WO1999026911A1 - Condensation method - Google Patents

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WO1999026911A1
WO1999026911A1 PCT/EP1998/007491 EP9807491W WO9926911A1 WO 1999026911 A1 WO1999026911 A1 WO 1999026911A1 EP 9807491 W EP9807491 W EP 9807491W WO 9926911 A1 WO9926911 A1 WO 9926911A1
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WO
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gas
acrolein
condensation
gas mixture
column
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Application number
PCT/EP1998/007491
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Michael-Dieter Ulbrich
Armin Schraut
Ulrich Hammon
Volker Schliephake
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Basf Aktiengesellschaft
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D301/00Preparation of oxiranes
    • C07D301/32Separation; Purification
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D5/00Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0027Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation by direct contact between vapours or gases and the cooling medium
    • B01D5/003Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation by direct contact between vapours or gases and the cooling medium within column(s)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/78Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C45/81Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/42Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives

Definitions

  • the invention relates to a method for the condensation of one or more components from a gas mixture.
  • Such processes are used, for example, in the processing of gaseous reaction mixtures, with condensable by-products or impurities first being removed by condensation.
  • the main product remaining in the gas phase is then taken up in a suitable absorbent and separated therefrom, for example by stripping.
  • Such a sequence of work-up steps is common, for example, in the production of (meth) acrolein or (meth) acrylic acid.
  • EP-B 0 559 227 discloses a process for the preparation of acrolein by working up a gas mixture which is formed in the catalytic gas phase oxidation of propene.
  • the condensation conditions are set here so that the condensate from the bottom of the column has a temperature between 35 ° and 50 ° C., the gas drawn off at the top has a temperature between 35 ° and 55 ° C., and that the temperature of the gas separated off at the top is approximately the same or is greater than the temperature of the condensate in the column bottom.
  • the condensate stream to be fed to the column is separated into two partial streams, a first partial stream being fed to the lower column part after prior cooling and a second partial stream to the upper column part without being cooled.
  • the residence time of the condensate in the cooling column and the circulating section is limited to 0.5 to 3 hours.
  • the procedure described is intended to form acrolein hydrate in the condensate which is obtained when the product mixture is worked up for the production of acrolein. be inhibited.
  • a disadvantage of this procedure is that, due to the large temperature difference between supercooled condensate and saturated gas, fog droplets can form in the presence of condensation nuclei.
  • the object of the invention is therefore to provide a process for working up gaseous reaction products which avoids the formation of mist, reduces the loss of gaseous reaction product in the condensate and reduces the formation of by-products.
  • the solution is based on the known method for condensing one or more components from a gas mixture in a condenser.
  • the method according to the invention is then characterized in that the temperature difference between the gas mixture and the cooling surface at each point of the condenser is less than 25 ° C, in particular less than 20 ° C.
  • a condenser is known in a known manner in which condensation takes place on a cooling surface.
  • the cooling surface can be generated as a cold wall, for example in a tube bundle or plate heat exchanger, or as a liquid film, for example in a column with falling film internals.
  • Hot gaseous reaction products are often worked up by evaporating a solvent, for example water, in a quench column in a first cooling step, the heat of vaporization being used for gas cooling.
  • a solvent for example water
  • the reaction gas saturated with the solvent must be cooled further become.
  • the evaporated solvent and also gaseous by-products are condensed from the reaction gas by contact with supercooled condensate. If the temperature difference between supercooled condensate and reaction gas is too large, the reaction gas is cooled down faster than the solvent and by-products can condense. The heat transfer is then faster than the mass transfer belonging to the thermodynamic equilibrium. An imbalance in the gas phase occurs, which is called supersaturation.
  • the method is not restricted in terms of temperature: it can be carried out in the range from 50 Kelvin to 600 Kelvin, preferably from 200 Kelvin to 400 Kelvin, usually in the range from 270 to 370 Kelvin.
  • the components of the gas mixture as a rule only the portion corresponding to the thermodynamic equilibrium at the temperature of the process is condensed, so partial condensation generally takes place.
  • the method is particularly suitable for condensation in the presence of at least 100 condensation nuclei per cm 3 , preferably at least 1000 nuclei per cm, particularly preferably of at least 10,000 germs per cm 3 .
  • the method is particularly suitable for condensation from gas mixtures with a Lewis index of 0.8 to 5.0, preferably 0.9 to 3.0, particularly preferably 5 0.9 to 1.5.
  • the Lewis index is defined as the ratio between the temperature conductivity a of the gas mixture and the diffusion coefficient of the condensing substance A in the gas phase:
  • the Lewis index expresses the relationship between heat transfer and material transfer in a gas mixture.
  • the value used as the coefficient of diffusion D is that of the components of the gas mixture
  • the temperature difference between the gas phase and the cooling surface at each point of the condenser is less than 15 ° C., in particular less than
  • the Lewis index is approximately 0.9. With a concentration of condensation nuclei of at least 1000 nuclei per cm, fog formation at a temperature gradient of maximum 25 ° C between the gas mixture and the cooling surface is avoided.
  • a liquid film in particular an aqueous liquid film and / or a cold wall, is equally suitable as the cooling surface.
  • Another application of the process is the partial water vapor condensation from water vapor-saturated flue gases with supercooled washing solutions. The supersaturated water vapor forms very quickly on the fine dust usually present in flue gases.
  • the process can be carried out in such a way that the gas phase and liquid film are carried out in cocurrent or in countercurrent.
  • the condensation can take place in one or more stages, preferably in two stages.
  • two-stage or multi-stage cooling and condensation in the case of countercurrent flow of gas and liquid, a first partial flow of the condensate from the bottom of the column into the lower part of the column and a further partial flow of condensate from the bottom of the column after prior cooling in the upper part of the column as cooling medium to be led back.
  • the process is particularly suitable for the separation of condensable organic substances from gas mixtures which have been produced in particular in gas phase reactions, preferably for the separation of (meth) acrylic acid and / or (meth) acrolein and / or glyoxal and / or ethylene oxide and / or aniline from gas mixtures .
  • FIG 1 shows the dependence of the fog formation in the condensation of
  • Figure 2 shows a process scheme for the production of acrolein
  • FIG. 3 shows a section of the process diagram for the production of acrolein, which relates to the condensation from the reaction gas, which is the focus of the present invention (FIG. 3a),
  • FIG. 3b shows the diagram of a condensation according to the prior art
  • FIG. 4 shows the temperature difference between the gas phase and the liquid phase, which are in direct contact with one another, plotted over the column height h, curve a representing the method according to the invention and curve b representing the prior art
  • the reaction gas contained about 3 x 10 nuclei per cm with an average diameter of 0.13 ⁇ m, the number and size of nuclei using an SMPS device (Scanning Mobile Particle Sizer) according to the "Scanning Electrical Mobility Spectrometer” in SC Wang and RC Flagen “, Aerosol Science and Technology 13, pages 230 to 30 240, (1990).
