WO2008037587A1 - Verfahren zur kontinuierlichen destillativen auftrennung von gemischen enthaltend morpholin (mo), monoaminodiglykol (adg), ammoniak und wasser - Google Patents

Verfahren zur kontinuierlichen destillativen auftrennung von gemischen enthaltend morpholin (mo), monoaminodiglykol (adg), ammoniak und wasser Download PDF

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WO2008037587A1
WO2008037587A1 PCT/EP2007/059554 EP2007059554W WO2008037587A1 WO 2008037587 A1 WO2008037587 A1 WO 2008037587A1 EP 2007059554 W EP2007059554 W EP 2007059554W WO 2008037587 A1 WO2008037587 A1 WO 2008037587A1
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column
bar
separated
adg
theoretical plates
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Application number
PCT/EP2007/059554
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Helmut Schmidtke
Oliver Bussmann
Ralph Versch
Udo Rheude
Uwe Leyk
Manfred Julius
Martin Rudloff
Erhard Henkes
Original Assignee
Basf Se
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Priority to AT07803418T priority patent/ATE459607T1/de
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D295/00—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms
    • C07D295/02—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms containing only hydrogen and carbon atoms in addition to the ring hetero elements
    • C07D295/027—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms containing only hydrogen and carbon atoms in addition to the ring hetero elements containing only one hetero ring

Definitions

  • the present invention relates to a process for the continuous distillative separation of mixtures comprising morpholine (MO), monoaminodiglycol (ADG), ammonia and water, obtained by reacting diethylene glycol (DEG) of the formula
  • N-ethyl-morpholine (E-MO) is described i.a. used as a catalyst for the production of polyurethane foams.
  • BASF AG Two parallel European patent applications with the same filing date (both BASF AG) relate to processes for the continuous distillative separation of mixtures containing morpholine (MO), monoaminodiglycol (ADG), ammonia and water, obtained by reaction of diethylene glycol (DEG) with ammonia.
  • a parallel European patent application with the same filing date (BASF AG) relates to a process for the production of electronic grade ADG.
  • Morpholine and monoamine diglycol synthesis is characterized by the formation of a variety of minor components.
  • the separation of the unreacted starting materials, value and by-products is carried out by distillation, which leads to a considerable expenditure on equipment and energy.
  • the present invention was based on the object, overcoming a disadvantage or several disadvantages of the prior art, an improved economical process for the separation of mixtures containing morpholine (MO), monoaminodiglycol (ADG), ammonia and water and optionally N-ethyl Morpholine (E-MO) and optionally 1, 2-ethylenediamine (EDA) and possibly organic products with a boiling point> 224, 8 ° C (1, 013 bar) to find.
  • the individual organic components (amines), in particular MO and ADG and possibly E-MO, should thereby be obtained in high purity and quality (for example color quality).
  • the organic products separated off in the column K40 via the bottom are preferably recycled completely or partially, more preferably completely, into the feed to the column K30.
  • the bottom of the column K40 contains in a preferred procedure> 94 wt .-%, especially> 96 wt .-%, especially 98 to 99 wt .-%, of morpholine, which is based on the Entrance of the column K30 is returned. As a result, possibly entrained high boilers can be discharged via the bottom of the column K30.
  • the column K10 preferably has in the range of 3 to 30, especially in the range of 5 to 20, theoretical plates. It is preferably operated at a pressure in the range of 5 to 30 bar, especially 10 to 20 bar operated.
  • the feed point in column K10 is in the upper third, based on the number of theoretical plates.
  • the column K20 preferably has in the range of 25 to 70, especially in the range of
  • the feed point in column K20 is in the middle third, based on the number of theoretical plates.
  • water is preferably separated off. With this water preferably organic products are separated as minimum azeotrope over the top, some of which have higher boiling points than the bottom product morpholine.
  • the column K30 preferably has in the range of 5 to 25, especially in the range of 7 to 20, theoretical plates. It is preferably operated at a pressure in the range of 0.01 to 5 bar, especially 0.1 to 2.5 bar operated.
  • the feed point in column K30 is in the upper third, based on the number of theoretical plates.
  • the side draw is preferably 1 to 8 theoretical plates, especially 2 to 6 theoretical plates, above the feed point.
  • the column K40 preferably has in the range of 10 to 80, especially in the range of 15 to 60, theoretical plates.
  • the feed point in column K40 is in the upper or middle, especially middle, third, based on the number of theoretical plates.
  • the opposite MO side draw is preferably 1 to 30 theoretical plates, especially 2 to 25 theoretical plates, below the feed point.
  • the organic products separated off in the column K40 in particular EDA, can advantageously be recycled wholly or partly into the feed to the column K20.
  • pure EDA can be obtained as desired product by further purification by distillation of the overhead distillate.
  • the stream containing water and organic products which is separated overhead in the column K20, fed to a column K50, in the aqueous N-ethyl-morpholine solution (aqueous E-MO solution) overhead or a liquid side draw, wherein the liquid side draw is preferably in the upper third of the column, based on the number of theoretical plates, is located, and water is separated through the bottom.
  • aqueous N-ethyl-morpholine solution aqueous E-MO solution
  • the column K50 preferably has in the range of 10 to 50, especially in the range of 15 to 40, theoretical plates.
  • It is preferably operated at a pressure in the range of 0.1 to 16 bar, especially 0.2 to 8 bar operated.
  • the feed point in column K50 is in the upper or middle, especially in the middle, third, based on the number of theoretical plates.
  • the aqueous N-ethyl-morpholine solution is first dewatered to recover the pure E-MO.
  • the dehydrating agent used is preferably sodium hydroxide solution, for example as 40-60% strength by weight aqueous solution, in particular 50% strength by weight aqueous solution.
  • the dewatering with the sodium hydroxide solution is preferably carried out continuously in an extraction column.
  • the extraction temperature is preferably between 25- 60 0 C, especially between 30-55 0 C.
  • the sodium hydroxide is diluted to 15-35 wt .-%, especially 20-30 wt .-%, diluted.
  • the organic phase is worked up in a continuous or batchwise distillation.
  • the distillation is preferably carried out batchwise in a distillation bubble.
  • ethylamine optionally ethanol as an aqueous azeotrope
  • N-methylmorpholine optionally anhydrous N-methylmorpholine
  • E N-ethylmorpholine
  • the bottoms discharge from K30 is fed to a distillation column K60, in which ADG is separated off in a sidestream, organic products with a boiling point ⁇ 224, 8 ° C (1, 013 bar) are removed overhead and organic products with a Boiling point> 255 ° C (1, 013 bar) are separated via sump.
  • the column K60 preferably has in the range of 20 to 80, especially in the range of 30 to 70, theoretical plates.
  • It is preferably operated at a pressure in the range of 0.005 to 1 bar, especially 0.01 to 0.7 bar operated.
  • the feed point in column K60 is in the middle or lower, especially middle, third, based on the number of theoretical plates.
  • overhead organic products such as e.g. N- (2-aminoethyl) morpholine, 2- (2-aminoethoxy) ethylamine, in the reaction of DEG with ammonia.
  • a partial stream of the distillate separated in the column head is preferably discharged.
  • the proportion of the recirculated stream is preferably 40-
  • the organic products separated off in the column K60 via the bottom can advantageously be used as grinding aids in the cement industry.
  • the ADG-containing stream which is separated in the column K60 in the side take-off is preferably fed to a column K70, in which ADG is separated off via a side draw, organic products having a boiling point> 224, 8 ° C (1, 013 bar), in particular -> 235 ° C (1, 013 bar), over the bottom and organic products with a boiling point ⁇ 224.8 ° C (1, 013 bar) are separated overhead.
  • the column K70 preferably has in the range of 10 to 80, especially in the range of 20 to 70, theoretical plates.
  • It is preferably operated at a pressure in the range of 0.005 to 1 bar, especially 0.01 to 0.7 bar operated.
  • the feed point in column K70 is in the upper or middle, preferably middle, third, based on the number of theoretical plates.
  • the opposing ADG side trigger 1 to 30, especially 2 to 25, theoretical separation stages located above the feed point.
