweise wird ein Teil des Nebenkomponentenstroms (NKS) aus Schritt a) in die Vorrichtung (V2) als Quenchflüssigkeit eingeleitet, um das gequenchte Produktgasgemisch (PGM) zu erhalten.

In diesem Zusammenhang wird auch auf die Figur 3 verwiesen.

Figur 3 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren in seiner vorstehend erwähnten Weiterentwicklung, wobei zunächst das bereits für Figur 1 und Figur 2 Gesagte gilt und wobei zusätzlich das Produktgasgemisch (PGM) zunächst durch eine Vorrichtung (V2) geleitet wird, bevor es in die Trennungskolonne (T-Kol) eingeleitet wird. Weiterhin wird ein Teil des Nebenkomponentenstroms (NKS) abgetrennt und als Quenchflüssigkeit in die Vorrichtung (V2) eingeleitet. Das aus der Vorrichtung (V2) ausgeleitete gequenchte Produktgemisch (PGM) umfasst somit zusätzlich den Teil des Nebenkomponentenstroms (NKS), der als Quenchflüssigkeit verwendet wird.

In der Regel beträgt die Temperatur des Gasgemisches, welches bei der Acrylsäureherstellung erhalten wird, 150 bis 350 °C, meist 200 bis 300 °C. Auf die Acrylsäureherstellung wird an späterer Stelle noch eingegangen. Bevor das erhaltene Gasgemisch in die Trennungskolonne (T-Kol) geleitet werden kann, muss es daher abgekühlt werden. In der Regel erfolgt eine Abkühlung auf 100 bis 180 °C.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird daher bevorzugt das in der Acrylsäureherstellung erhaltene Gasgemisch, vorliegend als „Produktgasgemisch (PGM)“ bezeichnet, zunächst einer Vorrichtung (V2) zugeführt. Typischerweise handelt es sich bei der Vorrichtung (V2) um eine Quench-Vorrichtung.

Quench-Vorrichtungen als solche sind dem Fachmann bekannt, ebenso wie das Durchführen eines Quenchschrittes. Als Quenchflüssigkeit können beliebige Flüssigkeiten verwendet werden, vorzugsweise wird als Quenchflüssigkeit ein Teil des aus Schritt a) stammenden Nebenkomponentenstroms (NKS) verwendet. Gegebenenfalls kann als Quenchflüssigkeit zusätzlich oder alternativ auch ein Teil der aus Schritt e) stemmenden Kreisgasform (KGS) verwendet werden.

Im Kontext der Acrylsäureherstellung und insbesondere der vorliegenden Erfindung wird unter einer Quench-Vorrichtung eine Vorrichtung verstanden, in der ein Acrylsäure enthaltendes heißes Produktgasgemisch abgekühlt wird, wodurch mögliche Reaktionen seiner Bestandteile und insbesondere eine Polymerisation unterbunden werden sollen. Es können alle im Stand der Technik für diesen Zweck bekannten Vorrichtungen (z.B. Sprühwäscher, Venturi-Wäscher, Blasensäulen oder sonstige Apparate mit berieselten Oberflächen) eingesetzt werden, wobei erfindungsgemäß vorzugsweise Venturi-Wäscher oder Sprühkühler verwendet werden.

Bei Bedarf kann in die Quench-Vorrichtung zur Stabilisierung bzw. Poly- merisationsinhibiierung eine Phenothiazinverbindung zugegeben werden. Als entsprechende Phenothiazinverbindungen kommen beispielsweise Phenothiazin selbst, Bis-(alpha-methylbenzyl)phenothiazin, 3,7-Dioctylphenothiazin und Bis-(alpha- dimethylbenzyl)phenothiazin in Betracht, unter denen das Phenothiazin bevorzugt ist.

Des Weiteren ist erfindungsgemäß möglich, dass ein Teil des Kreisgasstroms (KGS) aus Schritt e) der Vorrichtung (V2) zugeführt wird, wobei in der Vorrichtung (V2) vorzugsweise der Kreisgasstrom (KGS) mit gequenchtem Produktgasgemisch (PGM) vereinigt und das dabei erhaltene Gemisch anschließend der Trennungskolonne (T- Kol) zugeführt wird, vorzugsweise in den unteren Teil der Trennungskolonne (T-Kol), insbesondere in den Sumpf. Gegebenenfalls kann der Teil des Kreisgasstroms (KGS) auch als Quenchflüssigkeit für das Produktgasgemisch (PGM) verwendet werden. Diese Option setzt jedoch voraus, dass zumindest ein Teil des Kreisgasstroms (KGS), enthaltend den Stripgasstrom (SGS) und monomere Acrylsäure, vor der Zuführung in die Trennungskolonne (T-Kol) gemäß Schritt f) abgespalten wird. Vorzugsweise werden maximal 40 Vol.-%, mehr bevorzugt maximal 20 Vol.-%, des Kreisgasstroms (KGS), enthaltend den Stripgasstrom (SGS) und monomere Acrylsäure, vor Durchführung des Schrittes f) aus dem Kreisgasstrom (KGS) gemäß Schritt e) abgetrennt um diesen abgetrennten Teil der Vorrichtung (V2) zuzuführen

In diesem Zusammenhang wird auch auf die Figur 4 verwiesen.

Die Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung der vorgenannten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Teil des Kreisgasstroms (KGS) aus Schritt e) abgetrennt und der Vorrichtung (V2) zugeführt wird, wobei in der Vorrichtung (V2) der Kreisgasstrom (KGS) mit gequenchtem Produktgasgemisch (PGM) vereinigt und das dabei erhaltene Gemisch anschließend der Trennungskolonne (T-Kol) zugeführt wird, vorzugsweise in den Sumpf der Trennungskolonne (T-Kol). Ansonsten gilt das bereits für die Figuren 1 bis 3 Gesagte auch für die Figur 4.

Erfindungsgemäß ist weiterhin bevorzugt, dass die Trennungskolonne (T-Kol) als i) Rektifikationskolonne, ii) Destillationskolonne, und/oder iii) Kondensationskolonne ausgelegt ist.