  • the signal of a transmitted light probe was determined depending on the temperature difference between the reaction gas and with measured in this cooling water in direct contact.
  • the signal of the transmitted light probe in mV is a measure of the amount of fog formed. At temperature differences between the reaction gas and cooling water below about 20 ° C, the transmitted light probe no longer showed any fog.
  • reaction gas contained nitrogen, oxygen, carbon dioxide, carbon monoxide and the starting material methacrolein.
  • Example 1 The predominantly condensing component in Example 1 is water vapor.
  • Example 2 relates to a two-stage procedure for the condensation of water and by-products from the reaction gas which is particularly suitable for the reaction gas cooling in the production of acrolein.
  • Acrolein is technically produced by the heterogeneously catalyzed oxidation of propene with atmospheric oxygen:
  • reaction gas from the propene oxidation is worked up in a system shown schematically in FIG. 2:
  • the approximately 220 ° C hot reaction gas which mainly contains nitrogen (76.6% by weight), acrolein (8.9% by weight) and water (4.7% by weight), is fed 1 in via a feed line the upper part of a quench column K 1, and brought into contact with a quench circulation solution 2, which consists predominantly of water, and also acrolein, acrylic acid, acetic acid and aldehydes.
  • the reaction gas is cooled to about 70 ° C. at a pressure of 1.8 bar by partial evaporation of the aqueous quench circuit solution.
  • the approximately 70 ° C hot, water vapor-saturated reaction gas 3 is fed from the bottom of the quench column K 1 to the bottom part of the absorption column K 2.
  • the steam-saturated reaction gas 3 predominantly contains nitrogen (71.5% by weight), water (10.8% by weight) and acrolein (8.7% by weight).
  • the water vapor-saturated reaction gas 3 is cooled in two stages to about 30 ° C. in the lower part I of the absorption column K 2.
  • the work-up step of the saturated reaction gas in the lower part 1 of the absorption column K 2 by cooling and condensation is essential for the present invention: Therefore the lower part 1 of the absorption column K 2 with the associated process parameters was shown separately in FIG. 3a.
  • the condensate flowing out of the absorption column K 2 is separated into two partial streams, a partial stream 4 being fed to the second condensation stage 7 of the lower column part I after cooling in a cooler 5.
  • the rest of the still hot condensate 6 is led to the first condensation stage 8 of the lower column part I and mixed there with the colder condensate stream flowing out of the second condensation stage 7.
  • the acrolein is absorbed from the reaction gas with a circulated aqueous solution 9.
  • the exhaust gas 10 is removed via the top of the absorption column K 2.
  • the circulating water 9 loaded with acrolein is separated in the distillation column K 3 into the acrolein / water azeotrope 11 at the top of the column K 3 and the circulating water 12 containing the high boilers at the bottom of the column.
  • the circulating water 12, which has largely been freed from acrolein, is used again after absorption to about 30 ° C. for the absorption of acrolein in the absorption column K 2.
  • Fresh water 13 is fed to the circulating water 9 to discharge by-products.
  • the cycle water purge 14 loaded cycle water reaches the lower part I of the absorption column K 2. From the condensation circuit, this purge runs together with the condensate as the condensate purge 15 into the quench circuit.
  • the final removal of by-products and water from the process is carried out via a purge 16 in the quench circuit.
  • FIG. 3a represents the process control according to the prior art.
  • a reaction tion gas stream of 31.5 m / h cooled from 72 ° C to 30 ° C in two stages.
  • a first partial stream 4 of the condensate circuit was cooled from 180 I / h in a cooler 5 to 30 ° C and in the second condensation stage 7 with the Reaction gas brought into contact from the first condensation stage 8 In the first condensation stage 8, the remaining partial stream 6 of the condensate of 300 l / h was passed uncooled to the first condensation stage 8 and mixed there with the colder condensate stream running out of the second condensation stage 7
  • curve a shows the course of the temperature difference for the procedure according to FIG. 3a
  • curve b shows the course of the temperature difference for the procedure according to FIG. 3b.
  • the condensate TL1 drawn off at the bottom of the column is hotter according to the inventive method (57 ° C.) compared to the known method (41 ° C.); therefore less product in the gas phase, for example acrolein, can dissolve in the condensate and less product is available in the liquid phase for undesired reactions of the product, for example the acid-catalyzed hydrolysis of acrolein.

Abstract

The invention relates to a method for condensing one or more components of a gas mixture in a condenser, wherein the difference in temperature between the gas mixture and the cooling surfaces at every point in the condenser is less than 25 °C, especially less than 20 °C. The method is particularly suitable for separating condensable reaction products and/or their by-products from reaction gases, preferably for separating (methyl)acrylic acid and/or (meth)acrolein and/or glyoxal and/or ethylene oxide and/or aniline.

Description

Verfahren zur Kondensation Condensation process
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kondensation einer oder mehrerer Kom- ponenten aus einem Gasgemisch.The invention relates to a method for the condensation of one or more components from a gas mixture.
Derartige Verfahren werden beispielsweise bei der Aufarbeitung von gasförmigen Reaktionsgemischen eingesetzt, wobei zunächst kondensierbare Nebenprodukte oder Verunreinigungen durch Kondensation entfernt werden. Anschließend wird das in der Gasphase verbleibende Hauptprodukt in einem geeigneten Absorptionsmittel aufgenommen und daraus, beispielsweise durch Strippen, abgetrennt. Eine solche Folge von Aufarbeitungsschritten ist beispielsweise in der Herstellung von (Meth)acrolein oder (Meth)acrylsäure üblich.Such processes are used, for example, in the processing of gaseous reaction mixtures, with condensable by-products or impurities first being removed by condensation. The main product remaining in the gas phase is then taken up in a suitable absorbent and separated therefrom, for example by stripping. Such a sequence of work-up steps is common, for example, in the production of (meth) acrolein or (meth) acrylic acid.