  • Morpholylaminodiglycol 4- (2- (2-aminoethoxy) -ethyl) -morpholine, C8H18N2O2; morpholinodiglycol (morpholinylethoxyethanol) CAS No. 3603-45-0, C 8 Hi 7 NO 3 )
  • overhead products are removed, e.g. ADG, N- (2-aminoethyl) morpholine, 2- (2-aminoethoxy) ethylamine, in the reaction of DEG with ammonia.
  • the proportion of the recirculated stream is preferably 80-100% by weight, particularly preferably 95-100% by weight, of the distillate separated off in the top of the column.
  • the column K60 is a dividing wall column (TK).
  • the dividing wall column (TK) preferably has a dividing wall (T) in the longitudinal direction of the column, forming an upper common column region (1), a lower common column region (6), an inlet part (2, 4) with reinforcing part (2) and driven part (4), and a removal part (3, 5) with reinforcement part (3) and driven part (5), wherein the supply of the sump discharge of K30 in the upper or middle third, especially upper third of the feed part (2, 4), based on the number of theoretical separation stages of the feed part, the removal of organic products with a boiling point> 255 ° C (1, 013 bar) via sump, the removal of organic products with a boiling point ⁇ 224.8 ° C (1, 013 bar) overhead , the removal of ADG from the column region 1 and optionally, in a particular embodiment, the removal of vaporous organic products having a boiling point> 224.8 ° C (1, 013 bar), especially> 235 ° C (1, 013 bar ), w ie DEG, from the upper or middle third
  • the dividing wall column K60 preferably has in the range of 30 to 100, especially in the range of 40 to 90, theoretical plates.
  • It is preferably operated at a pressure in the range of 0.005 to 1 bar, especially 0.01 to 0.7 bar operated.
  • the divided by the partition (T) portion of the column TK consisting of the sub-areas 3, 4 and 5, or 2, 3, 4, and 5, or parts thereof is preferably equipped with ordered packings, packing and / or bottoms.
  • the partition in these sub-areas is preferably designed to be heat-insulating.
  • overhead organic products such as e.g. N- (2-aminoethyl) morpholine, 2- (2-aminoethoxy) ethylamine, not discharged, but returned to the reaction of DEG with ammonia.
  • the proportion of the recirculated stream is preferably 80-100% by weight, particularly preferably 95-100% by weight, of the distillate separated off in the top of the column.
  • the inventive method is advantageous in particular embodiments when using a dividing wall column (TK) by a low heat demand against via the 2- or 3-column connection (K60 - K70 or K80) as well as by reducing the number of columns.
  • TK dividing wall column
  • the accumulated in the sump ADG can be used as a value product.
  • ADG is preferably additionally separated in a particularly pure form via a side draw.
  • products separated off in the column K80 via the bottoms are preferably recirculated to the feed of the columns K60 and / or K70.
  • a partial stream of the distillate separated in the column head is preferably discharged.
  • the proportion of the recirculated stream is preferably 0-100% by weight, particularly preferably 0-50% by weight, of the distillate separated off in the top of the column.
  • the column K80 preferably has in the range of 10 to 80, especially in the range of 15 to 60, theoretical plates.
  • It is preferably operated at a pressure in the range of 0.005 to 3 bar, especially 0.01 to 2 bar operated.
  • the feed point in column K80 is in the upper or middle, preferably upper, third, based on the number of theoretical plates.
  • the opposite ADG side take 1 to 30, especially 2 to 25, theoretical separation stages below the feed point.
  • the heat from the vapors of the K80 can be integrated into the K50.
  • the heat from the vapors of the K70 can be integrated in the K50 and / or K80, preferably in the K 50.
  • the heat from the vapors of the K60 can be integrated into the K50.
  • the heat from the vapors of the K40 can be integrated in the K20, K50 and / or K80.
  • the heat from the vapors of the dividing wall column K60 can be integrated in the K50.
  • This heat integration can be carried out as follows:
  • the vapors streams are preferably condensed directly into the corresponding evaporators, instead of the heating steam.
  • natural circulation evaporators, forced circulation evaporators, forced circulation expansion evaporators, falling film evaporators, Robert evaporators, Kettle type evaporators, thin film evaporators or climbing film evaporators can be used as evaporators.
  • Natural circulation evaporators, forced circulation evaporators, forced circulation expansion evaporators, falling film evaporators, Robert evaporators or Kettor type evaporators are preferably used in each case.
  • the residual vapors are preferably liquefied in a subsequent condenser.
  • the heat of reaction can in this case be integrated in the columns K20, K50, K30, K40, K70 and / or K80, preferably in the columns K20, K40 and / or K80.
  • the mixture used in the process according to the invention containing morpholine (MO), monoaminodiglycol (ADG), ammonia and water, and optionally E-MO and optionally EDA and optionally organic products having a boiling point> 224.8 ° C (1, 013 bar) was preferably obtained in one embodiment (A) by reacting diethylene glycol (DEG) with ammonia in the presence of a catalyst containing Cu, Ni and Co on zirconium dioxide as support.
  • DEG diethylene glycol
  • the catalytically active mass of the catalyst before treatment with hydrogen in the range of 20 to 65 wt .-% zirconia (ZrÜ2), 1 to 30 wt .-%, oxygen-containing compounds of copper, calculated as CuO, 15 to 50% by weight, of oxygen-containing compounds of nickel, calculated as NiO, and from 15 to 50% by weight of oxygen-containing compounds of cobalt, calculated as CoO.
  • the preferred temperature for the reaction of diethylene glycol (DEG) with ammonia in the reactor is in the range from 170 to 220 ° C. Preference is given to an isothermal reactor procedure.
  • the preferred pressure for the reaction of diethylene glycol (DEG) with ammonia is in the range from 100 to 200 bar.
  • the reaction of diethylene glycol (DEG) with ammonia is preferably carried out in the presence of hydrogen.
  • the hydrogen is preferably returned to the reactor via a high-pressure separator as recycle gas.
  • the molar ratio of ammonia: DEG is preferably in the range of 4 to 6.
  • the DEG conversion is preferably in the range of 55 to 90%.
  • the preparation of the mixture used in the process according to the invention is particularly preferably carried out according to the earlier German patent application no. 102005047458.6 of 30.09.05 and the earlier European (succession) patent application no. 06101339.7 of 06.02.06 (BASF AG), according to which the reaction of DEG with ammonia takes place in the presence of a specific shaped catalyst body and the catalytically active material of the catalyst before the treatment with hydrogen contains oxygen-containing compounds of aluminum and / or zirconium, copper, nickel and cobalt.
  • the mixture used in the process according to the invention comprising morpholine (MO), monoaminodiglycol (ADG), ammonia and water, and optionally E-MO and optionally EDA and optionally organic products having a boiling point> 224 , 8 ° C (1, 013 bar), preferably obtained by reaction of diethylene glycol (DEG) with ammonia in the presence of a catalyst containing Cu and Ni on alumina as a carrier, as described in particular in EP-A-70 397 (BASF AG) ,
  • DEG diethylene glycol
  • the catalytically active composition of the catalyst before treatment with hydrogen in the range of 25 to 65 wt .-% alumina (Al2O3), 30 to 60 wt .-%, oxygen-containing compounds of copper, calculated as CuO, and 5 to 15% by weight, of oxygen-containing compounds of nickel, calculated as NiO.
  • the for the reaction of diethylene glycol (DEG) with ammonia preferred temperature in the reactor is in this case in the range of 190-235 0 C.
  • an isothermal reactor driving Preferably, an isothermal reactor driving.
  • the preferred pressure for the reaction of diethylene glycol (DEG) with ammonia is in the range from 20 to 30 bar.
  • the reaction of diethylene glycol (DEG) with ammonia in the gas phase is preferably carried out in the presence of hydrogen.
  • the gaseous reactor discharge is preferably conducted into a heat transfer medium, in which preferably a partial condensation is carried out (condensation of crude morpholine).
  • the gas phase, consisting of Hb and NH3 is preferably recycled to the DEG evaporator and then into the reactor.
