NO143043B - Tilleggsinnretning for termostat som er utfoert for styring av en romoppvarmning - Google Patents

Abstract

Tilleggsinnretning for termostat som er utført for styring av en romoppvarmning.

Description

Fremgangsmåte ved gjenvinning av adiponitril fra residuet som fåes ved fremstilling av adiponitril fra adipinsyre og ammoniakk.

Foreliggende oppfinnelse angår en

fremgangsmåte til å omdanne delta-cyanovaleramid i et reaksjonsresiduum til adiponitril og utvinne det dannede adiponitril,

idet residuet stammer fra det reaksjons-produkt som erholdes ved fremstilling av

adiponitril hvor adipinsyre og ammoniakk

oppvarmes i nærvær av en dehydratiseringskatalysator og det således dannede

adiponitril fraskilles.

Adiponitril fremstilt fra adipinsyre har

fått betydning som et verdifullt materiale

fra hvilket hexamethylendiamin kan fremstilles, idet nevnte diamin og adipinsyren

utgjør hovedmaterialene ved fremstilling

av nylon-66. Av åpenbare grunner er hexa-methylendiaminet den dyreste bestanddel

ved fremstillingen av nylon-66. Det er der-for ønskelig å redusere prisen på nitrilet

så meget som mulig når dette stoff brukes

ved fremstillingen av hexamethylendiamin.

Adiponitril fremstilles i dag kommer-sielt ved omsetning av adipinsyre med ammoniakk i en velkjent prosess hvor der

anvendes visse dehydratiseringskatalysatorer. De dehydratiseringskatalysatorer som

kan anvendes for omsetningen av blan-dinger av ammoniakk og adipinsyre til

adiponitril, er f. eks. de dehydratiserende

oxyder av aluminium, silicium, wolfram,

titan, molybden o. 1. En katalysator som

gir utmerkede resultater er en sintret blan-ding av borsyre og fosforsyre. Uheldigvis er

det et hovedproblem ved fremstillingen av

adiponitril at der opptrer toireaksjoner når

adipinsyre og ammoniakk omsettes med hverandre, idet der dannes forskjellige for-urensende stoffer. Disse innbefatter f. eks. delta-cyanovaleriansyre, delta-cyanovaleramid, 1-cyanocyclopentylidenimin, adip-amid, tjærestoffer, elementært carbon og andre forbindelser. Før adiponitrilet hydrogeneres til hexamethylendiamin blir adiponitrilet skilt fra reaksjonsproduktet av ammoniakk og adipinsyre, hvorved der blir tilbake et organisk residuum inneholdende de ovenfor nevnte forurensninger. I en prosess for fremstilling av adiponitril etter de kjente kommersielle fremgangsmåter blir reaksjonsproduktet underkastet fraksjonert destillasjon, idet adiponitrilet herun-der utvinnes fra destillatet. Residuet fra denne destillasjon er blitt funnet å inneholde en betydelig mengde delta-cyanovaleramid. Hittil har man av økonomiske og andre hensyn behandlet residuet inneholdende forurensningene som et avfall, eks-empelvis brent det. Foreliggende oppfinnelse gir teknikken et nytt og ønskelig bi-drag, nemlig en fremgangsmåte hvorved forurensningene behandles på sådan måte at ytterligere mengder adiponitril utvinnes fra forurensningene på økonomisk måte.

Oppfinnelsen vil nærmere belyses av

den følgende detaljerte beskrivelse.

Ved foreliggende fremgangsmåte gjen-vinnes adiponitril fra det residuum som fåes ved fremstilling av adiponitril fra adipinsyre og ammoniakk ved oppvarmning i nærvær av en dehydratiseringskatalysator og det således dannede adiponitril skilles fra reaksjonsproduktet efterlatende et residuum inneholdende delta-cyanovaleramid, som oppvarmes i nærvær av en dehydratiseringskatalysator hvorved amidet omdannes til adiponitril, idet residuet inneholdende delta-cyanovaleramid oppvarmes ved 200—300° C og et trykk på 150—200 mm Hg i en omdannelsessone i nærvær av dehydratiseringskatalysatoren og at reaksjonsvannet og det dannede adiponitril fjernes ved fraksjonert destillasjon, idet eventuelt endel av det destillerte adiponitril føres tilbake til omdannelsessonen sammen med restproduktet fra den fraksjonerte destillasjon og at bunnproduktet fra omdannelsessonen føres til en annen omdannelsessone hvor behandlingen gjentaes, og at bunnproduktet fra den annen omdannelsessone, om ønskes, føres til en tredje omdannelsessone hvor behandlingen gjentaes, og at det dannede adiponitril utvinnes.

Ifølge fremgangsmåten utvinnes for-trinsvis adiponitrilet fra bunnproduktet

ved avdrivning i en kolonne ved 200—300° C og et trykk på under 50 mm Hg.