EP-B 0 559 227 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Acrolein durch Aufarbeitung eines Gasgemischs, das bei der katalytischen Gasphasenoxidation von Propen entsteht. Die Kondensationsbedingungen werden hier so eingestellt, daß das Kondensat aus dem Kolonnensumpf eine Temperatur zwischen 35° und 50°C, das über Kopf abgezogene Gas eine Temperatur zwischen 35° und 55°C aufweist, und daß die Temperatur des über Kopf abgetrennten Gases annähernd gleich oder größer ist als die Temperatur des Kondensats im Kolonnensumpf. Um diese Verfahrensbedingungen zu erreichen, wird beispielsweise der der Kolonne zuzuführende Kondensatsstrom in zwei Teilströme aufgetrennt, wobei ein erster Teilstrom dem unteren Kolonnenteil nach vorheriger Kühlung und ein zweiter Teilstrom dem oberen Kolonnenteil ungekühlt zugeführt wird. Als weitere Verfahrensbedingung wird hier die Verweilzeit des Kondensats in der Kühlkolonne und dem Umwälzteil auf 0,5 bis 3 Stunden begrenzt. Durch die beschriebene Verfahrensweise soll die Bildung von Acroleinhydrat im Kondensat, das bei der Aufarbeitung des Produktgemisches für die Acrolein-Herstellung anfällt, inhibiert werden. Nachteilig an dieser Verfahrensweise ist, daß infolge der großen Temperaturdifferenz zwischen unterkühltem Kondensat und gesättigtem Gas bei Anwesenheit von Kondensationskeimen Nebeltröpfchen entstehen können. In den Nebeltröpfchen werden Nebenprodukte in die nachgeschaltete Abtrennung des Reak- tionsprodukts verschleppt, wodurch das Reaktionsprodukt verunreinigt wird. Nachteilig ist weiterhin, daß das Kondensat am Kolonnenboden relativ kalt ist und somit eine größere Menge des gasförmigen Reaktionsprodukts Acrolein löst, was zu Produktverlusten führt.EP-B 0 559 227 discloses a process for the preparation of acrolein by working up a gas mixture which is formed in the catalytic gas phase oxidation of propene. The condensation conditions are set here so that the condensate from the bottom of the column has a temperature between 35 ° and 50 ° C., the gas drawn off at the top has a temperature between 35 ° and 55 ° C., and that the temperature of the gas separated off at the top is approximately the same or is greater than the temperature of the condensate in the column bottom. In order to achieve these process conditions, for example, the condensate stream to be fed to the column is separated into two partial streams, a first partial stream being fed to the lower column part after prior cooling and a second partial stream to the upper column part without being cooled. As a further process condition, the residence time of the condensate in the cooling column and the circulating section is limited to 0.5 to 3 hours. The procedure described is intended to form acrolein hydrate in the condensate which is obtained when the product mixture is worked up for the production of acrolein. be inhibited. A disadvantage of this procedure is that, due to the large temperature difference between supercooled condensate and saturated gas, fog droplets can form in the presence of condensation nuclei. In the mist droplets, by-products are carried off into the downstream separation of the reaction product, as a result of which the reaction product is contaminated. Another disadvantage is that the condensate at the bottom of the column is relatively cold and thus dissolves a larger amount of the gaseous reaction product acrolein, which leads to product losses.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Aufarbeitung gasförmiger Reaktionsprodukte zu schaffen, das die Nebelbildung vermeidet, den Verlust an gasförmigem Reaktionsprodukt im Kondensat und die Bildung von Nebenprodukten reduziert.The object of the invention is therefore to provide a process for working up gaseous reaction products which avoids the formation of mist, reduces the loss of gaseous reaction product in the condensate and reduces the formation of by-products.
Die Lösung geht aus von dem bekannten Verfahren zur Kondensation einer oder mehrerer Komponenten aus einem Gasgemisch in einem Kondensator. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dann dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturdifferenz zwischen Gasgemisch und Kühlfläche an jedem Punkt des Kondensators kleiner als 25°C, insbesondere kleiner als 20°C ist.The solution is based on the known method for condensing one or more components from a gas mixture in a condenser. The method according to the invention is then characterized in that the temperature difference between the gas mixture and the cooling surface at each point of the condenser is less than 25 ° C, in particular less than 20 ° C.
Als Kondensator wird dabei in bekannter Weise ein Apparat bezeichnet, in dem an einer Kühlfläche eine Kondensation stattfindet. Die Kühlfläche kann als kalte Wand, beispielsweise in einem Rohrbündel- oder Plattenwärmeübertrager, oder als Flüssigkeitsfilm, beispielsweise in einer Kolonne mit Rieselfilmeinbauten, erzeugt werden.A condenser is known in a known manner in which condensation takes place on a cooling surface. The cooling surface can be generated as a cold wall, for example in a tube bundle or plate heat exchanger, or as a liquid film, for example in a column with falling film internals.
Die Aufarbeitung heißer gasförmiger Reaktionsprodukte erfolgt vielfach in der Weise, daß in einem ersten Kühlschritt in einer Quenchkolonne ein Lösungsmittel, beispielsweise Wasser, verdampft wird, wobei die Verdampfungswärme zur Gaskühlung ver- wendet wird. Für die Abtrennung von im Lösungsmittel schlecht löslichen Reaktionsprodukten muß das mit dem Lösungsmittel gesättigte Reaktionsgas weiter abgekühlt werden. Bei diesem weiteren Abkühlschritt werden das verdampfte Lösungsmittel sowie noch gasförmige Nebenprodukte durch Kontakt mit unterkühltem Kondensat aus dem Reaktionsgas kondensiert. Bei einer zu großen Temperaturdifferenz zwischen unterkühltem Kondensat und Reaktionsgas wird das Reaktionsgas schneller abgekühlt als das Lösungsmittel und Nebenprodukte kondensieren können. Der Wärmeübergang ist dann schneller als der zum thermodynamischen Gleichgewicht gehörige Stoffübergang. Es kommt zu einem Ungleichgewichtszustand in der Gasphase, der Übersättigung genannt wird. Bei Anwesenheit von Kondensationskeimen baut sich diese Übersättigung durch Kondensation von Lösungsmittel und Nebenprodukten an diesen Keimen ab. Bei Keimzahlen, wie sie schon in der Umgebungsluft vorliegen, können durch Abbau der Übersättigung schwer abscheidbare Nebeltröpfchen entstehen. In den Nebeltröpfchen werden Nebenprodukte in die nachgeschaltete Abtrennung des Reaktionsprodukts verschleppt, wobei es zu einer Verunreinigung des Reaktionsproduktes kommt. Werden die Nebenprodukte oder Verunreinigungen beinhaltenden Nebeltröpfchen in nachgeschalteten Verdichtern abgeschieden, so können sie zu Ablagerung und Korrosion führen.Hot gaseous reaction products are often worked up by evaporating a solvent, for example water, in a quench column in a first cooling step, the heat of vaporization being used for gas cooling. To remove reaction products which are poorly soluble in the solvent, the reaction gas saturated with the solvent must be cooled further become. In this further cooling step, the evaporated solvent and also gaseous by-products are condensed from the reaction gas by contact with supercooled condensate. If the temperature difference between supercooled condensate and reaction gas is too large, the reaction gas is cooled down faster than the solvent and by-products can condense. The heat transfer is then faster than the mass transfer belonging to the thermodynamic equilibrium. An imbalance in the gas phase occurs, which is called supersaturation. In the presence of condensation nuclei, this supersaturation is reduced by the condensation of solvents and by-products on these nuclei. With bacterial counts, such as those already present in the ambient air, it is possible that droplets of fog that are difficult to separate can be formed by reducing the supersaturation. In the mist droplets, by-products are carried off into the downstream separation of the reaction product, which leads to contamination of the reaction product. If the mist droplets containing by-products or impurities are separated in downstream compressors, they can lead to deposits and corrosion.