  • the process according to the invention is particularly advantageous for the preparation of morpholine (MO) with a purity of> 99.5% by weight, especially> 99.6% by weight, e.g. From 99.65 to 99.95% by weight, of N-ethyl-morpholine (E-MO) content of ⁇ 0.20% by weight, especially
  • ⁇ 0.10 wt% e.g. 0.01 to 0.08 wt%, containing 1, 2-ethylenediamine (EDA) of ⁇ 0.30 wt%, especially ⁇ 0.20 wt%, e.g. 0.05 to 0.15% by weight, containing 2-methoxyethanol of ⁇ 0.50% by weight, especially ⁇ 0.30% by weight, e.g. 0.05 to 0.25 wt%, and a water content of ⁇ 0.05 wt%, especially ⁇ 0.04 wt%, e.g. 0.01 to 0.03 wt .-%.
  • EDA 2-ethylenediamine
  • the process according to the invention is furthermore particularly advantageous for the preparation of monoaminodiglycol (ADG) having a purity of> 98.00% by weight, especially
  • 98.30 wt% e.g. 98.50 to 99.50 wt%, having a content of DEG of ⁇ 0.40 wt%, especially ⁇ 0.10 wt%, e.g. 0.01 to 0.08 wt%, a content of water of ⁇ 0.20 wt%, especially ⁇ 0.10 wt%, e.g. 0.01 to
  • the process according to the invention is furthermore particularly advantageous for the preparation of N-ethylmorpholine (E-MO) having a purity of> 98.50% by weight, especially
  • APHA color numbers are determined according to DIN EN 1557.
  • the water content is determined according to DIN 51777 (K. Fischer).
  • the chloride content is determined by means of ion chromatography (detection of conductivity with chemical suppression), according to the following method:
  • Sample preparation Approx. Weigh 2 g sample into a volumetric flask (10 ml) and make up to the mark with eluent.
  • Ion Chromatography System Metrohm Modular System (733)
  • Guard column eg DIONEX AG 12; Separation column: eg DIONEX AS 12 Eluent: eg 2.7 mmol Na 2 CO 3 , 0.28 mmol / l NaHCO 3 in water
  • the content of morpholine, 1, 2-ethylenediamine, N-ethylmorpholine, 2-methoxy-ethanol is determined by GC (GC conditions: 30 m DB-1, temperature program with 6O 0 C initial temperature, 4 ° C. / min heating rate, 190 0 C end temperature).
  • Figure 1 shows u.a. the recovery of MO and ADG according to the invention by a 7-column interconnection.
  • Figure 2 shows u.a. the replacement of the columns K60 - K 70 of the 7-column interconnection by a dividing wall column (TK).
  • Figure 3 shows u.a. a particular embodiment of the dividing wall column K60, in which the dividing wall (T) is formed to the bottom of the column.
  • Figure 4 shows, inter alia, the recovery of MO and ADG according to the invention by an 8-column interconnection.
  • HS high boilers
  • LS low boilers
  • MS medium boilers
  • BBA treatment wastewater.
  • Diglycol and morpholyl ADG Diglycol and morpholyl ADG and the top products from the columns K60 and K70 (main components: aminodiglycol, (2-aminoethyl) morpholine and 2- (2-aminoethoxy) ethylamine) mixed and fed continuously to the heat exchanger W 1.
  • Liquid ammonia is mixed with recirculated ammonia from the column K10 and fed continuously to the heat exchanger W 1
  • Both streams are mixed in front of the heat exchanger W 1 with the circulating gas consisting predominantly of hydrogen.
  • the cycle gas is supplied from the high-pressure separator B 1 located at the synthesis outlet to the compressor V 1.
  • the mixture is heated at a temperature of 140 0 C by a heater W 2 to 175 ° C and conveyed to the reactor C 1.
  • the reaction of the diglycol to aminodiglycol and morpholine takes place at a pressure of 200 bar and temperatures up to 215 ° C.
  • the reactor discharge is then cooled to 45 ° C. in the heat exchangers W 1, W 3 and the air cooler W 4.
  • the separation takes place in gas and liquid phase.
  • the gas phase is - as described above - conducted as recycle gas to the heat exchanger W 1.
  • the liquid phase is released from the high-pressure separator B 1 in the medium-pressure separator B 2 to 25 bar.
  • the liberated there so-called sparkling gas is passed to NH3 recovery in an absorber.
  • the amount of hydrogen to be supplemented is taken from the network and fed to the synthesis feed.
  • the ammonia is distilled off with a purity of> 99.9% at a top pressure of 16 bar a bs from the feed and returned to the reactor inlet.
  • the exhaust gas is connected to an absorber.
  • the ammonia-free bottom at a temperature of 220 0 C is expanded to separate water in the column K20.
  • the K10 has 17 theoretical plates, the inlet is at level 14.
  • the reaction water is separated off at normal pressure.
  • the distillate containing 98% by weight of water and 2% by weight of low-boiling components (predominantly ethylmorpholine) is passed to column K50.
  • the top product of the morpholine purifying distillation K40 main components: 1, 2-ethylenediamine, morpholine and water
  • the largely anhydrous bottom of the K 20 with a temperature of 158 ° C main components: morpholine, aminodiglycol, diglycol and high-boiling residue
  • the K20 has 56 theoretical plates, the inlet is at level 25.
  • the feed which consists of the bottom draw of the column K20 and the recirculated bottom draw of the purifying K40, at a top pressure of 550 mbar in a low-boiling fraction (main component: morpholine) and a high boiler fraction having a bottom temperature of 213 ° C (main components : Aminodiglycol, diglycol and high boiling residue).
  • main component morpholine
  • main components Aminodiglycol, diglycol and high boiling residue.
  • the bottom is fed to the column K60.
  • the condensate with 95 wt .-% morpholine, 4.5 wt .-% 1, 2-ethylenediamine and 2-methoxy-ethanol and water is fed to the column K40.
  • the K30 has 17 theoretical plates, the inlet is at level 13.
  • Morpholine Purification In column K40, at a top pressure of 2.2 bar a bs, morpholine is taken up in a gaseous side draw with a concentration> 99.6% by weight of morpholine and a content of 1,2-ethylenediamine (EDA) separated from ⁇ 0.10 wt .-%.
  • the overhead distillate (main components: 1, 2-ethylenediamine, morpholine and water) is recycled to the K20 or discharged after enrichment of ethylenediamine discontinuously on a container.
  • the bottom of the column K40 with a temperature of 160 0 C (morpholine with high-boiling minor components) goes back to K30.
  • the K40 has 42 theoretical stages, the inlet is at level 18, the side pressure at level 3.
  • Ethyl morpholine distillation K50
  • N-ethylmorpholine is separated at atmospheric pressure as an azeotrope with water from the feed.
  • the bottom of the column with a temperature of 103 0 C is discharged.
  • the K50 has 21 theoretical plates, the feed is at level 11.
  • aminodiglycol and diglycol are separated from the feed together as a liquid side draw at a top pressure of 60 mbar and conveyed to the column K70.
  • the distillate of the column (main components: aminoethoxyethylamine, aminoethylmorpholine, aminodiglycol) is conveyed back to the reactor inlet.
  • the bottom of the column with a bottom temperature of 204 0 C is discharged from the process.
  • the K60 has 42 theoretical plates, the inlet is at step 20, the side take at step 36.
  • Counting of the stages in the columns is from bottom to top.