Rektifikationskolonnen, Destillationskolonnen und Kondensationskolonnen als solche sind dem Fachmann bekannt. Zunächst sei auf die oben aufgeführte Beschreibung einer Trennungskolonne für die thermische Trennung im Allgemeinen verwiesen. Unter einer Rektifikation versteht der Fachmann, wie obenstehend bereits erwähnt, eine thermische Trennung durch mehrstufige Destillation. Dem Fachmann ist bekannt, dass eine Destillation ein thermisches Trennverfahren und eine Destillationskolonne entsprechend ein Apparat zur Durchführung dieses thermischen Trennverfahrens ist, wobei verdampfbare Flüssigkeiten gewonnen oder verdampfbare Lösungsmittel von schwer verdampfbaren Stoffen abgetrennt werden und anschließend durch Kondensation aufgefangen werden können. Entsprechend kann sich am Kopf einer solchen Trennungskolonne oder als separater Apparat ein Kondensator befinden, in welchem durch Kühlung ein dampfförmiger Stoff in einen flüssigen Stoff überführt werden und dadurch von einem Stoffgemisch abgetrennt werden kann. Zudem ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass in dem erfindungsgemäßen Verfahren in i) der Trennungskolonne (T-Kol) und/oder ii) der Spaltkolonne (S-Kol) als trennungswirksame Einbauten Dual-Flow-Böden und/oder Querstromböden verwendet werden.

Weiterhin ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, dass dem Verfahren zur Aufreinigung von Acrylsäure die Herstellung von Acrylsäure vorgeschaltet ist, bei der durch heterogen katalysierte Gasphasen-Partialoxidation wenigstens eines C₃-Vorläufers der Acrylsäure mit molekularem Sauerstoff an im festen Aggregatzustand befindlichen Katalysatoren bei erhöhter Temperatur ein Acrylsäure, Wasserdampf und Nebenkomponenten enthaltendes Produktgasgemisch (PGM) erzeugt wird.

C₃-Vorläufers der Acrylsäure als solche sind dem Fachmann bekannt. Grundsätzlich kann jeder beliebige C₃-Vorläufers der Acrylsäure, der sich zur Herstellung von Acrylsäure durch Reaktion mit molekularem Sauerstoff an einem festen Katalysator eignet, in der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen. Bekannte C₃-Vorläufers der Acrylsäure sind beispielsweise Propan, Propen, Acrolein, Propionaldehyd und Propionsäure.

Erfindungsgemäß bevorzugt ist, dass der C₃-Vorläufer der Acrylsäure Propen und/oder Acrolein ist.

Die Gasphasen-Partialoxidation selbst kann wie im Stand der Technik beschrieben durchgeführt werden. Ausgehend von Propylen kann die Gasphasen-Partialoxidation zum Beispiel in zwei aufeinanderfolgenden Oxidationsstufen durchgeführt werden, wie sie in der EP 0700714 A und in der EP 0700893 A beschrieben sind. Ebenso können beispielsweise die in der DE 197 40 253 A oder in der DE 197 40 252 A zitierten Gasphasen-Partialoxidationen zur Anwendung kommen. Grundsätzlich kann die Gasphasen-Partialoxidation aber auch nach anderen, hier nicht explizit aufgeführten Verfahren, die dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt sind, durchgeführt werden.

Zudem hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass der i) der Rohacrylsäurestrom (RAS) gemäß Schritt b) mindestens 90 Gew-% Acrylsäure sowie Wasser, Essigsäure, Diacrylsäure, Propionsäure und 2-Furfural enthält, und/oder ii) die Muttersäure (MS) gemäß Schritt h) mindestens 90 Gew-% Acrylsäure sowie Wasser, Essigsäure, Diacrylsäure, Propionsäure und 2-Furfural enthält.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise mittels einer erfindungsgemäßen Anlage ausgeführt werden, die nachstehend in ihrer Grundform beschrieben wird.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit eine Anlage zur Aufreinigung von Acrylsäure umfassend eine Trennungskolonne (T-Kol) eine Spaltkolonne (S-Kol) eine den Boden den Trennungskolonne (T-Kol) mit der Spaltkolonne (S-Kol) verbindende erste Leitung (L1) eine zweite von der Spaltkolonne (S-Kol) abgehende Leitung (L2), wobei die zweite Leitung (L2) mit der Trennungskolonne (T-Kol) verbunden ist und oberhalb der Einspeisungsstelle für das Produktgasgemisch (PGM) in die Trennungskolonne (T-Kol) einmündet.

Die Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung der für das erfinderische Verfahren verwendeten Anlage in der Grundform der Erfindung. Zentrale Elemente sind die darin gezeigte Trennungskolonne (T-Kol) sowie die Spaltkolonne (S-Kol). Figur 6 zeigt eine erste Leitung (L1), welche den Boden den Trennungskolonne (T-Kol) mit der Spaltkolonne (S-Kol) verbindet. Über diese erste Leitung (L1) wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens der Nebenkomponentenstroms (NKS) aus dem Boden der Trennungskolonne (T-Kol) entnommen und in die Spaltkolonne (S-Kol) geführt.

Weiterhin zeigt Figur 6 eine von der Spaltkolonne (S-Kol) abgehende zweite Leitung (L2), wobei die zweite Leitung (L2) mit der Trennungskolonne (T-Kol) verbunden ist und oberhalb der Einspeisungsstelle für das Produktgasgemisch (PGM) in die Trennungskolonne (T-Kol) einmündet. Die Einspeisungsstelle der zweiten Leitung (L2) in die Trennungskolonne (T-Kol) Befindet sich vorzugsweise oberen Teil der Trennungskolonne (T-Kol), mehr bevorzugt im Kopf der Trennungskolonne (T-Kol). Die Einspeisungsstelle für das Produktgasgemisch (PGM) in die Trennungskolonne (T-Kol) befindet sich bevorzugt im unteren Teil der Trennungskolonne (T-Kol), mehr bevorzugt im Sumpf der Trennungskolonne (T-Kol).

Entsprechende Definitionen zu den Elementen der Anlage und verwendeten Begriffen wurden vorstehend in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren schon gegeben und gelten auch für diese Anlage. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anlage sind im Wesentlichen die gleichen wie für das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren.