Es wurde nun gefunden, daß bei der Abkühlung des heißen Gasgemisches mit einer maximalen Temperaturdifferenz von 25°C, insbesondere von 20°C, zwischen Gasge- misch und mit diesem in unmittelbarem Kontakt stehender Kühlfläche keine Nebelbildung stattfindet.It has now been found that during the cooling of the hot gas mixture with a maximum temperature difference of 25 ° C., in particular of 20 ° C., there is no mist formation between the gas mixture and the cooling surface in direct contact with it.
Das Verfahren ist nicht eingeschränkt bezüglich der Temperatur: es kann im Bereich von 50 Kelvin bis 600 Kelvin, bevorzugt von 200 Kelvin bis 400 Kelvin, üblicherweise im Bereich von 270 bis 370 Kelvin durchgeführt werden. Von den Komponenten des Gasgemisches wird in der Regel nur der dem thermodynamischen Gleichgewicht bei der Temperatur des Verfahrens entsprechende Anteil kondensiert, es findet somit in der Regel eine partielle Kondensation statt.The method is not restricted in terms of temperature: it can be carried out in the range from 50 Kelvin to 600 Kelvin, preferably from 200 Kelvin to 400 Kelvin, usually in the range from 270 to 370 Kelvin. Of the components of the gas mixture, as a rule only the portion corresponding to the thermodynamic equilibrium at the temperature of the process is condensed, so partial condensation generally takes place.
Das Verfahren ist besonders geeignet zur Kondensation in Gegenwart von mindestens 100 Kondensationskeimen pro cm3, bevorzugt von mindestens 1000 Keimen pro cm , besonders bevorzugt von mindestens 10 000 Keimen pro cm3.The method is particularly suitable for condensation in the presence of at least 100 condensation nuclei per cm 3 , preferably at least 1000 nuclei per cm, particularly preferably of at least 10,000 germs per cm 3 .
Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Kondensation aus Gasgemischen mit einer Lewis-Kennzahl von 0,8 bis 5,0, bevorzugt von 0,9 bis 3,0, besonders bevorzugt von 5 0,9 bis 1,5. Die Lewis-Kennzahl wird definiert als Verhältnis zwischen der Temperatur- leitfähigkeit a des Gasgemisches und dem Difiusionskoeffizienten des kondensierenden Stoffes Ain der Gasphase:The method is particularly suitable for condensation from gas mixtures with a Lewis index of 0.8 to 5.0, preferably 0.9 to 3.0, particularly preferably 5 0.9 to 1.5. The Lewis index is defined as the ratio between the temperature conductivity a of the gas mixture and the diffusion coefficient of the condensing substance A in the gas phase:
Le = agas DstoffA mitLe = a g as DstoffA with
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Figure imgf000006_0001
Cp,gas[J/(kg. K)] -Pgastkg/mCp, g as [J / (kg. K)] -Pkgkg / m
15 (Vergleiche auch A. Mersmann: Stofiübertragung, Springer Verlag, 1986, Seite 105). Die Lewis-Kennzahl drückt das Verhältnis zwischen Wärmeübergang und Stoftübergang in einem Gasgemisch aus. Zur Berechnung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu berücksichtigenden Lewis-Kennzahlen ist als Difiüsionskoeffizent D der Wert einzusetzen, der der Komponenten des Gasgemisches15 (see also A. Mersmann: Stofi Transfers, Springer Verlag, 1986, page 105). The Lewis index expresses the relationship between heat transfer and material transfer in a gas mixture. To calculate the Lewis key figures to be taken into account according to the method according to the invention, the value used as the coefficient of diffusion D is that of the components of the gas mixture
20 mit dem kleinsten DiöusionskoeflBzienten entspricht. Insbesondere bei höheren Lewis- Kennzahlen, das heißt bei der Kondensation von Komponenten mit größeren Molekülen und somit kleineren Diffusionskoeffizienten, ist es zur Vermeidung von Übersättigungen vorteilhaft, die Temperaturdifferenz zwischen Gasphase und Kühlfläche an jedem Punkt des Kondensators kleiner als 15°C, insbesondere kleiner als20 with the smallest diöusion coefficient. In particular with higher Lewis indicators, that is to say when condensing components with larger molecules and thus smaller diffusion coefficients, it is advantageous to avoid oversaturation if the temperature difference between the gas phase and the cooling surface at each point of the condenser is less than 15 ° C., in particular less than
25 10°C zu halten. Für die Kondensation von Wasserdampf aus einem Gasgemisch, das überwiegend Luft enthält beträgt die Lewis-Kennzahl etwa 0,9. Bei einer Konzentration von Kondensationskeimen von mindestens 1000 Keimen pro cm wird bei einem Temperaturgefälle von maximal 25°C zwischen Gasgemisch und Kühlfläche Nebelbildung vermieden.25 to keep 10 ° C. For the condensation of water vapor from a gas mixture that mainly contains air, the Lewis index is approximately 0.9. With a concentration of condensation nuclei of at least 1000 nuclei per cm, fog formation at a temperature gradient of maximum 25 ° C between the gas mixture and the cooling surface is avoided.
3030
Als Kühlfläche eignet sich gleichermaßen ein Flüssigkeitsfilm, inbesondere ein wäßriger Flüssigkeitsfilm und/oder eine kalte Wand. Eine weitere Anwendung des Verfahrens stellt die partielle Wasserdampfkondensation aus wasserdampfgesättigten Rauchgasen mit unterkühlten Waschlösungen dar. Der übersättigte Wasserdampf bildet auf dem in Rauchgasen meist vorhandenem Feinstaub sehr schnell Nebel.A liquid film, in particular an aqueous liquid film and / or a cold wall, is equally suitable as the cooling surface. Another application of the process is the partial water vapor condensation from water vapor-saturated flue gases with supercooled washing solutions. The supersaturated water vapor forms very quickly on the fine dust usually present in flue gases.