Den katalysator som sammen med residuet brukes i omdannelsessonen, kan være slike forbindelser som H.,PO,, (NH )-H2P04, (NH4)2HP04, (NHJ.PO.,, HPO:1 eller liknende. Mengden av katalysator kan va-riere innenfor ganske vide grenser. Anvendelse av ca. 0,05—5,0 vektpst. katalysator i residuet gir meget tilfredsstillende resultater. Den foretrukne mengde katalysator ligger i området 0,75—2,0 vektpst.

Behandlingstiden avhenger av mange prosessfaktorer som f. eks. temperatur, trykk, den spesielle katalysator som brukes, selve residuets karakter og andre forhold ved prosessen. Disse faktorer må selvsagt avpasse til hverandre under hensyntagen til både teknisk effektivitet og omkostnin-ger.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen skal nå ytterligere forklares under henvis-ning til tegningen, som skjematisk viser et prosess-system egnet for omdannelse av delta-cyanovaleramid til adiponitril og for gjenvinning av dette adiponitril. En tilfør-selsledning 10 for residuet fører kontinuerlig utgangsmaterialet til systemet med en bestemt hastighet. Katalysatoren tilføres systemet via en kanal 11, som kommuni-serer med ledning 10 slik at katalysatoren fordeles i utgangsmaterialet før dette når den første reaksjonsbeholder 12, i hvilken endel av utgangsmaterialet fordampes. Denne 'beholder er forsynt med midler til å regulere temperaturen av det utgangsma-teriale som normalt finnes deri. For dette formål kan der i beholderen være varme-rør 13 hvori der strømmer et varmefluidum i varmeutveksling med utgangsmaterialet. For tilførsel av varmefluidum til disse rø-rene kan der passende være anordnet en kjel 14 som leverer sådant fluidum til rør-systemet 13 via en ledning 15. En returled-ning 16 kan anvendes for tilbakeføring av varmefluidet til kjelen 14. En ledning 17 danner forbindelse mellom en første frak-sjoneringskolonne 18 og toppen av beholderen 12, idet det fordampede utgangsma-teriale føres gjennom ledning 17 til kolon-nens nedre del. Kolonnen 18 tjener til å fjerne reaksjonsvannet ved avdestillering, hvorunder noe adiponitril samtidig destil-lerer over. Denne kolonne er forsynt med en resirkulasjonsledning 20 gjennom hvilken restmateriale i kolonnen kontinuerlig føres tilbake til 'beholderen 12.

En oventil anordnet ledning 21 utgjør en lukket pasasje mellom toppen av kolonnen 18 og en kondensator 22 som tjener til å kondensere det oventil erholdte produkt som normalt omfatter vanndamp og endel av det adiponitril som dannes av delta-cyanovaleramid som finnes i utgangsmaterialet. Som angitt ovenfor oppnåes om-dannelsen av amid til adiponitril best under vakuum. For dette formål er kondensatoren 22 utstyrt med en vakuumledning 23 som fører til vakuum-frembringende apparatur, som ikke er vist. For transport av kondensatet til en dekanteringstank 24 er der anordnet en ledning 25 mellom kondensatoren 22 og tanken 24. I tanken 24 oppholdes kondensatet slik at adiponitrilet skilles fra reaksjonsvannet, idet disse stoffer ikke er blandbare. Det øvre skikt av de to flytende skikt i tanken inneholder adiponitrilet. Ragende opp i tanken 24 er et rørformet overløp 26 anordnet for å skaffe tilbakeføring for adiponitril til kolonnen 18. Det resirkulerte adiponitril letter fjernelsen av vann i kolonnen 18, hvilket resultat er ønskelig. Den mengde adiponitril som resirkuleres, reguleres; det blir da kan-skje ikke nødvendig å resirkulere alt adiponitril som strømmer gjennom overløpet 26. I dette tilfelle kan overløpsstrømmen av adiponitril forgrenes slik at endel av adiponitrilet ledes gjennom ledning 27 og tilslutt til en samletank 28 for urenset adiponitril via ledning 30. Det nedre skikt i de-kanteringstanken 24 strømmer til samletanken 28 gjennom en ledning 31 og derfra gjennom ledning 30.