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Abstract

Verfahren zur kontinuierlichen destillativen Auftrennung von Gemischen enthaltend Morpholin (MO), Monoaminodiglykol (ADG), Ammoniak und Wasser, erhalten durch Umsetzung von Diethylenglykol (DEG) mit Ammoniak, wobei in einer ersten Destillationskolonne K10 Ammoniak über Kopf abgetrennt wird, der Sumpfaustrag von K10 einer zweiten Destillationskolonne K20 zugeführt wird, in der Wasser und organische Produkte über Kopf bei einer Kopftemperatur im Bereich von 45 bis 198°C und einem Druck im Bereich von 0,1 bis 15 bar abgetrennt werden, der Sumpfaustrag von K20 einer dritten Destillationskolonne K30 zugeführt wird, in der MO und organische Produkte mit einem Siedepunkt < 140°C (1,013 bar) über Kopf oder in einem Seitenabzug abgetrennt werden und ADG und organische Produkte mit einem Siedepunkt > 190°C (1,013 bar) über Sumpf abgetrennt werden, und der MO enthaltende Strom, der bei der Kolonne K30 über Kopf oder im Seitenabzug abgetrennt wird, einer Kolonne K40 zugeführt wird, in der MO über einen Seitenabzug abgetrennt wird, organische Produkte mit einem Siedepunkt 128°C (1,013 bar) über Kopf abgetrennt und organische Produkte mit einem Siedepunkt 128°C (1,013 bar) über Sumpf abgetrennt werden.

Description

Verfahren zur kontinuierlichen destillativen Auftrennung von Gemischen enthaltend Morpholin (MO), Monoaminodiglykol (ADG), Ammoniak und Wasser
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen destillativen Auftrennung von Gemischen enthaltend Morpholin (MO), Monoaminodiglykol (ADG), Ammoniak und Wasser, erhalten durch Umsetzung von Diethylenglykol (DEG) der Formel
mit Ammoniak.
Aminodiglykol (ADG) [= 2-(2-Aminoethoxy)ethanol = 2,2'-Aminoethoxyethanol, Formel
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und Morpholin finden u.a. Verwendung als Lösungsmittel, Stabilisatoren, zur Synthese von Chelat-Bildnern, Kunstharzen, Arzneimitteln, Inhibitoren und grenzflächenaktiven
Substanzen.
N-Ethyl-morpholin (E-MO) wird u.a. als Katalysator zur Herstellung von Polyurethan- schäumen verwendet.
Zur Herstellung von ADG und Morpholin sind in der Literatur zahlreiche Verfahren beschrieben.
Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th Edition, 2000 electronic release, Wiley-VCH Verlag, Rubrik 'cyclic amines' im Kapitel 'aliphatic amines' beschreibt die Synthese von ADG und MO durch Aminierung von DEG unter Wasserstoffdruck und in Gegenwart eines Kobalt- oder Nickelkatalysators (Zitate: EP-A-696 572 (BASF AG), DE-A-1 049 864) oder anderer Katalysatoren (Zitate: DE-A-3 002 342, DE-A-3 125 662 (BASF AG), US 3 155 657).
Die ältere deutsche Patentanmeldung Nr. 102005047458.6 vom 30.09.05 und die ältere europäische (Folge)Patentanmeldung Nr. 06101339.7 vom 06.02.06 (BASF AG) betreffen ein Verfahren zur Herstellung von ADG und Morpholin durch Umsetzung von DEG mit Ammoniak in Gegenwart eines spezifischen Kupfer, Nickel und Kobalt - Heterogenkatalysators sowie allgemein die Aufarbeitung durch mehrstufige Destillation.
Zwei parallele europäische Patentanmeldungen mit gleichem Anmeldetag (beide BASF AG) betreffen Verfahren zur kontinuierlichen destillativen Auftrennung von Gemischen enthaltend Morpholin (MO), Monoaminodiglykol (ADG), Ammoniak und Wasser, erhalten durch Umsetzung von Diethylenglykol (DEG) mit Ammoniak. Eine parallele europäische Patentanmeldung mit gleichem Anmeldetag (BASF AG) betrifft ein Verfahren zur Herstellung von ADG in Elektronik-Qualität.
Die Morpholin- und Monoaminodiglykolsynthese ist gekennzeichnet durch die Bildung von einer Vielzahl an Nebenkomponenten. Die Abtrennung der nicht umgesetzten Einsatzstoffe, Wert- sowie der Nebenprodukte erfolgt destillativ, was zu einem erheblichen apparativen und energetischen Aufwand führt.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, unter Überwindung eines Nachteils oder mehrerer Nachteile des Stands der Technik, ein verbessertes wirtschaftliches Verfahren zur Auftrennung von Gemischen enthaltend Morpholin (MO), Monoamino- diglykol (ADG), Ammoniak und Wasser und ggf. N-Ethyl-morpholin (E-MO) und ggf. 1 ,2-Ethylendiamin (EDA) und ggf. organische Produkte mit einem Siedepunkt > 224, 8°C (1 ,013 bar) aufzufinden. Die einzelnen organischen Komponenten (Amine), insbesondere MO und ADG und ggf. E-MO, sollten dabei in hoher Reinheit und Qualität (z.B. Farbqualität) anfallen.
Demgemäß wurde ein Verfahren zur kontinuierlichen destillativen Auftrennung von Gemischen enthaltend Morpholin (MO), Monoaminodiglykol (ADG), Ammoniak und Wasser, erhalten durch Umsetzung von Diethylenglykol (DEG) mit Ammoniak, gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass in einer ersten Destillationskolonne K10 Ammoniak über Kopf abgetrennt wird, der Sumpfaustrag von K10 einer zweiten Destillationskolonne K20 zugeführt wird, in der Wasser und organische Produkte über Kopf bei einer Kopftemperatur im Bereich von 45 bis 198°C und einem Druck im Bereich von 0,1 bis 15 bar abgetrennt werden, der Sumpfaustrag von K20 einer dritten Destillationskolonne K30 zugeführt wird, in der MO und organische Produkte mit einem Siedepunkt < 1400C (1 ,013 bar) über Kopf oder in einem Seitenabzug abgetrennt werden und ADG und organische Produkte mit einem Siedepunkt > 1900C (1 ,013 bar) über Sumpf abgetrennt werden, und der MO enthaltende Strom, der bei der Kolonne K30 über Kopf oder im Seitenabzug abgetrennt wird, einer Kolonne K40 zugeführt wird, in der MO über einen Seitenabzug abgetrennt wird, organische Produkte mit einem Siedepunkt < 128°C (1 ,013 bar), bevorzugt < 128°C (1 ,013 bar), über Kopf abgetrennt und organische Produkte mit einem Siedepunkt > 128°C (1 ,013 bar), über Sumpf abgetrennt werden.
Die in Kolonne K40 über Sumpf abgetrennten organischen Produkte werden bevorzugt ganz oder teilweise, besonders bevorzugt ganz, in den Zulauf zur Kolonne K30 zurückgeführt.
Der Sumpf der Kolonne K40 enthält in einer bevorzugten Fahrweise > 94 Gew.-%, besonders > 96 Gew.-%, ganz besonders 98 bis 99 Gew.-%, Morpholin, welches auf den Eingang der Kolonne K30 zurückgeführt wird. Dadurch können eventuell mitgerissene Hochsieder über Sumpf der Kolonne K30 ausgeschleust werden.
Werden die in Kolonne K40 über Sumpf abgetrennten Produkte nicht oder nur teilweise in den Zulauf zur Kolonne K30 zurückgeführt, können sie im Markt für einige Anwendungen auch als MO-Wertprodukt Verwendung finden.
Die Kolonne K10 weist bevorzugt im Bereich von 3 bis 30, besonders im Bereich von 5 bis 20, theoretische Trennstufen auf. Sie wird bevorzugt bei einem Druck im Bereich von 5 bis 30 bar, besonders 10 bis 20 bar, betrieben.
Bevorzugt befindet sich die Zulaufstelle bei Kolonne K10 im oberen Drittel, bezogen auf die Zahl der theoretischen Trennstufen.
Die Kolonne K20 weist bevorzugt im Bereich von 25 bis 70, besonders im Bereich von
30 bis 60, theoretische Trennstufen auf.
Sie wird bevorzugt bei einem Druck im Bereich von 0,1 bis 10 bar, besonders 0,8 bis
7 bar, betrieben.
Bevorzugt befindet sich die Zulaufstelle bei Kolonne K20 im mittleren Drittel, bezogen auf die Zahl der theoretischen Trennstufen.
In der Kolonne K20 wird bevorzugt Wasser abgetrennt. Mit diesem Wasser werden bevorzugt organische Produkte als Minimumazeotrop über Kopf abgetrennt, welche zum Teil höhere Siedepunkte als das Sumpfprodukt Morpholin haben.