Wird ein Flüssigkeitsfilm als Kühlfläche eingesetzt, kann die Verfahrensführung dergestalt erfolgen, daß Gasphase und Flüssigkeitsfilm im Gleichstrom oder im Gegenstrom geführt werden.If a liquid film is used as the cooling surface, the process can be carried out in such a way that the gas phase and liquid film are carried out in cocurrent or in countercurrent.
Die Kondensation kann einstufig oder mehrstufig, vorzugsweise zweistufig erfolgen. Bei der zwei- oder mehrstufigen Kühlung und Kondensation können, im Falle der Gegenstromführung von Gas und Flüssigkeit, ein erster Teilstrom des Kondensats aus dem Kolonnensumpf in den unteren Kolonnenteil und ein weiterer Teilstrom des Kondensats aus dem Kolonnensumpf nach vorheriger Kühlung in den oberen Kolonnenteil als Kühlmedium zurückgeführt werden.The condensation can take place in one or more stages, preferably in two stages. In the case of two-stage or multi-stage cooling and condensation, in the case of countercurrent flow of gas and liquid, a first partial flow of the condensate from the bottom of the column into the lower part of the column and a further partial flow of condensate from the bottom of the column after prior cooling in the upper part of the column as cooling medium to be led back.
Das Verfahren ist besonders geeignet zur Abtrennung von kondensierbaren organischen Stoffen aus Gasgemischen, die insbesondere in Gasphasenreaktionen hergestellt wurden, bevorzugt zur Abtrennung von (Meth)acrylsäure und/oder (Meth)acrolein und/oder Glyoxal und/oder Ethylenoxid und/oder Anilin aus Gasgemischen.The process is particularly suitable for the separation of condensable organic substances from gas mixtures which have been produced in particular in gas phase reactions, preferably for the separation of (meth) acrylic acid and / or (meth) acrolein and / or glyoxal and / or ethylene oxide and / or aniline from gas mixtures .
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with the aid of exemplary embodiments and drawings.
Es zeigen im einzelnen:The individual shows:
Figur 1 die Abhängigkeit der Nebelbildung bei der Kondensation von vonFigure 1 shows the dependence of the fog formation in the condensation of
Wasser und Methacrylsäure aus einem Reaktionsgas von der Tempe- raturdifferenz zwischen Gasphase und Kühlfläche, die miteinander in unmittelbarem Kontakt stehen, Figur 2 ein Verfahrensschema für die Acrolein-Herstellung, wobei dieWater and methacrylic acid from a reaction gas of the temperature difference between the gas phase and the cooling surface, which are in direct contact with one another, Figure 2 shows a process scheme for the production of acrolein, the
Kondensation von Wasser und Nebenprodukten nach dem erfindungs- gemaßen Verfahren erfolgt,Condensation of water and by-products takes place according to the method according to the invention,
55
Figur 3 einen Ausschnitt aus dem Verfahrensschema für die Acrolein-Herstellung, der die Kondensation aus dem Reaktionsgas betrifft, die Schwerpunkt der vorliegenden Erfindung ist (Fig 3 a), Figur 3b zeigt dem gegenüber das Schema einer Kondensation nach 10 dem Stand der Technik,3 shows a section of the process diagram for the production of acrolein, which relates to the condensation from the reaction gas, which is the focus of the present invention (FIG. 3a), FIG. 3b shows the diagram of a condensation according to the prior art,
Figur 4 stellt die über die Kolonnenhohe h aufgetragene Temperaturdifferenz zwischen Gasphase und Flussigphase, die miteinander in unmittelbarem Kontakt stehen, dar, wobei die Kurve a das erfindungsgemaße Ver- 15 fahren und die Kurve b den Stand der Technik darstelltFIG. 4 shows the temperature difference between the gas phase and the liquid phase, which are in direct contact with one another, plotted over the column height h, curve a representing the method according to the invention and curve b representing the prior art
Beispiel 1:Example 1:
Die Erfindung wird im folgenden am Beispiel der Kondensation von Wasser und Methacrylsaure aus einem Reaktionsgas erläutertThe invention is explained below using the example of the condensation of water and methacrylic acid from a reaction gas
2020th
In einer Fullkorperkolonne mit 0, 1 m Durchmesser wurde ein ca 70°C heißer wasser- gesattigter Reaktionsgasstrom mit ca 70°C aus der Methacrylsaure-Oxidation von 22 m /h mit einem Wasserstrom von 30 1/h im Gegenstrom bei unterschiedlichen Temperaturen im Kuhlwasser abgekühltIn a full-body column with a diameter of 0.1 m, a water-saturated reaction gas stream of approximately 70 ° C. with a temperature of approximately 70 ° C. was converted from the methacrylic acid oxidation of 22 m / h with a water stream of 30 l / h in countercurrent at different temperatures in the cooling water cooled down
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Das Reaktionsgas enthielt etwa 3 x 10 Keime pro cm mit einem mittleren Durchmesser von 0,13 μm, wobei Keimzahl und Keimgroße mit einem SMPS-Gerat (Scan- ning Mobile Particle Sizer) nach der in S C Wang und R C Flagen "Scanning Electrical Mobility Spectrometer", Aerosol Science and Technology 13, Seiten 230 bis 30 240, (1990) beschriebenen Methode bestimmt wurden Das Signal einer Durchlichts- onde wurde in Abhängigkeit der Temperaturdifferenz zwischen Reaktionsgas und mit diesem in direktem Kontakt stehendem Kühlwasser gemessen. Das Signal der Durchlichtsonde in mV ist ein Maß für die gebildete Nebelmenge. Bei Temperaturdifferenzen zwischen Reaktionsgas und Kühlwasser unterhalb von etwa 20°C zeigte die Durchlichtsonde keine Nebelbildung mehr an.The reaction gas contained about 3 x 10 nuclei per cm with an average diameter of 0.13 μm, the number and size of nuclei using an SMPS device (Scanning Mobile Particle Sizer) according to the "Scanning Electrical Mobility Spectrometer" in SC Wang and RC Flagen ", Aerosol Science and Technology 13, pages 230 to 30 240, (1990). The signal of a transmitted light probe was determined depending on the temperature difference between the reaction gas and with measured in this cooling water in direct contact. The signal of the transmitted light probe in mV is a measure of the amount of fog formed. At temperature differences between the reaction gas and cooling water below about 20 ° C, the transmitted light probe no longer showed any fog.