Uttaksledningen 32 danner forbindelse mellom bunnen av den første reaksjonsbeholder 12 og en annen reaksjonsbeholder

33. I ledningen mellom nevnte beholdere er der anordnet pumpeutstyr som pumpen 34 som befordrer bunnproduktet fra den første beholder til den annen beholder. Sistnevnte er også forsynt med midler til regulering av temperaturen i det materialet som tilføres fra den første beholder. For dette formål kan beholderen inneholde rør 35 som fører et varmefluidum. For til-førsel av varmefluidum til disse ringrør er sistnevnte forbundet med kjelen 14 via en tilførselsledning 36. En tilbakeføringsled-ning 37 kan anvendes for resirkulering av varmefluidet til kjelen 14. En ledning 38 skaffer forbindelse mellom en annen frak-sjoneringskolonne 40 som fraskiller reaksjonsvannet idet dette avdestilleres sammen med noe adiponitril. Kolonnen 40 er forsynt med en resirkuleringsledning 41 for kontinuerlig tilbakeføring av restmateria-let i kolonnen til 'beholderen 33. Den oventil anordnede ledning 42 ut-gjør en lukket pasasje mellom toppen av kolonnen 40 og en kondensator 43 for kondensering av destillatproduktet som normalt omfatter vanndamp og endel av adiponitrilet som dannes av delta-cyanovaleramid som foreligger i utgangsmaterialet. Kondensatoren 43 er forsynt med en vakuumledning 44 som er forbundet med vakuumfrembringende apparatur. For å lede kondensatet til en dekanteringstank 45 er der innskutt en ledning 46 mellom kondensatoren 43 og tanken 45. I tanken 45 blir kondensatet fra nevnte annen frak-sjoneringsdestillasjon oppholdt slik at adiponitril får tid til å skilles fra reaksjonsvannet. Det øvre skikt av de to skikt i tanken inneholder adiponitril. Et overløp 47 rager opp i tanken 45 og danner returled-ning for adiponitril til kolonnen 40. Det resirkulerte adiponitril letter fjernelsen av vann, hvilket resultat er ønsket. Den mengde adiponitril som resirkuleres, reguleres; det kan således være unødvendig å resirkulere alt adiponitril som strømmer gjennom over-løpsledningen 47. I dette tilfelle kan over-løpsstrømmen av adiponitril forgrenes slik at endel adiponitril strømmer gjennom ledning 48 og tilslutt til samletanken 28 via ledning 30. Det nedre skikt i dekanterings-tanken 45 strømmer gjennom ledning 50 og derfra gjennom ledning 30 til tanken 28.

Uttaksledningen 51 skaffer forbindelse mellom bunnen av den annen reaksjonsbeholder 33 og en beholder 52. Anordnet i ledningen mellom beholderen 33 og beholderen 52 er en pumpe 53 som befordrer bunnproduktet i beholderen 33 til beholderen 52. Sistnevnte er forsynt med midler til regulering av temperaturen i det materialet som tilføres beholderen fra beholderen 33. For dette formål kan beholderen inneholde rør 53 i hvilke der strømmer et varmeme-dium. For sirkulering av varmemediet gjennom rørene er disse forbundet med kjelen 14 via tilførselsledningen 36 og returled-ningen 37. Ledning 54 skaffer forbindelse mellom beholderen 52 og en destillasjons-kolonne 55 i hvilken adiponitrilet avdrives og fjernes oventil. Kolonnen 55 kan være forsynt med en resirkuleringsledning 56 for å skaffe noen fraksjonering av adiponitrilet hvis dette ønskes.

Den oventil anordnede ledning 57 skaffer forbindelse mellom toppen av kolonnen 55 og en kondensator 58 som kondenserer destillatproduktet. Kondensatoren er forsynt med en vakuumledning 60. Til å lede kondensatet fra kondensatoren 58 til samletanken 28 tjener en ledning 61 anordnet mellom kondensatoren 58 og ledningen 30. Residuet i beholderen 52 strømmer fra systemet via en ledning 62 og anvendes etter ønske.

Det adiponitril osm er utvunnet og opp-samlet i tanken 28, kan konsentreres og renses. Det utvundne adiponitril kan fordelaktig hydrogeneres til det verdifulle hexamethylendiamin.

De følgende eksempler vil ytterligere belyse oppfinnelsen. Deler og prosentangi-velser i eksemplene er vektsdeler og vekts-pst. med mindre annet er sagt.

Eksempel I.

Et residuum erholdt ved fremstilling av adiponitril hvor adipinsyre^ og ammoniakk oppvarmes i nærvær av en dehydratiseringskatalysator og det således erholdte adiponitril fraskilles, ble behandlet på kontinuerlig måte under anvendelse av den ovenfor beskrevne apparatur som også er vist på tegningen. Den kontinuerlige prosess ble utført under anvendelse av to re-aksjonsbeholdere forbundet i serie som hver var forsynt med en kolonne fylt med Berlsadler. En kondensator ble anordnet ved hver kolonne for kondensering av det vann og adiponitril som destillerte over. Kondensatene ble dekantert og det utvundne nitril returnert til de respektive kolonner. Bunnproduktet fra den annen reaktor ble kontinuerlig tilført en avdriv-ningsbeholder hvor det adiponitril som var dannet i de foregående trinn ble destillert fra produktet ved 210° C og et trykk på 10 mm Hg. Residuet etter denne destillasjon ble kontinuerlig uttatt fra avdriv-ningsbeholderen.