Die erfindungsgemäße Anlage ist insbesondere vorteilhaft, wenn sie in eine Gesamtanlage für die Acrylsäureherstellung integriert ist. Wie vorstehend beschrieben, kann die erfindungsgemäße Anlage die Gesamteffizienz der Acrylsäure-Herstellung bei gleichzeitiger Verringerung des apparativen Aufwands erhöhen.

Des Weiteren kann das erfindungsgemäße Verfahren in einer Weiterentwicklung vorteilhaft mittels einer weiterentwickelten Anlage ausgeführt werden, welche nachstehend anhand der Figur 7 genauer beschrieben wird. Diese weiterentwickelte Anlage umfasst zusätzlich eine Vorrichtung (V1) eine die Trennungskolonne (T-Kol) und die Vorrichtung (V1) verbindende dritte Leitung (L3), eine von der Vorrichtung (V1) abgehende vierte Leitung (L4), welche sich in zwei Leitungen (L4-a und L4-b) aufspaltet, wobei die Leitung (L4-a) mit der Trennungskolonne (T-Kol) verbunden ist und oberhalb der Leitung (L3) in die Trennungskolonne mündet.

Figur 7 zeigt eine schematische Darstellung einer Weiterentwicklung der für das erfinderische Verfahren verwendeten Anlage. Zunächst gilt für Figur 7 das bereits im Zusammenhang mit Figur 6 Gesagte. Weiterhin enthält Figur 7 eine zusätzliche Vorrichtung (V1) sowie diverse weitere Leitungen. Über die die Trennungskolonne (T- Kol) und die Vorrichtung (V1) verbindende dritte Leitung (L3) wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens der Rohacrylsäurestroms (RAS) aus der Trennungskolonne (T-Kol) entnommen und in die Vorrichtung (V1) geführt. Weiterhin zeigt Figur 7 eine von der Vorrichtung (V1) abgehende vierte Leitung (L4),. Diese vierte Leitung (L4), spaltet sich auf in zwei Leitungen (L4-a und L4-b), wobei die Leitung (L4- a) mit der Trennungskolonne (T-Kol) verbunden ist und oberhalb der Leitung (L3) in die Trennungskolonne (T-Kol) mündet. Die aus der Leitung (L4) abzweigende Leitung (L4- b) ist mit der Spaltkolonne (S-Kol) verbunden.

Der Fachmann weiß, dass sich an einer solchen Stelle, an der eine Leitung in zwei Teile aufgespalten wird, normalerweise eine Vorrichtung, beispielsweise ein Ventil, befindet, über das die Stoffströme reguliert werden können.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anlage sind im Wesentlichen die gleichen wie für das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren. Die vorliegende Anlage schafft weiterhin die apparativen Voraussetzungen, um den Nebenkomponentenstrom (NKS) aus dem Sumpf der Trennungskolonne (T-Kol) zu entnehmen und in die Spaltkolonne (S-Kol) zu leiten und ebenso den zweiten Teil des Muttersäurestroms (MS-b) nach Teilung der Muttersäure (MS) in die Spaltkolonne (S-Kol) rückzuführen und in der Spaltkolonne (S-Kol) Oligomere Acrylsäure in monomere Acrylsäure zu spalten.

Die vorstehend erläuterte und anhand von Figur 4 dargestellten Ausführungsformen der Erfindung können bevorzugt auf einer Anlage durchgeführt werden, weiterhin umfassend eine Vorrichtung (V2), eine die Vorrichtung (V2) mit der Trennungskolonne (T-Kol) verbindende fünfte Leitung (L5), wobei die fünfte Leitung (L5) zur Einspeisung des Produktgasgemischs ((PGM) verwendet wird, einen Abzweig aus der zweiten von der Spaltkolonne (S-Kol) abgehenden Leitung (L2), wobei dieser Abzweig in die Vorrichtung (V2) einmündet, einen Abzweig aus der ersten aus der Trennungskolonne (T-Kol) abgehenden Leitung (L1), wobei dieser Abzweig in die Vorrichtung (V2) einmündet.

Figur 8 zeigt eine schematische Darstellung einer Weiterentwicklung der für das erfinderische Verfahren verwendeten Anlage. Zunächst gilt für Figur 8 das bereits im Zusammenhang mit Figur 6 und Figur 7 Gesagte. Weiterhin enthält die Figur 8 eine Vorrichtung (V2), wobei die Vorrichtung (V2) über die Leitung (L5) mit der Trennungskolonne (T-Kol) verbunden ist. Zudem enthält die Figur 8 einen Abzweig aus der zweiten von der Spaltkolonne (S-Kol) abgehende Leitung (L2), welcher den Kopf der Spaltkolonne (S-Kol) mit der Vorrichtung (V2) verbindet. Ebenso ist ein Abzweig aus der ersten Leitung (L1) enthalten, um einen Teil des Nebenkomponentenstroms (NKS) als Quenchflüssigkeit in die Vorrichtung (V2) einleiten zu können.

Bezuqszeichenliste aus der Figuren 1 bis 8:

T-Kol Trennungskolonne (T-Kol)

V1 Vorrichtung (V1)

PGM Produktgasgemisch (PGM)

RAS Rohacrylsäurestrom (RAS)

MS Muttersäure

MS-a erster Teil des Muttersäurestroms (MS-a)

MS-b zweiter Teil des Muttersäurestroms (MS-b)

NKS Nebenkomponentenstrom (NKS)

AAS Aufgereinigte Acrylsäure (AAS)

S-Kol Spaltkolonne (S-Kol)

L1 erste Leitung (L1)

L2 zweite Leitung (L2) L3 dritte Leitung (L3)

SGS Stripgasstrom (SGS)

KGS Kreisgasstrom (KGS)

V2 Vorrichtung V2

L4 vierte Leitung (L4)

L4a erster Teil der Leitung (L4) nach deren Aufspaltung

L4b zweiter Teil der Leitung (L4) nach deren Aufspaltung

L5 fünfte Leitung (L5)

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen im Detail beschrieben, die die Erfindung jedoch nicht beschränken. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Bei den beschriebenen Beispielen handelt es sich im Folgenden um Simulationen auf Basis von Massen- und Energiebilanzen sowie thermodynamischer Phasengleichgewichtsmodellen.