Die Meßergebnisse für das Signal der Durchlichtsonde bei unterschiedlichen Werten für die Temperaturdifferenz zwischen Reaktionsgas und Kühlwasser sind in der nachfolgenden Tabelle 1 aufgeführt und in Figur 1 dargestellt:The measurement results for the signal of the transmitted light probe at different values for the temperature difference between reaction gas and cooling water are listed in Table 1 below and shown in FIG. 1:
Das Reaktionsgas enthielt neben Wasserdampf Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid sowie das Edukt Methacrolein.In addition to water vapor, the reaction gas contained nitrogen, oxygen, carbon dioxide, carbon monoxide and the starting material methacrolein.
Bei der Abkühlung wurde Wasserdampf und Methacrylsäure aus dem Reaktionsgas, das eine Temperaturleitfähigkeit a von ca. 1,6 x 10" m s" hat, auskondensiert. During the cooling, water vapor and methacrylic acid were condensed out of the reaction gas, which has a thermal conductivity a of approx. 1.6 x 10 " ms " .
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Diese Meßergebnisse wurden für das beispielhaft genannte Reaktionsgas aus der Methacrylsaure-Oxidation erhalten, sie gelten jedoch allgemein für die Kondensation aus Gasgemischen, mit Lewis-Kennzahlen von 0,8 bis 5,0. Die in Beispiel 1 überwiegend kondensierende Komponente ist Wasserdampf. Für schwerer als Wasserdampf kondensierende Komponenten, beispielsweise Methacrylsäure mit Le = 2,5, ist das Einhalten einer Temperaturdifferenz von maximal 25°C, insbesondere 20°C noch wichtiger.These measurement results were obtained for the reaction gas mentioned by way of example from the methacrylic acid oxidation, but they generally apply to the condensation from gas mixtures, with Lewis key figures from 0.8 to 5.0. The predominantly condensing component in Example 1 is water vapor. For components that condense more heavily than water vapor, for example methacrylic acid with Le = 2.5, maintaining a temperature difference of at most 25 ° C., in particular 20 ° C., is even more important.
Beispiel 2:Example 2:
Beispiel 2 betrifft eine für die Reaktionsgaskühlung bei der Acrolein-Herstellung besonders geeignete zweistufige Verfahrensführung zur Kondensation von Wasser und Nebenprodukten aus dem Reaktionsgas. Acrolein wird technisch durch die heterogen katalysierte Oxidation von Propen mit Luftsauerstoff hergestellt :Example 2 relates to a two-stage procedure for the condensation of water and by-products from the reaction gas which is particularly suitable for the reaction gas cooling in the production of acrolein. Acrolein is technically produced by the heterogeneously catalyzed oxidation of propene with atmospheric oxygen:
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Die Aufarbeitung des Reaktionsgases aus der Propen-Oxidation erfolgt in einer in Figur 2 schematisch dargestellten Anlage:The reaction gas from the propene oxidation is worked up in a system shown schematically in FIG. 2:
Das etwa 220°C heiße Reaktionsgas, das überwiegend Stickstoff (76,6 Gew.-%), Acrolein (8,9 Gew.-%) und Wasser (4,7 Gew.-%) enthält, wird über eine Zuleitung 1 in den oberen Teil einer Quenchkolonne K 1 geführt, und mit einer Quenchkreislaufiösung 2, die überwiegend aus Wasser, sowie Acrolein, Acrylsäure, Essigsäure und Aldehyden besteht, in Kontakt gebracht. Durch partielle Verdampfung der wäßrigen Quenchkreislaufiösung wird das Reaktionsgas bei einem Druck von 1,8 bar auf circa 70°C abgekühlt.The approximately 220 ° C hot reaction gas, which mainly contains nitrogen (76.6% by weight), acrolein (8.9% by weight) and water (4.7% by weight), is fed 1 in via a feed line the upper part of a quench column K 1, and brought into contact with a quench circulation solution 2, which consists predominantly of water, and also acrolein, acrylic acid, acetic acid and aldehydes. The reaction gas is cooled to about 70 ° C. at a pressure of 1.8 bar by partial evaporation of the aqueous quench circuit solution.
Das circa 70°C heiße, wasserdampfgesättigte Reaktionsgas 3 wird vom Boden der Quenchkolonne K 1 dem Bodenteil der Absorptionskolonne K 2 zugeführt. Das wasserdampfgesättigte Reaktionsgas 3 enthält überwiegend Stickstoff (71,5 Gew.-%), Wasser (10,8 Gew.-%) und Acrolein (8,7 Gew.-%).The approximately 70 ° C hot, water vapor-saturated reaction gas 3 is fed from the bottom of the quench column K 1 to the bottom part of the absorption column K 2. The steam-saturated reaction gas 3 predominantly contains nitrogen (71.5% by weight), water (10.8% by weight) and acrolein (8.7% by weight).
Das wasserdampfgesättigte Reaktionsgas 3 wird im unteren Teil I der Absorptionskolonne K 2 zweistufig auf circa 30°C abgekühlt.The water vapor-saturated reaction gas 3 is cooled in two stages to about 30 ° C. in the lower part I of the absorption column K 2.
Der im unteren Teil 1 der Absorptionskolonne K 2 stattfindende Aufarbeitungsschritt des gesättigten Reaktionsgases durch Kühlung und Kondensation ist für die vorliegende Erfindung wesentlich: Daher wurde der untere Teil 1 der Absorptionskolonne K 2 mit den zugehörigen Verfahrensparametern gesondert in Figur 3a dargestellt. Das aus der Absoφtionskolonne K 2 ablaufende Kondensat wird in zwei Teilströme aufgetrennt, wobei ein Teilstrom 4 nach vorheriger Kühlung in einem Kühler 5 der zweiten Kondensationsstufe 7 des unteren Kolonnenteils I zugeführt wird. Der Rest des noch heißen Kondensats 6 wird auf die erste Kondensationsstufe 8 des unteren Kolon- nenteils I geführt und dort mit dem aus der zweiten Kondensationsstufe 7 ablaufenden kälteren Kondensatstrom vermischt.The work-up step of the saturated reaction gas in the lower part 1 of the absorption column K 2 by cooling and condensation is essential for the present invention: Therefore the lower part 1 of the absorption column K 2 with the associated process parameters was shown separately in FIG. 3a. The condensate flowing out of the absorption column K 2 is separated into two partial streams, a partial stream 4 being fed to the second condensation stage 7 of the lower column part I after cooling in a cooler 5. The rest of the still hot condensate 6 is led to the first condensation stage 8 of the lower column part I and mixed there with the colder condensate stream flowing out of the second condensation stage 7.