Ved oppstartning ble en passende mengde av residuet suget inn i den første beholder og en del derav på liknende måte overført til den annen beholder. Trykket i de to beholdere ble regulert til 150—200 mm Hg hvorved koketemperaturen var ca. 25°C.

I et forsøk ble residuet inneholdende ca. 50 pst. delta-cyanovaleramid og 2 pst. tilsatt (MH4)2HPO,-katalysator forvarmet til 100° C. På" cumulativ basis ble 5000 ml av det forvarmede residuum kontinuerlig tilført behandlingsapparatet i løpet av 12,5 timer. Tiden for gjennomføring av det i apparatet behandlede materialet var i gjennomsnitt 2,4 timer. Trykket i den første og annen beholder ble holdt på 138 mm Hg, og temperaturen (base temperatures) i behol-derne ble holdt på henholdsvis 259° C og 250° C. I alt ca. 1500 g adiponitril erholdtes ved omdannelse av delta-cyanovaleramid og ble utvunnet fra residuet.

Eksempel II.

I et annet forsøk ble 17000 ml av det samme residuum som i eksempel I kontinuerlig ført gjennom apparatet over et tidsrom på 23 timer, idet materialets gjen-nomsnittlige oppholdstid i apparatet var 4.4 timer. Trykket i første og annen beholder ble holdt på 151 mm Hg absolutt, og temperaturen ('base temperatures) i be-holderne ble holdt på henholdsvis 249° C og 250° C. Ialt ca. 4700 g adiponitril erholdtes fra delta-cyanovaleramidlet og ble utvunnet fra residuet.

Eksempel III.

I de kontinuerlige forsøk ifølge de ovenfor beskrevne eksempler anvendtes kata-lysatorkonsentrasjoner på 0,75—2,0 pst. I hvert tilfelle ble der oppnådd en meget tilfredsstillende omdannelse av amidet til nitril.

Eksempel IV.

I det annet forsøk anvendtes bare en reaksjonsbeholder. Residuum av den i eksempel I beskrevne type inneholdende 2 pst.

(NH4)2HPO, som katalysator ble ved 100° C tilført behandlingsapparaturen over et tidsrom på 20 timer med en total mengde ut-gangsmateriale på 9400 ml. Tiden for gjen-nomføring av materialet var i gjennomsnitt 3.5 timer. Trykket i beholderen var 90 mm Hg absolutt, og temperaturen (base temperatures) var 250° C. Avdrivningskolon-nen ble som i eksemplene ovenfor holdt på 210° C og et trykk på 10 mm Hg. Ialt ca. 1790 g adiponitril erholdtes fra delta-cy-

anovaleramidet og ble utvunnet fra residuet.

Ved utførelsen av oppfinnelsen som beskrevet ovenfor har man oppnådd mange fordeler. For det første blir en verdifull forløper for hexamethylendiamin, nemlig cyanovaleramid, som normalt ville gå tapt fra systemet, omdannet til adiponitril som i sin tur utvinnes på fordelaktig måte som beskrevet i det foreliggende. For det annet unngår man det problem å bli kvitt cyanovaleramid som avfall, idet dette brukes ved fremstillingen av adiponitril.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte ved gjenvinning av adiponitril fra residuet som fåes ved fremstilling av adiponitril fra adipinsyre og ammoniakk ved oppvarmning i nærvær av en dehydratiseringskatalysator og det således dannede adiponitril skilles fra reaksjonsproduktet etterlatende et residuum inneholdende delta-cyanovaleramid, som oppvarmes i nærvær av en dehydratiseringskatalysator hvorved amidet omdannes til adiponitril, karakterisert ved at residuet inneholdende delta-cyanovaleramid oppvarmes ved 200—300° C og et trykk på 150—200 mm Hg i en omdannelsessone i nærvær av dehydratiseringskatalysatoren og at reaksjonsvannet og det dannede adiponitril fjernes ved fraksjonert destillasjon, idet eventuelt endel av det destillerte adiponitril føres tilbake til omdannelsessonen sammen med restproduktet fra den fraksjonerte destillasjon og at bunnproduktet fra omdannelsessonen føres til en annen omdannelsessone hvor behandlingen gjentas og at bunnproduktet fra den annen omdannelsessone, om ønskes, føres til en tredje omdannelsessone hvor behandlingen gjentas og at det dannede adiponitril utvinnes.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at adiponitrilet utvinnes fra bunnproduktet ved avdrivning i en kolonne ved 200—300° C og et trykk på under 50 mm Hg.