Grundsätzlich ist zu erwähnen, dass es sich bei den in den Beispielen beschriebenen Messwerten jeweils um den stationären Zustand handelt. Dem Fachmann ist bekannt, dass im stationären Zustand die verschiedenen beschriebenen Schritte, beispielsweise die verschiedenen Zu- und Ableitungen an Produkten und Nebenkomponenten, gleichzeitig und kontinuierlich stattfinden.

Erfindungsgemäßes Beispiel 11

Das vorliegende erfindungsgemäße Beispiel 11 kann insbesondere anhand der Figur 3 visualisiert werden. Für eine Beschreibung der zentralen Elemente aus der Figur 3 sei auf die entsprechenden obigen Erklärungen verwiesen.

Aus einem nicht dargestellten Anlagenteil, in dem die heterogen katalysierte Gasphasen-Partialoxidation durchgeführt wird, wird ein heißes Produktgasgemisch (PGM) mit einer Temperatur von ca. 270 °C zugeführt. Dieses wird in die Vorrichtung (V2) geleitet, wobei die Vorrichtung (V2) als Quench-Vorrichtung ausgestaltet ist, um mögliche Reaktionen der Bestandteile des Produktgasgemisches (PGM) zu unterbinden und dessen Temperatur zu verringern. Als Quenchflüssigkeit wird hierbei ein Teil des nachfolgend beschriebenen Nebenkomponentenstroms (NKS) verwendet.

Die der Vorrichtung (V2) zugeführten Gase und Flüssigkeiten werden nach Austritt aus dieser in den Sumpfbereich der Trennungskolonne (T-Kol) zugeführt. In dieser Trennungskolonne (T-Kol) wird die hergestellte Acrylsäure durch thermische Trennung aus dem Produktgemisch abgetrennt und aus der Trennungskolonne (T-Kol) entnommen. Der abgezogene Acrylsäurestrom, hier auch als Rohacrylsäurestrom (RAS) bezeichnet, ist hochkonzentriert (ca. 97 Gew-% Acrylsäure) und hat eine Temperatur von ca. 100 °C. Dieser Rohacrylsäurestrom (RAS) wird der Vorrichtung (V1), welche als Kristallisationsvorrichtung ausgeführt ist, zugeführt, in der eine kristallisative Reinigung durchgeführt wird.

Der Spaltkolonne (S-Kol) wird ein Stripgasstrom (SGS), der als Kreisgas aus einem nicht näher zu beschreibenden Anlagenteil stammt, unterhalb des untersten Bodens zugeführt. Dieser Stripgasstrom (SGS) hat eine Temperatur von ca. 85 °C. Zu einem mittleren Boden der Spaltkolonne (S-Kol) wird aus dem Sumpf der Trennungskolonne (T-Kol) ein Nebenkomponentenstrom (NKS) enthaltend Oligomere Acrylsäure mit einer Temperatur von ca. 109 °C zugeführt.

Der Nebenkomponentenstrom (NKS) enthält zudem Schwersieder wie Benzaldehyd, Furfural und Maleinsäureanhydrid. Größter Bestandteil des Nebenkomponentenstroms (NKS) sind jedoch Acrylsäure sowie deren Oligomere und Polyacrylsäure.

In der Spaltkolonne (S-Kol) werden diese Nebenkomponenten, insbesondere die Acrylsäure-Oligomere, rückgespalten und über den Kopf der Spaltkolonne (S-Kol) als Leichtsieder-Fraktion zusammen mit dem Stripgasstrom (SGS) als Kreisgasstrom (KGS) abgezogen und der Trennungskolonne (T-Kol) zugeführt. Im Sumpf der Spaltkolonne (S-Kol) verbleiben insbesondere die schwersiedenden Anteile, die abgezogen und einer Entsorgung zugeführt werden.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird durch die Rückführung (bzw. das Zuführen) des Kreisgasstroms (KGS) in die Trennungskolonne (T-Kol), wobei der vollständige Kreisgasstrom (KGS) oberhalb des Bodens in die Trennungskolonne (T- Kol) eingeleitet wird, an der das Produktgasgemisch (PGM) in die Trennungskolonne (T-Kol) zugeführt wird, die Ausbeute an Acrylsäure als Wertprodukt deutlich gesteigert und der Gehalt an Essigsäure als Nebenprodukt verringert. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Anlage ist es möglich, eine Menge von 26,9 t/h Acrylsäure herzustellen, wobei der Essigsäuregehalt < 0,175 Gew- % ist.

Nachstehend wird eine konkrete Ausführungsform am Beispiel 11 der Aufreinigung von Acrylsäure beschrieben. Die Berechnung erfolgte mit der Software/dem Programm „Chemasin“ der BASF SE.

(Beschrieben wird der stationäre Zustand)

Aus einer heterogen katalysierten Gasphasenoxidation von Propylen der Reinheit „polymer grade“ wurde ein eine Temperatur von 270 °C aufweisendes Produktgasgemisch (PGM) erhalten, welches nach Durchfluss durch Vorrichtung (V2) und Abkühlung auf 103,9 °C die nachfolgende Zusammensetzung aufweist (693,5 t/h):

41 , 65 Gew.-% Acrylsäure, 14,06 Gew-% Diacrylsäure, 4,85 Gew-% Polyacrylsäure 0,37 Gew.-% Essigsäure, 2,35 Gew.-% Wasser,

0,07 Gew.-% Formaldehyd,

0,04 Gew.-% Acrolein,

0,02 Gew.-% Ameisensäure,

< 0,001 Gew.-% Allylacrylat,

0,03 Gew.-% Propionsäure,

0,11 Gew.-% Furfurale,

0,09 Gew.-% Benzaldehyd,

3,56 Gew.-% Maleinsäureanhydrid,

0,39 Gew-% 4-Methoxyphenol,

0,54 Gew.-% Benzoesäure,

0,20 Gew.-% Phthalsäureanhydrid,

0,13 Gew-% Phenothiazin,

0,10 Gew-% Propen,

0,06 Gew-% Propan,

1,22 Gew-% Sauerstoff,

0,84 Gew-% Kohlendioxid,

0,24 Gew-% Kohlenmonoxid,

29,09 Gew-% Stickstoff

Weitere Bestandteile werden nicht ermittelt.