Im oberen Teil II der Absoφtionskolonne K 2 wird mit einer im Kreislauf geführten wäßrigen Lösung 9 das Acrolein aus dem Reaktionsgas absorbiert. Das Abgas 10 wird über Kopf der Absoφtionskolonne K 2 entfernt.In the upper part II of the absorption column K 2, the acrolein is absorbed from the reaction gas with a circulated aqueous solution 9. The exhaust gas 10 is removed via the top of the absorption column K 2.
Das mit Acrolein beladene Kreislaufwasser 9 wird in der Destillationskolonne K 3 in das Acrolein/Wasser-Azeotrop 11 am Kopf der Kolonne K 3 und das die Schwersieder enthaltende Kreislaufwasser 12 am Sumpf der Kolonne aufgetrennt. Das weitgehend von Acrolein befreite Kreislaufwasser 12 wird nach Abkühlung auf circa 30°C wieder zur Absoφtion von Acrolein in der Absoφtionskolonne K 2 verwendet. Zur Ausschleusung von Nebenprodukten wird dem Kreislaufwasser 9 Frischwasser 13 zugeführt. Über den Kreislaufwasser-Purge 14 gelangt beladenes Kreislaufwasser in den unteren Teil I der Absoφtionskolonne K 2. Vom Kondensationskreis läuft dieser Purge zusammen mit Kondensat als Kondensat-Purge 15 in den Quenchkreislauf. Die endgültige Ausschleusung von Nebenprodukten und Wasser aus dem Verfahren wird über einen Purge 16 im Quenchkreislauf durchgeführt.The circulating water 9 loaded with acrolein is separated in the distillation column K 3 into the acrolein / water azeotrope 11 at the top of the column K 3 and the circulating water 12 containing the high boilers at the bottom of the column. The circulating water 12, which has largely been freed from acrolein, is used again after absorption to about 30 ° C. for the absorption of acrolein in the absorption column K 2. Fresh water 13 is fed to the circulating water 9 to discharge by-products. Via the cycle water purge 14, loaded cycle water reaches the lower part I of the absorption column K 2. From the condensation circuit, this purge runs together with the condensate as the condensate purge 15 into the quench circuit. The final removal of by-products and water from the process is carried out via a purge 16 in the quench circuit.
Der wesentliche Verfahrensschritt für die Aufarbeitung des Reaktionsgases aus der Acroiein-Herstellung findet im unteren Teil I der Absoφtionskolonne K 2 statt. Dieser Teil der Anlage aus Figur 2 ist in Figur 3 a, zusammen mit den entsprechenden Verfahrensparametern, dargestellt. Figur 3b stellt demgegenüber die Verfahrensführung nach dem Stand der Technik dar.The essential process step for working up the reaction gas from the production of acroiein takes place in the lower part I of the absorption column K 2. This part of the system from FIG. 2 is shown in FIG. 3a together with the corresponding process parameters. FIG. 3b, on the other hand, represents the process control according to the prior art.
In einer Absoφtionskolonne K 2 mit 0, 1 m Durchmesser und zwei Füllköφerschüttun- gen von 0,5 m mit Metall-Pall-Ringen von 15 mm Durchmesser wurde ein Reak- tionsgasstrom von 31,5 m /h von 72°C auf 30°C in zwei Stufen abgekühlt Dabei wurde ein erster Teilstrom 4 des Kondensatkreislaufs von 180 I/h in einem Kuhler 5 auf 30°C abgekühlt und in der zweiten Kondensationsstufe 7 mit dem Reaktionsgas aus der ersten Kondensationsstufe 8 in Kontakt gebracht In der ersten Kondensationsstufe 8 wurde der verbleibende Teilstrom 6 des Kondensats von 300 1/h ungekuhlt auf die erste Kondensationsstufe 8 geführt und dort mit dem aus der zweiten Kondensationsstufe 7 ablaufenden kälteren Kondensatstrom vermischtIn a absorption column K 2 with a diameter of 0.1 m and two packed beds of 0.5 m with metal pall rings of 15 mm in diameter, a reaction tion gas stream of 31.5 m / h cooled from 72 ° C to 30 ° C in two stages. A first partial stream 4 of the condensate circuit was cooled from 180 I / h in a cooler 5 to 30 ° C and in the second condensation stage 7 with the Reaction gas brought into contact from the first condensation stage 8 In the first condensation stage 8, the remaining partial stream 6 of the condensate of 300 l / h was passed uncooled to the first condensation stage 8 and mixed there with the colder condensate stream running out of the second condensation stage 7
Zum Vergleich wurde derselbe Gasstrom von 31,5 m /h, entsprechend dem aus EP-B-0 559 227 bekannten Verfahren, in der Weise gekühlt und kondensiert, daß der gesamte Kondensatkreislauf von 480 1/h auf 30°C im Kuhler 5 gekühlt und auf der zweiten Fullkoφerschuttung 7 mit dem Reaktionsgas in Kontakt gebracht wurdeFor comparison, the same gas flow of 31.5 m / h was cooled and condensed in accordance with the method known from EP-B-0 559 227 in such a way that the entire condensate circuit was cooled from 480 l / h to 30 ° C. in the cooler 5 and on the second Fullkoφerschuttung 7 was brought into contact with the reaction gas
An mehreren Stellen der Absoφtionskolonne K 2 wurden jeweils für die beiden Verfahrensführungen nach Figur 3 a bzw 3 b die folgenden Temperaturen in der Gas- und der Flussigphase gemessen Die Meßwerte sind in der folgenden Tabelle 2 angegeben und in der Figur 4 graphisch dargestellt Dabei sind mit TG und der entsprechenden Ziffer jeweils die Temperaturen der Gasphase, sowie mit TL und der entsprechenden Ziffer jeweils die Temperaturen der Flussigphase an den in Figur 3a bzw 3b bezeichneten Punkten angegeben The following temperatures in the gas and liquid phases were measured at several points in the absorption column K 2 for the two process procedures according to FIGS. 3a and 3b. The measured values are given in Table 2 below and shown graphically in FIG. 4 TG and the corresponding number each indicate the temperatures of the gas phase, and TL and the corresponding number indicate the temperatures of the liquid phase at the points designated in FIGS. 3a and 3b
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In Figur 4 zeigt die Kurve a den Verlauf der Temperaturdifferenz für die Verfahrensführung nach Figur 3 a, und die Kurve b den Verlauf der Temperaturdifferenz für die Verfahrensfuhrung nach Figur 3b.In FIG. 4, curve a shows the course of the temperature difference for the procedure according to FIG. 3a, and curve b shows the course of the temperature difference for the procedure according to FIG. 3b.