Die Kolonne K30 weist bevorzugt im Bereich von 5 bis 25, besonders im Bereich von 7 bis 20, theoretische Trennstufen auf. Sie wird bevorzugt bei einem Druck im Bereich von 0,01 bis 5 bar, besonders 0,1 bis 2,5 bar, betrieben.
Bevorzugt befindet sich die Zulaufstelle bei Kolonne K30 im oberen Drittel, bezogen auf die Zahl der theoretischen Trennstufen. In der alternativen Ausführungsform befindet sich der Seitenabzug bevorzugt 1 bis 8 theoretische Trennstufen, besonders 2 bis 6 theoretische Trennstufen, oberhalb der Zulaufstelle.
Die Kolonne K40 weist bevorzugt im Bereich von 10 bis 80, besonders im Bereich von 15 bis 60, theoretische Trennstufen auf.
Sie wird bevorzugt bei einem Druck im Bereich von 0,01 bis 12 bar, besonders 0,5 bis 6 bar, betrieben. Bevorzugt befindet sich die Zulaufstelle bei Kolonne K40 im oberen oder mittleren, besonders mittleren, Drittel, bezogen auf die Zahl der theoretischen Trennstufen. Der gegenüberliegende MO Seitenabzug befindet sich bevorzugt 1 bis 30 theoretische Trennstufen, besonders 2 bis 25 theoretische Trennstufen, unterhalb der Zulaufstelle. In der Kolonne K40 werden organische Produkte mit einem Siedepunkt < 128°C (1 ,013 bar), bevorzugt < 128°C (1 ,013 bar), wie z.B. EDA, über Kopf abgetrennt und organische Produkte mit einem Siedepunkt > 128 °C (1 ,013 bar) über Sumpf abgetrennt.
Die in der Kolonne K40 über Kopf abgetrennten organischen Produkte, insbesondere EDA, können vorteilhaft ganz oder teilweise in den Zulauf zur Kolonne K20 zurückgeführt werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann durch weitere destillative Aufreinigung des Kopfdestillats reines EDA als Wertprodukt gewonnen werden.
In einer besonderen Ausführungsform wird der wasser- und organische Produkte enthaltende Strom, der bei der Kolonne K20 über Kopf abgetrennt wird, einer Kolonne K50 zugeführt, in der wässrige N-Ethyl-morpholin-Lösung (wässrige E-MO-Lösung) über Kopf oder einen flüssigen Seitenabzug, wobei sich der flüssige Seitenabzug bevorzugt im oberen Drittel der Kolonne, bezogen auf die Zahl der theoretischen Trennstufen, befindet, und Wasser über Sumpf abgetrennt wird.
Die Kolonne K50 weist bevorzugt im Bereich von 10 bis 50, besonders im Bereich von 15 bis 40, theoretischen Trennstufen auf.
Sie wird bevorzugt bei einem Druck im Bereich von 0,1 bis 16 bar, besonders 0,2 bis 8 bar, betrieben.
Bevorzugt befindet sich die Zulaufstelle bei Kolonne K50 im oberen oder mittleren, besonders im mittleren, Drittel, bezogen auf die Zahl der theoretischen Trennstufen.
Die wässrige N-Ethyl-morpholin-Lösung wird zur Gewinnung des reinen E-MOs zunächst entwässert. Als entwässerndes Mittel wird bevorzugt Natronlauge, z.B. als 40- 60 Gew.-%ige wässrige Lösung, besonders 50 Gew.-%ige wässrige Lösung, eingesetzt. Bevorzugt wird die Entwässerung mit der Natronlauge kontinuierlich in einer Extraktionskolonne durchgeführt. Die Extraktionstemperatur liegt bevorzugt zwischen 25- 600C, besonders zwischen 30-550C. Die Natronlauge wird dabei auf 15-35 Gew.-%, besonders 20-30 Gew.-%, verdünnt. Nach der Phasentrennung wird die organische Phase in einer kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Destillation aufgearbeitet. Die Destillation wird bevorzugt diskontinuierlich in einer Destillationsblase durchgeführt.
Die Kopfprodukte fallen dabei nacheinander an: ggf. Ethylamin, ggf. Ethanol als wäss- riges Azeotrop, ggf. N-Methyl-morpholin als wässriges Azeotrop, ggf. wasserfreies N- Methyl-morpholin und das Wertprodukt N-Ethyl-morpholin (E-MO).
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Sumpfaustrag von K30 einer Destillationskolonne K60 zugeführt, in der ADG in einem Seitenabzug abgetrennt wird, organi- sehe Produkte mit einem Siedepunkt < 224, 8°C (1 ,013 bar) über Kopf abgetrennt und organische Produkte mit einem Siedepunkt > 255°C (1 ,013 bar) über Sumpf abgetrennt werden.
Die Kolonne K60 weist bevorzugt im Bereich von 20 bis 80, besonders im Bereich von 30 bis 70, theoretische Trennstufen auf.
Sie wird bevorzugt bei einem Druck im Bereich von 0,005 bis 1 bar, besonders 0,01 bis 0,7 bar, betrieben.
Bevorzugt befindet sich die Zulaufstelle bei Kolonne K60 im mittleren oder unteren, besonders mittleren, Drittel, bezogen auf die Zahl der theoretischen Trennstufen.
Bevorzugt befindet sich der gegenüberliegende ADG Seitenabzug 1 bis 30, besonders 2 bis 20, theoretische Trennstufen oberhalb der Zulaufstelle.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden in der Kolonne K60 über Kopf abge- trennte organische Produkte, wie z.B. N-(2-Aminoethyl)morpholin, 2-(2-Aminoethoxy)- ethylamin, in die Umsetzung von DEG mit Ammoniak zurückgeführt.
Um Aufpegelungen einzelner Komponenten im Kreislauf der Produktionsanlage zu vermeiden, wird bevorzugt ein Teilstrom des im Kolonnenkopf abgetrennten Destillates ausgeschleust. Der Anteil des zurückgeführten Stromes beträgt bevorzugt 40-
100 Gew.-%, besonders bevorzugt 50-100 Gew.-%, des im Kolonnenkopf abgetrennten Destillates.
Die in der Kolonne K60 über Sumpf abgetrennten organischen Produkte können vor- teilhaft als Mahlhilfsmittel in der Zementindustrie eingesetzt werden.
Der ADG enthaltende Strom, der bei der Kolonne K60 im Seitenabzug abgetrennt wird, wird bevorzugt einer Kolonne K70 zugeführt, in der ADG über einen Seitenabzug abgetrennt wird, organische Produkte mit einem Siedepunkt > 224, 8°C (1 ,013 bar), beson- ders > 235°C (1 ,013 bar), über Sumpf und organische Produkte mit einem Siedepunkt < 224,8°C (1 ,013 bar) über Kopf abgetrennt werden. Die Kolonne K70 weist bevorzugt im Bereich von 10 bis 80, besonders im Bereich von 20 bis 70, theoretische Trennstufen auf.
Sie wird bevorzugt bei einem Druck im Bereich von 0,005 bis 1 bar, besonders 0,01 bis 0,7 bar, betrieben.
Bevorzugt befindet sich die Zulaufstelle bei Kolonne K70 im oberen oder mittleren, bevorzugt mittleren, Drittel, bezogen auf die Zahl der theoretischen Trennstufen. Bevorzugt befindet sich der gegenüberliegende ADG Seitenabzug 1 bis 30, besonders 2 bis 25, theoretische Trennstufen oberhalb der Zulaufstelle.
Bevorzugt werden in Kolonne K70 über Sumpf abgetrennte Produkte, wie z.B. DEG,
Morpholylaminodiglykol, Morpholinodiglykol, in die Umsetzung von DEG mit Ammoniak zurückgeführt.