Nach Zuleitung des Produktgasgemisches (PGM) in die Trennungskolonne (T-Kol) und thermische Trennung wird die erhaltene Acrylsäure über die erste Leitung (L1) aus der Trennungskolonne (T-Kol) entnommen. Dieser Rohacrylsäurestrom (RAS) (103,3 t/h) hat eine Temperatur von 101,2 °C und die rechnerisch ermittelte Zusammensetzung:

97,40 Gew.-% Acrylsäure, 0,45 Gew-% Diacrylsäure, 0,4405 Gew.-% Essigsäure, 1,24 Gew.-% Wasser,

< 0,001 Gew.-% Formaldehyd,

< 0,001 Gew.-% Acrolein, 0,01 Gew.-% Ameisensäure,

< 0,001 Gew.-% Allylacrylat,

0,10 Gew.-% Propionsäure,

0,11 Gew.-% Furfurale,

0,02 Gew.-% Benzaldehyd,

0,18 Gew.-% Maleinsäureanhydrid,

0,02 Gew-% 4-Methoxyphenol,

< 0,001 Gew.-% Benzoesäure,

< 0,001 Gew.-% Phthalsäureanhydrid,

0,01 Gew-% Phenothiazin,

< 0,001 Gew-% Propen,

< 0,001 Gew-% Propan

Weitere Bestandteile werden nicht ermittelt.

Dieser Rohacrylsäurestrom (RAS) wird der Vorrichtung (V1), welche als Kristallisationsvorrichtung ausgeführt ist, zugeführt, in der eine kristallisative Reinigung durchgeführt wird. Neben kristalliner hochreiner Acrylsäure (AAS) wird sogenannte Muttersäure (MS) in der Kristallisationsvorrichtung erhalten. Die kristalline hochreine Acrylsäure (AAS) sowie die Muttersäure werden aus der Kristallisationsvorrichtung anschließend abgezogen, als Zielprodukt bzw. als Muttersäurestrom, der in das Verfahren geführt wird.

Die Temperatur der aufgereinigten Acrylsäure (AAS) (27,0 t/h), welche aus der Vorrichtung (V1) abgezogen wird, beträgt 20,0 °C und die rechnerisch ermittelte Zusammensetzung lautet:

99,80 Gew.-% Acrylsäure,

0,1325 Gew.-% Essigsäure,

0,03 Gew.-% Wasser,

0,03 Gew.-% Propionsäure,

0,01 Gew-% 4-Methoxyphenol

Weitere Bestandteile werden nicht ermittelt.

Während nach dem Stand der Technik (siehe Vergleichsbeispiel) dieser Muttersäurestrom direkt einem unteren Boden einer Absorptionskolonne zugeführt wird, wird im Rahmen von Ausführungsbeispiel 11 zunächst die Muttersäure (MS) in einen ersten und zweiten Teilstrom (MS-a und MS-b) geteilt. Während der zweite Teil (Ms-b) der Spaltkolonne (S-Kol) zugeführt wird, wird der erste Teil der Muttersäure (MS-a) in die Trennungskolonne (T-Kol) zurückgeführt. Insbesondere erfolgt die Rückführung in einen Boden der Trennungskolonne (T-Kol), welcher sich oberhalb des Bodens befindet, aus welchem die Ausleitung des Rohacrylsäurestroms (RAS) in Richtung der Vorrichtung (V1) erfolgt. Konkret für Ausführungsbeispiel 11 bedeutet dies, dass der Seitenabzug sich oberhalb des Bodens-Nr. 15 befindet. Der Seitenabzug gemäß Schritt b) wird realisiert, indem ein Kaminboden eingezogen wird. Die umgebenden Böden sind Dual-Flow-Böden. Der Teil der Muttersäure, der gemäß Schritt i) oberhalb des Seitenabzugs aufgegeben wird, wird auf Boden-Nr. 39 (oberster Dual-Flow-Boden) aufgegeben.

Der auf 93,0 °C temperierte Rücklauf der Muttersäure (MS) (78,7 t/h, zusammengesetzt aus MS-a: 70,7 t/h und MS-b: 8 t/h), welcher aus der Vorrichtung (V1) abgeführt wird, hat die folgende rechnerisch ermittelte Zusammensetzung:

93,11 Gew.-% Acrylsäure, 0,6 Gew-% Diacrylsäure, 0,7872 Gew.-% Essigsäure, 4,72 Gew.-% Wasser,

0,16 Gew.-% Formaldehyd,

0,01 Gew.-% Acrolein,

0,04 Gew.-% Ameisensäure,

< 0,001 Gew.-% Allylacrylat,

0,12 Gew.-% Propionsäure,

0,15 Gew.-% Furfurale,

0,02 Gew.-% Benzaldehyd,

0,24 Gew.-% Maleinsäureanhydrid,

0,02 Gew-%4- Methoxyphenol,

< 0,001 Gew.-% Benzoesäure,

< 0,001 Gew.-% Phthalsäureanhydrid,

0,01 Gew-% Phenothiazin,

< 0,001 Gew-% Propen,

< 0,001 Gew-% Propan

Weitere Bestandteile werden nicht ermittelt.

Ein Teil des Nebenkomponentenstroms (NKS) wird in die Spaltkolonne (S-Kol) geleitet, ein zweiter Teil des Nebenkomponentenstroms (NKS) wird in die Vorrichtung (V2) als Quenchflüssigkeit eingeleitet.

Weiterhin wird einem mittleren Boden, Boden Nummer 8, der Spaltkolonne (S-Kol) aus dem Sumpf der Trennungskolonne (T-Kol) der Nebenkomponentenstrom (NKS) enthaltend Oligomere Acrylsäure mit einer Temperatur von 109,6 °C zugeführt, welcher wie folgt zusammengesetzt ist:

57,43 Gew.-% Acrylsäure,

25,15 Gew-% Diacrylsäure,

8,00 Gew-% Polyacrylsäure

0,2442 Gew.-% Essigsäure,

0,87 Gew.-% Wasser,

< 0,001 Gew.-% Formaldehyd,

0,01 Gew.-% Acrolein,

0,01 Gew.-% Ameisensäure,

< 0,001 Gew.-% Allylacrylat,

0,04 Gew.-% Propionsäure,

0,17 Gew.-% Furfurale,

0,14 Gew.-% Benzaldehyd,

5,86 Gew.-% Maleinsäureanhydrid,

0,64 Gew-% 4-Methoxyphenol,

0,88 Gew.-% Benzoesäure,

0,33 Gew.-% Phthalsäureanhydrid,

0,21 Gew-% Phenothiazin,

< 0,001 Gew-% Propen,

< 0,001 Gew-% Propan

Weitere Bestandteile werden nicht ermittelt.