Aus den gemessenen Temperaturwerten folgt, daß das am Sumpf der Kolonne abgezogene Kondensat TL1 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren heißer ist (57°C) gegenüber dem bekannten Verfahren (41°C); daher kann sich weniger in der Gasphase befindliches Produkt, beispielsweise Acrolein, im Kondensat lösen und für unerwünschte Reaktionen des Produkts, beispielsweise der säurekatalysierten Hydrolyse von Acrolein, steht weniger Produkt in der flüssigen Phase zur Verfügung.From the measured temperature values it follows that the condensate TL1 drawn off at the bottom of the column is hotter according to the inventive method (57 ° C.) compared to the known method (41 ° C.); therefore less product in the gas phase, for example acrolein, can dissolve in the condensate and less product is available in the liquid phase for undesired reactions of the product, for example the acid-catalyzed hydrolysis of acrolein.
Für ein Reaktionsgas mit ca. 4 Völ% Acrolein wurden bei einem Druck von 1,8 bar folgende Acroleingehalte im am Sumpf der Kolonne K 2 abgezogenen Kondensat gemessen: 1 Gew% Acrolein beim erfindungsgemäßen Verfahren (Fig. 3 a) gegenüber 1,6 Gew% beim bekannten Verfahren (Fig. 3b). Der Verlust an Produkt im Kondensat wurde somit reduziert.For a reaction gas with approx. 4 vol% acrolein, the following acrolein contents were found in the condensate drawn off at the bottom of column K 2 at a pressure of 1.8 bar measured: 1% by weight of acrolein in the process according to the invention (FIG. 3a) compared to 1.6% by weight in the known process (FIG. 3b). The loss of product in the condensate was reduced.
Besonders gravierend ist jedoch, daß bei der Reaktionsführung nach Figur 3b eine deutlich sichtbare Nebelbildung eintritt, die zu einem Übertrag von schwersiedenden Nebenprodukten in den oberen Teil II der Kolonne K 2 ftihrt. Der Acrylsäuregehalt im Kreislaufwasser 9 stieg von etwa 2000 ppm bei nebelfreier Abkühlung entsprechend Figur 3a auf circa 5500 ppm bei Abkühlung mit Nebelbildung (Fig. 3b) an. Der höhere Acrylsäuregehalt ist besonders kritisch wegen der zuvor genannten säurekatalysierten Hydrolyse des Acroleins zu 3-Hydroxypropanal und anschließender Hydratbildung. It is particularly serious, however, that when the reaction is carried out according to FIG. 3b, a clearly visible formation of mist occurs, which leads to a transfer of high-boiling by-products into the upper part II of column K 2. The acrylic acid content in the circulating water 9 rose from approximately 2000 ppm with fog-free cooling in accordance with FIG. 3a to approximately 5500 ppm with cooling with fog formation (FIG. 3b). The higher acrylic acid content is particularly critical because of the aforementioned acid-catalyzed hydrolysis of acrolein to 3-hydroxypropanal and subsequent hydrate formation.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Kondensation einer oder mehrerer Komponenten aus einem Gasgemisch in einem Kondensator, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturdifferenz zwischen Gasgemisch und Kühlfläche an jedem Punkt des Kondensators kleiner als 25°C, insbesondere kleiner als 20°C ist.1. A method for condensing one or more components from a gas mixture in a condenser, characterized in that the temperature difference between the gas mixture and the cooling surface at each point of the condenser is less than 25 ° C, in particular less than 20 ° C.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Kondensator Kondensationskeime in einer Konzentration von mindestens 100 Keimen pro cm , insbesondere von mindestens 1000 Keimen pro cm , besonders bevorzugt von mindestens 10 000 Keimen pro cm vorhanden sind.2. The method according to claim 1, characterized in that condensation nuclei are present in the condenser in a concentration of at least 100 nuclei per cm, in particular of at least 1000 nuclei per cm, particularly preferably of at least 10,000 nuclei per cm.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch eine Lewis-Kennzahl von 0,8 bis 5,0, bevorzugt von 0,9 bis 3,0, besonders bevorzugt von 0,9 bis 1,5 aufweist.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the gas mixture has a Lewis index from 0.8 to 5.0, preferably from 0.9 to 3.0, particularly preferably from 0.9 to 1.5.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturdifferenz zwischen Gasphase und Kühlfläche an jedem Punkt des4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the temperature difference between the gas phase and the cooling surface at each point of the
Kondensators kleiner als 15°C, insbesondere kleiner als 10°C ist.Capacitor is less than 15 ° C, in particular less than 10 ° C.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlfläche ein Flüssigkeitsfilm, insbesondere ein wäßriger Flüssigkeitsfilm und/oder eine kalte Wand ist.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the cooling surface is a liquid film, in particular an aqueous liquid film and / or a cold wall.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmige Komponente, die aus dem Gasgemisch kondensiert wird, ein anorganischer Stoff, insbesondere Wasser und/oder ein organischer Stoff, ins- besondere ein Nebenprodukt und/oder Hauptprodukt aus einer6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the gaseous component which is condensed from the gas mixture, an inorganic substance, in particular water and / or an organic substance, in particular a by-product and / or main product from one
Gasphasenreaktion ist. Is gas phase reaction.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung ein- oder mehrstufig, insbesondere zweistufig erfolgt.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the cooling takes place in one or more stages, in particular in two stages.
8. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Abtrennung von kondensierbaren organischen Stoffen aus Gasgemischen, die vorzugsweise in8. Use of the method according to one of claims 1 to 7 for the separation of condensable organic substances from gas mixtures, which preferably in
Gasphasenreaktion hergestellt wurden.Gas phase reaction were prepared.
9. Verwendung nach Anspruch 8 zur Abtrennung von (Meth)acrylsäure und/oder (Meth)acrolein und/oder Glyoxal und/oder Ethylenoxid und/oder Anilin.9. Use according to claim 8 for the separation of (meth) acrylic acid and / or (meth) acrolein and / or glyoxal and / or ethylene oxide and / or aniline.
10. Verwendung nach Anspruch 8 zur Abtrennung von Nebenprodukten und/oder Hauptprodukten der (Meth)acroleinsynthese und/oder (Meth)acrylsäuresynthese. 10. Use according to claim 8 for the separation of by-products and / or main products of (meth) acrolein synthesis and / or (meth) acrylic acid synthesis.
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