(Morpholylaminodiglykol = 4-(2-(2-Aminoethoxy)-ethyl)-morpholin, C8H18N2O2; Morpholinodiglykol (Morpholinylethoxyethanol) CAS-Nr. 3603-45-0, C8Hi7NO3)
Bevorzugt werden in Kolonne K70 über Kopf abgetrennte Produkte, wie z.B. ADG, N- (2-Aminoethyl)morpholin, 2-(2-Aminoethoxy)ethylamin, in die Umsetzung von DEG mit Ammoniak zurückgeführt.
Der Anteil des zurückgeführten Stromes beträgt bevorzugt 80-100 Gew.-%, besonders bevorzugt 95-100 Gew.-%, des im Kolonnenkopf abgetrennten Destillates.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Ko- lonne K60 um eine Trennwandkolonne (TK).
Die Trennwandkolonne (TK) weist bevorzugt eine Trennwand (T) in Kolonnenlängsrichtung unter Ausbildung eines oberen gemeinsamen Kolonnenbereichs (1), eines unteren gemeinsamen Kolonnenbereichs (6), eines Zulaufteils (2, 4) mit Verstärkungsteil (2) und Abtriebsteil (4), sowie eines Entnahmeteils (3, 5) mit Verstärkungsteil (3) und Abtriebsteil (5) auf, wobei die Zuführung des Sumpfaustrags von K30 im oberen oder mittleren Drittel, besonders oberen Drittel, des Zulaufteils (2, 4), bezogen auf die Zahl der theoretischen Trennstufen des Zulaufteils, die Abführung von organischen Produkten mit einem Siedepunkt > 255°C (1 ,013 bar) über Sumpf, die Abführung von organi- sehen Produkten mit einem Siedepunkt < 224,8°C (1 ,013 bar) über Kopf, die Abführung von ADG aus dem Kolonnenbereich 1 und optional, in einer besonderen Ausführungsform bevorzugt, die Abführung von dampfförmigen organischen Produkten mit einem Siedepunkt > 224,8°C (1 ,013 bar), besonders > 235°C (1 ,013 bar), wie z.B. DEG, aus dem oberen oder mittleren Drittel, besonders oberen Drittel, des Entnahme- teils (3, 5) (Seitenabzug), bezogen auf die Zahl der theoretischen Trennstufen des Entnahmeteils, erfolgt. In der Kolonne K60 über den dampfförmigen Seitenabzug abgetrennte organische Produkte, wie z.B. DEG, werden bevorzugt in die Umsetzung von DEG mit Ammoniak zurückgeführt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Trennwandkolonne (TK) eine Trennwand (T) in Kolonnenlängsrichtung unter Ausbildung eines oberen gemeinsamen Kolonnenbereichs (1) und (2), eines Zulaufteils (3, 4) mit Verstärkungsteil (3) und Abtriebsteil (4), sowie eines Teils (5) auf, wobei die Trennwand T bis zum Boden der Kolonne ausgebildet ist, wobei die Zuführung des Sumpfaustrags von K30 im oberen oder mittleren Drittel, besonders oberen Drittel, des Zulaufteils (3, 4), bezogen auf die Zahl der theoretischen Trennstufen des Zulaufteils, die Abführung von DEG und organischen Produkten mit einem Siedepunkt > 224, 8°C (1 ,013 bar), bevorzugt > 235°C (1 ,013 bar), über Sumpf unterhalb des Teils 5, die Abführung von organischen Produkten mit einem Siedepunkt > 255°C (1 ,013 bar) (Hochsieder = HS) über Sumpf unter- halb der Teile 3 und 4, die Abführung von organischen Produkten mit einem Siedepunkt < 224, 8°C (1 ,013 bar) über Kopf und die Abführung von ADG aus dem mittleren Teil des oberen gemeinsamen Kolonnenbereichs (1) und (2) (Seitenabzug) erfolgt.
Die Trennwandkolonne K60 weist bevorzugt im Bereich von 30 bis 100, besonders im Bereich von 40 bis 90, theoretische Trennstufen auf.
Sie wird bevorzugt bei einem Druck im Bereich von 0,005 bis 1 bar, besonders 0,01 bis 0,7 bar, betrieben.
Der durch die Trennwand (T) unterteilte Teilbereich der Kolonne TK bestehend aus den Teilbereichen 3, 4 und 5, bzw. 2, 3, 4, und 5, oder jeweils Teilen davon ist bevorzugt mit geordneten Packungen, Füllkörpern und/oder Böden bestückt. Die Trennwand in diesen Teilbereichen ist bevorzugt wärmeisolierend ausgeführt.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden in der Kolonne K60 über Kopf abge- trennte organische Produkte, wie z.B. N-(2-Aminoethyl)morpholin, 2-(2-Aminoethoxy)- ethylamin, nicht ausgeschleust, sondern in die Umsetzung von DEG mit Ammoniak zurückgeführt.
In Kolonne K60, mit bis zum Boden der Kolonne ausgebilder Tennwand T, über Sumpf abgetrennte Produkte unterhalb des Teils 5 abgetrennte organische Produkte, wie z.B. DEG, werden bevorzugt in die Umsetzung von DEG mit Ammoniak zurückgeführt.
Der Anteil des zurückgeführten Stromes beträgt bevorzugt 80-100 Gew.-%, besonders bevorzugt 95-100 Gew.-%, des im Kolonnenkopf abgetrennten Destillates.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist in besonderen Ausführungsformen bei Einsatz einer Trennwandkolonne (TK) vorteilhaft durch einen geringen Wärmebedarf gegen- über der 2- bzw. 3-Kolonnenverschaltung (K60 - K70 bzw. K80) sowie durch die Reduzierung der Kolonnenanzahl.
In einer besonderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird/werden der oder die ADG enthaltende/n Strom/Ströme, der/die bei den Kolonnen K60 und/oder K70 über Kopf abgetrennt wird/werden, ganz oder teilweise einer Kolonne K80 zugeführt, in der ADG und organische Produkte mit einem Siedepunkt > 224, 8°C (1 ,013 bar) über Sumpf und organische Produkte mit einem Siedepunkt < 224, 8°C (1 ,013 bar) über Kopf abgetrennt werden.
Das im Sumpf anfallende ADG kann als Wertprodukt verwertet werden.
Bevorzugt wird in der Kolonne K80 ADG in besonders reiner Form zusätzlich über einen Seitenabzug abgetrennt. In diesem Fall werden in Kolonne K80 über Sumpf abgetrennte Produkte bevorzugt in den Zulauf der Kolonnen K60 und/oder K70 zurückgeführt.
In Kolonne K80 über Kopf abgetrennte Produkte werden bevorzugt in die Umsetzung von DEG mit Ammoniak zurückgeführt.
Um Aufpegelungen einzelner Komponenten im Kreislauf der Produktionsanlage zu vermeiden, wird bevorzugt ein Teilstrom des im Kolonnenkopf abgetrennten Destillates ausgeschleust. Der Anteil des zurückgeführten Stromes beträgt bevorzugt 0- 100 Gew. %, besonders bevorzugt 0-50 Gew.-%, des im Kolonnenkopf abgetrennten Destillates.
Die Kolonne K80 weist bevorzugt im Bereich von 10 bis 80, besonders im Bereich von 15 bis 60, theoretische Trennstufen auf.
Sie wird bevorzugt bei einem Druck im Bereich von 0,005 bis 3 bar, besonders 0,01 bis 2 bar, betrieben.
Bevorzugt befindet sich die Zulaufstelle bei Kolonne K80 im oberen oder mittleren, bevorzugt oberen, Drittel, bezogen auf die Zahl der theoretischen Trennstufen. Bevorzugt befindet sich der gegenüberliegende ADG Seitenabzug 1 bis 30, besonders 2 bis 25, theoretische Trennstufen unterhalb der Zulaufstelle.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist in besonderen Ausführungsformen durch folgende Wärmeintegrationsmaßnahmen zusätzlich vorteilhaft:
Die Wärme aus den Brüden der K80 kann in der K50 integriert werden.
Die Wärme aus den Brüden der K70 kann in der K50 und/oder K80 integriert werden, bevorzugt in der K 50. Die Wärme aus den Brüden der K60 kann in der K50 integriert werden. Die Wärme aus den Brüden der K40 kann in der K20, K50 und/oder K80 integriert werden.