Nach der Rückspaltung in der Spaltkolonne (S-Kol) und dem Abziehen zusammen mit dem Stripgasstrom (SGS) in Form des Kreisgasstroms (KGS) über den Kopf der Spaltkolonne (S-Kol) wird der Trennungskolonne (T-Kol) in den 51. Boden bei einer Temperatur von 95,7°C der Kreisgasstrom (KGS) mit folgender rechnerisch ermittelter Zusammensetzung zugeleitet:

33,34 Gew.-% Acrylsäure,

< 0,001 Gew-% Diacrylsäure,

1,2404 Gew.-% Essigsäure,

4,31 Gew.-% Wasser,

0,10 Gew.-% Formaldehyd,

0,07 Gew.-% Acrolein,

0,02 Gew-% Ameisensäureallylester

0,07 Gew.-% Ameisensäure,

< 0,001 Gew.-% Allylacrylat, 0,04 Gew.-% Propionsäure,

0,03 Gew.-% Furfurale,

< 0,001 Gew.-% Benzaldehyd,

0,02 Gew.-% Maleinsäureanhydrid,

< 0,001 Gew-% 4-Methoxyphenol,

< 0,001 Gew.-% Benzoesäure,

< 0,001 Gew.-% Phthalsäureanhydrid,

< 0,001 Gew-% Phenothiazin,

0,19 Gew-% Propen,

0,12 Gew-% Propan,

2,35 Gew-% Sauerstoff,

1,62 Gew-% Kohlendioxid,

0,46 Gew-% Kohlenmonoxid,

56,00 Gew-% Stickstoff

Weitere Bestandteile werden nicht ermittelt.

Nachstehend wird zum Vergleich eine Ausführungsform am Vergleichsbeispiel C1 der Aufreinigung von Acrylsäure beschrieben. Das Vergleichsbeispiel wurde in Anlehnung an den Stand der Technik (siehe zum Beispiel DE-A 102 47240) konzipiert und ist in Figur 5 schematisch dargestellt

(beschrieben wird der stationäre Zustand)

Vergleichsbeispiel C1

Das Vergleichsbeispiel wird wie das erfinderische Beispiel 11 mit dem Unterschied ausgeführt, dass der Kreisgasstroms (KGS), der am Kopf der Spaltkolonne (S-Kol) entnommen wird, in die Vorrichtung (V2) vollständig eingeleitet und dort mit dem Produktgasstrom (PGM) vermischt wird, worauf das erhaltene Gemisch in den Sumpf der Trennungskolonne (T-Kol) eingeleitet wird. Darüber hinaus wird der erste Teilstrom der Muttersäure (MS-a) als Rücklauf in die Trennungskolonne (T-Kol) zurückgeführt, wobei der Rücklauf in einen Boden der Trennungskolonne (T-Kol) erfolgt, welcher sich unterhalb des Bodens befindet, aus welchem die Ausleitung des Rohacrylsäurestroms (RAS) in Richtung der Vorrichtung (V1) erfolgt.

Auf diese Art und Weise hat der Rohacrylsäurestrom (RAS) (103,3 t/h) bei Entnahme aus der Trennungskolonne (T-Kol) eine Temperatur von 98,5 °C und die rechnerisch ermittelte Zusammensetzung:

96,83 Gew.-% Acrylsäure, 0,27 Gew-% Diacrylsäure,

0,7802 Gew.-% Essigsäure,

1,66 Gew.-% Wasser,

< 0,001 Gew.-% Formaldehyd,

0,01 Gew.-% Acrolein,

0,02 Gew.-% Ameisensäure,

< 0,001 Gew.-% Allylacrylat,

0,10 Gew.-% Propionsäure,

0,09 Gew.-% Furfurale,

0,02 Gew.-% Benzaldehyd,

0,17 Gew.-% Maleinsäureanhydrid,

0,02 Gew-% 4-Methoxyphenol,

< 0,001 Gew.-% Benzoesäure,

< 0,001 Gew.-% Phthalsäureanhydrid,

0,01 Gew-% Phenothiazin,

< 0,001 Gew-% Propen,

< 0,001 Gew-% Propan

Weitere Bestandteile werden nicht ermittelt.

Nach Zuführung dieses Rohacrylsäurestroms (RAS) in die als Kristallisationsvorrichtung ausgestaltete Vorrichtung (V1) und weitere Aufreinigung durch Kristallisation wird einerseits kristalline hochreine Acrylsäure (AAS) wie auch Muttersäure (MS) erhalten.

Im vorliegenden Vergleichsfall beträgt die Temperatur der aufgereinigten Acrylsäure (AAS) (27,0 t/h) ebenfalls 20°C und die rechnerisch ermittelte Zusammensetzung lautet:

99,74 Gew.-% Acrylsäure,

0,1950 Gew.-% Essigsäure,

0,03 Gew.-% Wasser,

0,03 Gew.-% Propionsäure,

0,01 Gew-% 4-Methoxyphenol

Weitere Bestandteile werden nicht ermittelt.

Der auf 93,0 °C temperierte Rücklauf der Muttersäure (MS) ( 78,1 t/h), welche Vorrichtung (V1) abgeführt wird, hat die folgende rechnerisch ermittelte Zusammensetzung: 93,01 Gew.-% Acrylsäure,

0,36 Gew-% Diacrylsäure,

1,1576 Gew.-% Essigsäure,

4,73 Gew.-% Wasser,

0,14 Gew.-% Formaldehyd,

0,01 Gew.-% Acrolein,

0,05 Gew.-% Ameisensäure,

< 0,001 Gew.-% Allylacrylat,

0,13 Gew.-% Propionsäure,

0,12 Gew.-% Furfurale,

0,02 Gew.-% Benzaldehyd,

0,23 Gew.-% Maleinsäureanhydrid,

0,02 Gew-% 4-Methoxyphenol,

< 0,001 Gew.-% Benzoesäure,

< 0,001 Gew.-% Phthalsäureanhydrid,

0,01 Gew-% Phenothiazin,

< 0,001 Gew-% Propen,

< 0,001 Gew-% Propan

Weitere Bestandteile werden nicht ermittelt.

Weiterhin wird einem mittleren Boden Nummer 8 der Spaltkolonne (S-Kol) aus dem Sumpf der Trennungskolonne (T-Kol) der Nebenkomponentenstrom (NKS) enthaltend Oligomere Acrylsäure mit einer Temperatur von 107 °C zugeführt, welcher wie folgt zusammengesetzt ist:

63,55 Gew.-% Acrylsäure,

18,67 Gew-% Diacrylsäure,

8,00 Gew-% Polyacrylsäure

0,3879 Gew.-% Essigsäure,

0,99 Gew.-% Wasser,

< 0,001 Gew.-% Formaldehyd,

0,01 Gew.-% Acrolein,

0,01 Gew.-% Ameisensäure,

< 0,001 Gew.-% Allylacrylat,

0,06 Gew.-% Propionsäure,

0,18 Gew.-% Furfurale,

0,14 Gew.-% Benzaldehyd,

5,87 Gew.-% Maleinsäureanhydrid,

0,69 Gew-% 4-Methoxyphenol, 0,88 Gew.-% Benzoesäure,

0,33 Gew.-% Phthalsäureanhydrid,

0,22 Gew-% Phenothiazin,

< 0,001 Gew-% Propen,

< 0,001 Gew-% Propan

Weitere Bestandteile werden nicht ermittelt.

Nach der Rückspaltung in der Spaltkolonne (S-Kol) und dem Abziehen zusammen mit dem Stripgasstrom (SGS) in Form des Kreisgasstroms (KGS) über den Kopf der Spaltkolonne (S-Kol) wird der Vorrichtung (V2) bei einer Temperatur von 94,8 °C der Kreisgasstrom (KGS) mit folgender rechnerisch ermittelter Zusammensetzung zugeleitet:

32.65 Gew.-% Acrylsäure,

< 0,001 Gew-% Diacrylsäure,

1,2013 Gew.-% Essigsäure,

3,98 Gew.-% Wasser,

0,09 Gew.-% Formaldehyd,

0,07 Gew.-% Acrolein,

0,02 Gew-% Ameisensäureallylester

0,07 Gew.-% Ameisensäure,

< 0,001 Gew.-% Allylacrylat,

0,04 Gew.-% Propionsäure,

0,03 Gew.-% Furfurale,

< 0,001 Gew.-% Benzaldehyd,

0,02 Gew.-% Maleinsäureanhydrid,

< 0,001 Gew-% Methoxyphenol,

< 0,001 Gew.-% Benzoesäure,

< 0,001 Gew.-% Phthalsäureanhydrid,

< 0,001 Gew-% Phenothiazin,

0,19 Gew-% Propen,

0,12 Gew-% Propan,

2,39 Gew-% Sauerstoff,

1.65 Gew-% Kohlendioxid,

0,47 Gew-% Kohlenmonoxid,

56,99 Gew-% Stickstoff

Weitere Bestandteile werden nicht ermittelt. Alle anderen Verfahrensparameter wurden hierbei, soweit vorzugeben, konstant gehalten. Durch die Maßnahme erniedrigte sich die Sumpftemperatur der Trennungskolonne (T-Kol) auf 107,0 °C und die Temperatur des aus der Trennungskolonne (T-Kol) abgezogenen Rohacrylsäurestroms (RAS) auf 98,5 °C. Der Gehalt an Acrylsäure des aus der Trennungskolonne (T-Kol) abgezogenen Rohacrylsäurestroms (RAS) ging auf 96,83 Gew-% zurück und der Gehalt an Essigsäure erhöhte sich auf 0,7802 Gew-%. Infolgedessen wurde im Ausgang der Vorrichtung (V1) eine geringere Reinheit der Acrylsäure von 99,74 Gew-% mit 0,1950 Gew-% Essigsäure erhalten.

Erfindungsgemäßes Beispiel I2

Das vorliegende erfindungsgemäße Beispiel I2 wird in weitgehender Übereinstimmung mit dem erfindungsgemäßen Beispiel 11 durchgeführt. Im Unterschied zu Beispiel 11 wird in Beispiel I2 die Muttersäurerückführung analog zum Vergleichsbeispiel C1 durchgeführt, der erste Teilstrom der Muttersäure (MS-a) wird als Rücklauf in die Trennungskolonne (T-Kol) zurückgeführt, wobei der Rücklauf in einen Boden der Trennungskolonne (T-Kol) erfolgt, welcher sich unterhalb des Bodens befindet, aus welchem die Ausleitung des Rohacrylsäurestroms (RAS) in Richtung der Vorrichtung (V1) erfolgt

Zur Verdeutlichung des positiven technischen Effekts der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden der Gehalt an Acrylsäure und Essigsäure in der aufgereinigten Acrylsäure (AAS) verglichen:

Tabelle 1

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zur Aufreinigung von Acrylsäure, umfassend die Schritte a) bis f): a) Auftrennung eines Produktgasgemisches (PGM) enthaltend Acrylsäure und Nebenkomponenten in einer Trennungskolonne (T-Kol) in einen Rohacrylsäurestrom (RAS) und einen Nebenkomponentenstrom (NKS), b) Entnahme des Rohacrylsäurestroms (RAS) aus der Trennungskolonne (T-Kol), c) Zuführen von zumindest einem Teil des Nebenkomponentenstroms (NKS) aus dem Boden der Trennungskolonne (T-Kol) in eine Spaltkolonne (S- Kol), d) Aufspalten zumindest eines Teils des Nebenkomponentenstroms (NKS) in der Spaltkolonne (S-Kol) unter Erhalt monomerer Acrylsäure, e) Zuführen eines Stripgasstroms (SGS) am Boden der Spaltkolonne (S-Kol) und Entnahme eines Kreisgasstroms (KGS) am Kopf der Spaltkolonne (S- Kol), enthaltend den Stripgasstrom (SGS) und monomere Acrylsäure, f) Zuführen zumindest eines Teils des in Schritt e) entnommenen Kreisgasstroms (KGS) in die Trennungskolonne (T-Kol), wobei zumindest ein Teil des Kreisgasstroms (KGS) oberhalb der Stelle in die Trennungskolonne (T-Kol) eingeleitet wird, an der das Produktgasgemisch (PGM) in die Trennungskolonne (T-Kol) zugeführt wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , wobei der Rohacrylsäurestrom (RAS) aus Schritt b) einer Vorrichtung (V1) zugeführt wird und das Verfahren weiterhin den Schritt g) umfasst: g) weitere Aufreinigung des Rohacrylsäurestroms (RAS) in der Vorrichtung (V1) unter Erhalt einer aufgereinigten Acrylsäure (AAS) und einer Muttersäure (MS).