Die Wärme aus den Brüden der Trennwandkolonne K60 kann in der K50 integriert werden.
Diese Wärmeintegration kann wie folgt ausgeführt werden:
Um die anfallende Wärme der Brüden maximal nutzen zu können, wird bevorzugt auf ein Wärmeträgermedium verzichtet und die Brüdenströme werden bevorzugt direkt in den entsprechenden Verdampfern, anstatt des Heizdampfes, kondensiert. Als Verdampfer können jeweils Naturumlaufverdampfer, Zwangsumlaufverdampfer, Zwangs- umlaufentspannungsverdampfer, Fallfilmverdampfer, Robertverdampfer, Kettle-Type- Verdampfer, Dünnschichtverdampfer oder Kletterfilmverdampfer eingesetzt werden. Bevorzugt werden jeweils Naturumlaufverdampfer, Zwangsumlaufverdampfer, Zwangsumlaufentspannungsverdampfer, Fallfilmverdampfer, Robertverdampfer oder Kettle-Type-Verdampfer eingesetzt. Die Restbrüden werden bevorzugt jeweils in einem Nachkondensator verflüssigt.
Weiterhin ist es vorteilhaft, die Reaktionswärme aus der Synthese des aufzutrennen- den Gemisches abzuführen, insbesondere über Siedekühlung (Wasserdampf), und in der Destillation zu integrieren. Bei der Synthese sind insbesondere die Ausführungsformen (A) und (B) bevorzugt.
Die Reaktionswärme kann hierbei in den Kolonnen K20, K50, K30, K40, K70 und/oder K80, bevorzugt in den Kolonnen K20, K40 und/oder K80 integriert werden.
Das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Gemisch, enthaltend Morpholin (MO), Monoaminodiglykol (ADG), Ammoniak und Wasser, und ggf. E-MO und ggf. EDA und ggf. organische Produkte mit einem Siedepunkt > 224, 8°C (1 ,013 bar) wurde in einer Ausführungsform (A) bevorzugt erhalten durch Umsetzung von Diethylenglykol (DEG) mit Ammoniak in Gegenwart eines Katalysators, enthaltend Cu, Ni und Co auf Zirkoniumdioxid als Träger.
Katalysatoren dieses Typs sind in EP-A-963 975, EP-A-1 106 600 und WO-A-03/076386 (alle BASF AG) beschrieben.
In einem besonders bevorzugten Katalysator enthält die katalytisch aktive Masse des Katalysators vor der Behandlung mit Wasserstoff im Bereich von 20 bis 65 Gew.-% Zirkoniumdioxid (ZrÜ2), 1 bis 30 Gew.-%, sauerstoffhaltige Verbindungen des Kupfers, berechnet als CuO, 15 bis 50 Gew.-%, sauerstoffhaltige Verbindungen des Nickels, berechnet als NiO, und 15 bis 50 Gew.-% sauerstoffhaltige Verbindungen des Kobalts, berechnet als CoO. Die für die Umsetzung von Diethylenglykol (DEG) mit Ammoniak bevorzugte Temperatur im Reaktor liegt im Bereich von 170 bis 2200C. Bevorzugt ist eine isotherme Reaktorfahrweise. Der für die Umsetzung von Diethylenglykol (DEG) mit Ammoniak bevorzugte Druck liegt im Bereich von 100 bis 200 bar.
Bevorzugt wird die Umsetzung von Diethylenglykol (DEG) mit Ammoniak in Gegenwart von Wasserstoff durchgeführt. Der Wasserstoff wird bevorzugt über einen Hochdruckabscheider als Kreisgas in den Reaktor zurückgeführt. Das Molverhältnis Ammoniak : DEG liegt bevorzugt im Bereich von 4 bis 6. Der DEG-Umsatz liegt bevorzugt im Bereich von 55 bis 90 %.
Besonders bevorzugt erfolgt die Herstellung des im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Gemisches gemäß der älteren deutsche Patentanmeldung Nr. 102005047458.6 vom 30.09.05 und der älteren europäischen (Folge)Patentanmeldung Nr. 06101339.7 vom 06.02.06 (BASF AG), wonach die Umsetzung von DEG mit Ammoniak in Gegenwart eines spezifischen Katalysatorformkörpers erfolgt und die kataly- tisch aktive Masse des Katalysators vor der Behandlung mit Wasserstoff sauerstoffhaltige Verbindungen des Aluminiums und/oder Zirkoniums, Kupfers, Nickels und Kobalts enthält.
In einer anderen Ausführungsform (B) wurde das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Gemisch, enthaltend Morpholin (MO), Monoaminodiglykol (ADG), Ammoniak und Wasser, und ggf. E-MO und ggf. EDA und ggf. organische Produkte mit einem Siedepunkt > 224, 8°C (1 ,013 bar), bevorzugt erhalten durch Umsetzung von Diethylenglykol (DEG) mit Ammoniak in Gegenwart eines Katalysators, enthaltend Cu und Ni auf Aluminiumoxid als Träger, wie insbesondere in EP-A-70 397 (BASF AG) beschrieben.
Katalysatoren dieses Typs sind auch in EP-A-514 692 und EP-A-167 872 (beide BASF AG) beschrieben.
In einem hierbei besonders bevorzugten Katalysator enthält die katalytisch aktive Masse des Katalysators vor der Behandlung mit Wasserstoff im Bereich von 25 bis 65 Gew.-% Aluminiumoxid (AI2O3), 30 bis 60 Gew.-%, sauerstoffhaltige Verbindungen des Kupfers, berechnet als CuO, und 5 bis 15 Gew.-%, sauerstoffhaltige Verbindungen des Nickels, berechnet als NiO.
Die für die Umsetzung von Diethylenglykol (DEG) mit Ammoniak bevorzugte Temperatur im Reaktor liegt hierbei im Bereich von 190-2350C. Bevorzugt ist eine isotherme Reaktorfahrweise. Der für die Umsetzung von Diethylenglykol (DEG) mit Ammoniak bevorzugte Druck liegt im Bereich von 20 bis 30 bar. Bevorzugt wird die Umsetzung von Diethylenglykol (DEG) mit Ammoniak in der Gasphase in Gegenwart von Wasserstoff durchgeführt. Der gasförmige Reaktoraustrag wird bevorzugt in einen Wärmeüberträger geführt, in dem bevorzugt eine partielle Kondensation durchgeführt wird (Kondensation von Roh-Morpholin). Die Gasphase, beste- hend aus Hb und NH3, wird bevorzugt wieder in den DEG-Verdampfer gefahren und danach in den Reaktor.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere vorteilhaft zur Herstellung von Morpholin (MO) mit einer Reinheit von > 99,5 Gew.-%, besonders > 99,6 Gew.-%, z.B. 99,65 bis 99,95 Gew.-%, einem Gehalt an N-Ethyl-morpholin (E-MO) von < 0,20 Gew.-%, besonders
< 0,10 Gew.-%, z.B. 0,01 bis 0,08 Gew.-%, einem Gehalt an 1 ,2-Ethylendiamin (EDA) von < 0,30 Gew.-%, besonders < 0,20 Gew.-%, z.B. 0,05 bis 0,15 Gew.-%, einem Gehalt an 2-Methoxy-ethanol von < 0,50 Gew.-%, besonders < 0,30 Gew.-%, z.B. 0,05 bis 0,25 Gew.-%, und einem Gehalt an Wasser von < 0,05 Gew.-%, besonders < 0,04 Gew.-%, z.B. 0,01 bis 0,03 Gew.-%.