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, umfassend weiterhin die Schritte h und i): h) Entnahme der Muttersäure (MS) aus der Vorrichtung (V1) und gegebenenfalls Trennung der Muttersäure (MS) in zwei Muttersäureströme (MS-a und MS-b), i) Rückführung der Muttersäure (MS) oder gegebenenfalls des Muttersäurestroms (MS-a) in die Trennungskolonne (T-Kol), wobei zumindest ein Teil der Muttersäure (MS) oder gegebenenfalls des Muttersäurestroms (MS-a) oberhalb der Stelle, aus der der Rohacrylsäurestrom (RAS) in Schritt b) entnommen wird, in die Trennungskolonne (T-Kol) eingespeist wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei in Schritt i) die Trennung der Muttersäure (MS) in zwei Muttersäureströme (MS-a und MS-b) erfolgt und das Verfahren weiterhin den Schritt j) umfasst: j) Einspeisen des Muttersäurestroms (MS-b) in die Spaltkolonne (S-Kol).

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend den weiteren Schritt a1), der dem Schritt a) vorgeschaltet ist: a1) Zuführung eines Produktgasgemisches (PGM) in eine Vorrichtung (V2), Quenchen des Produktgasgemisches (PGM) in der Vorrichtung (V2), Entnahme des gequenchten Produktgasgemisches (PGM) aus der Vorrichtung (V2) und Zuführen des gequenchten Produktgasgemisches (PGM) in die Trennungskolonne (T-Kol), vorzugsweise wird ein Teil des Nebenkomponentenstroms (NKS) aus Schritt a) in die Vorrichtung (V2) als Quenchflüssigkeit eingeleitet, um das gequenchte Produktgasgemisch (PGM) zu erhalten.

6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 80 Gew.-% der Muttersäure (MS) oder gegebenenfalls des Muttersäurestroms (MS-a) in die Trennungskolonne (T-Kol) rückgeführt wird.

7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Kreisgasstroms (KGS) aus Schritt e) der Vorrichtung (V2) zugeführt wird, wobei in der Vorrichtung (V2) vorzugsweise der Kreisgasstrom (KGS) mit gequenchtem Produktgasgemisch (PGM) vereinigt und das dabei erhaltene Gemisch anschließend der Trennungskolonne (T-Kol) zugeführt wird.

8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennungskolonne (T-Kol) als i) Rektifikationskolonne, ii) Destillationskolonne, und/oder iii) Kondensationskolonne ausgelegt ist.

9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in i) der Trennungskolonne (T-Kol) und/oder ii) der Spaltkolonne (S-Kol) als trennungswirksame Einbauten Dual-Flow Böden und/oder Querstromböden verwendet werden.

10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei dem Verfahren zur Aufreinigung von Acrylsäure die Herstellung von Acrylsäure vorgeschaltet ist, bei der durch heterogen katalysierte Gasphasen-Partialoxidation wenigstens eines C₃-Vorläufers der Acrylsäure mit molekularem Sauerstoff an im festen Aggregatzustand befindlichen Katalysatoren bei erhöhter Temperatur ein Acrylsäure, Wasserdampf und Nebenkomponenten enthaltendes Produktgasgemisch (PGM) erzeugt wird

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der C₃-Vorläufer der Acrylsäure Propen und/oder Acrolein ist.

12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass i) der Rohacrylsäurestrom (RAS) gemäß Schritt b) mindestens 90 Gew.-% Acrylsäure sowie Wasser, Essigsäure, Diacrylsäure, Propionsäure und 2- Furfural enthält, und/oder ii) die Muttersäure (MS) gemäß Schritt h) mindestens 90 Gew.-% Acrylsäure sowie Wasser, Essigsäure, Diacrylsäure, Propionsäure und 2-Furfural enthält.

13. Anlage zur Aufreinigung von Acrylsäure gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, umfassend eine Trennungskolonne (T-Kol) eine Spaltkolonne (S-Kol) eine den Boden den Trennungskolonne (T-Kol) mit der Spaltkolonne (S- Kol) verbindende erste Leitung (L1) eine zweite von der Spaltkolonne (S-Kol) abgehende Leitung (L2), wobei die zweite Leitung (L2) mit der Trennungskolonne (T-Kol) verbunden ist und oberhalb der Einspeisungsstelle für das Produktgasgemisch (PGM) in die Trennungskolonne (T-Kol) einmündet.

14. Anlage gemäß Anspruch 13, weiterhin umfassend eine Vorrichtung (V1) eine die Trennungskolonne (T-Kol) und die Vorrichtung (V1) verbindende dritte Leitung (L3), eine von der Vorrichtung (V1) abgehende vierte Leitung (L4), welche sich in zwei Leitungen (L4-a und L4-b) aufspaltet, wobei die Leitung (L4-a) mit der Trennungskolonne (T-Kol) verbunden ist und oberhalb der Leitung (L3) in die Trennungskolonne mündet.

15. Anlage gemäß Anspruch 14, weiterhin umfassend eine Vorrichtung (V2), eine die Vorrichtung (V2) mit der Trennungskolonne (T-Kol) verbindende fünfte Leitung (L5), wobei die fünfte Leitung (L5) zur Einspeisung des Produktgasgemischs ((PGM) verwendet wird, einen Abzweig aus der zweiten von der Spaltkolonne (S-Kol) abgehenden Leitung (L2), wobei dieser Abzweig in die Vorrichtung (V2) einmündet, einen Abzweig aus der ersten aus der Trennungskolonne (T-Kol) abgehenden Leitung (L1), wobei dieser Abzweig in die Vorrichtung (V2) einmündet.