Ganz besonders ist es vorteilhaft zur Herstellung von Morpholin (MO) mit einer APHA-
Farbzahl von < 10, besonders < 8, z.B. 2 bis 7, und einem Chloridgehalt von < 15 mg/Liter, besonders < 5 mg/Liter, ganz besonders
< 1 mg/Liter, z.B. 0,1 bis 0,9 mg/Liter.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist weiter insbesondere vorteilhaft zur Herstellung von Monoaminodiglykol (ADG) mit einer Reinheit von > 98,00 Gew.-%, besonders
> 98,30 Gew.-%, z.B. 98,50 bis 99,50 Gew.-%, einem Gehalt an DEG von < 0,40 Gew.-%, besonders < 0,10 Gew.-%, z.B. 0,01 bis 0,08 Gew.-%, einem Gehalt an Wasser von < 0,20 Gew.-%, besonders < 0,10 Gew.-%, z.B. 0,01 bis
0,08 Gew.-%, und einer APHA-Farbzahl von < 20, besonders < 15, ganz besonders < 10, z.B. 2 bis 8.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist weiter insbesondere vorteilhaft zur Herstellung von N-Ethyl-morpholin (E-MO) mit einer Reinheit von > 98,50 Gew.-%, besonders
> 99,00 Gew.-%, z.B. 99,50 bis 99,90 Gew.-%, einem Gehalt an Wasser von < 0,30 Gew.-%, besonders < 0,20 Gew.-%, z.B. 0,05 bis 0,15 Gew.-%, und einer APHA-Farbzahl von < 50, besonders < 20, ganz besonders < 10, z.B. 2 bis 8.
APHA-Farbzahlen werden bestimmt gemäß DIN EN 1557. Der Wassergehalt wird bestimmt gemäß DIN 51777 (K. Fischer). Der Chloridgehalt wird mittels lonenchromatographie bestimmt (Detektion von Leitfähigkeit mit chemischer Suppression), nach folgender Methode:
Probenvorbereitung: Ca. 2 g Probe werden in einen Messkolben (10 ml) eingewogen und mit Eluent bis zur Marke aufgefüllt.
Messbedingungen: lonenchromatographie-System: Metrohm Modulares System (733)
Vorsäule: z.B. DIONEX AG 12; Trennsäule: z.B. DIONEX AS 12 Eluent: z.B. 2,7 mmol Na2CO3, 0,28 mmol/l NaHCO3 in Wasser
Fluss: 1 ml/min; Dosiervolumen: 100 μl
Detektion: Leitfähigkeit nach chemischer Suppression
Suppressor: Metrohm Modul 753
Regenerent: 50 mmol H2SO4 in Reinstwasser, (Fluss ca. 0,4 ml/min) Kalibration: Extern, überprüft durch Aufstock-Versuche
Bestimmungsgrenze: 0,1 mg/kg Chlorid in der Probe.
Im Wertprodukt Morpholin wird der Gehalt an Morpholin, 1 ,2-Ethylendiamin, N-Ethyl- morpholin, 2-Methoxy-ethanol mittels GC bestimmt (GC-Bedingungen: 30 m DB-1 ; Temperaturprogramm mit 6O0C Anfangstemperatur, 4°C/min. Heizrate, 1900C Endtemperatur).
Im Wertprodukt ADG wird der Gehalt an ADG und DEG in mittels GC bestimmt (GC- Bedingungen: 30 m DB1 , Temperaturprogramm mit 1000C Anfangstemperatur, 8°C/min Heizrate, 250 0C Endtemperatur).
Zu den Abbildungen:
Abbildung 1 zeigt u.a. die erfindungsgemäße Gewinnung von MO und ADG durch eine 7-Kolonnen-Verschaltung.
Abbildung 2 zeigt u.a. den Ersatz der Kolonnen K60 - K 70 der 7-Kolonnen- Verschaltung durch eine Trennwandkolonne (TK).
Abbildung 3 zeigt u.a. eine besondere Ausführungsform der Trennwandkolonne K60, in der die Trennwand (T) bis zum Boden der Kolonne ausgebildet ist.
Abbildung 4 zeigt u.a. die erfindungsgemäße Gewinnung von MO und ADG durch eine 8-Kolonnen-Verschaltung. Abbildung 5 zeigt u.a. die 7-Kolonnen-Verschaltung gemäß des Beispiels, inkl. Rückführströmen und Syntheseteil und Wärmeintegration (B1 = Hochdruckabscheider, B2 = Mitteldruckabscheider, C1 = Reaktor, V1 = Verdichter, W1 ,2,3 und 4 = Wärme- tauscher).
HS = Hochsieder, LS = Leichtsieder, MS = Mittelsieder, BBA = behandlungsbedürftiges Abwasser.
Beispiele
Beispiel 1 (siehe Abbildung 5)
Diglykol (DEG) wird mit dem Sumpfprodukt der Kolonne K70 (Hauptkomponenten
Diglykol und Morpholyl-ADG) und den Kopfprodukten aus den Kolonnen K60 und K70 (Hauptkomponenten: Aminodiglykol, (2-Aminoethyl)morpholin und 2-(2-Amino- ethoxy)ethylamin) gemischt und kontinuierlich dem Wärmetauscher W 1 zugeführt. Flüssiges Ammoniak wird mit zurückgeführtem Ammoniak aus der Kolonne K10 ge- mischt und kontinuierlich dem Wärmetauscher W 1 zugeführt
Beide Ströme werden vor dem Wärmetauscher W 1 mit dem überwiegend aus Wasserstoff bestehendem Kreisgas vermischt. Das Kreisgas wird von dem am Syntheseausgang gelegenen Hochdruckabscheider B 1 mit dem Verdichter V 1 herangeführt. Vom Wärmetauscher W 1 wird das Gemisch mit einer Temperatur von 1400C durch einen Aufheizer W 2 auf 175°C erwärmt und zum Reaktor C 1 gefördert. Am dortigen Festbett-Katalysator erfolgt die Umsetzung des Diglykols zu Aminodiglykol und Morpholin bei einem Druck von 200 bar und Temperaturen bis zu 215°C. Der Reaktor- austrag wird dann in den Wärmetauschern W 1 , W 3 und dem Luftkühler W 4 auf 45°C abgekühlt. In dem Hochdruckabscheider B 1 erfolgt die Trennung in Gas- und Flüssig- phase. Die Gasphase wird - wie oben beschrieben - als Kreisgas zum Wärmetauscher W 1 geführt.
Die flüssige Phase wird aus dem Hochdruckabscheider B 1 in den Mitteldruckabscheider B 2 auf 25 bar entspannt. Das dort frei werdende sogenannte Sprudelgas wird zur NH3-Rückgewinnung in einen Absorber geleitet. Die zu ergänzende Wasserstoffmenge wird dem Netz entnommen und am Synthesezulauf eingespeist.
Aus dem Mitteldruckabscheider B 2 gelangt das Reaktionsgemisch dann über den Wärmetauscher W 3 in die Kolonne K10. Ammoniakabtrennung (K10)
In der Kolonne K10 wird das Ammoniak mit einer Reinheit > 99,9 % bei einem Kopfdruck von 16 barabs aus dem Zulauf abdestilliert und auf den Reaktoreingang zurückgeführt. Das Abgas ist an einen Absorber angeschlossen. Der ammoniakfreie Sumpf mit einer Temperatur von 2200C wird zur Abtrennung von Wasser in die Kolonne K20 entspannt. Die K10 hat 17 theoretische Trennstufen, der Zulauf erfolgt auf Stufe 14.
Wasserabtrennung (K20)
In der Kolonne K20 wird das Reaktionswasser bei Normaldruck abgetrennt. Das Destil- lat, das 98 Gew.-% Wasser und 2 Gew.-% Leichtsieder (überwiegend Ethylmorpholin) enthält, wird zur Kolonne K50 geführt. Darüberhinaus wird der Kolonne K20 das Kopfprodukt der Morpholin-Reindestillation K40 (Hauptkomponenten: 1 ,2-Ethylendiamin, Morpholin und Wasser) zugeführt. Der weitgehend wasserfreie Sumpf der K 20 mit einer Temperatur von 158°C (Hauptkomponenten: Morpholin, Aminodiglykol, Diglykol und hochsiedender Rückstand) wird zur Kolonne K30 entspannt. Die K20 hat 56 theoretische Trennstufen, der Zulauf erfolgt auf Stufe 25.
LS/HS-Abtrennung (K30)
In der Kolonne K30 wird der Zulauf, der aus dem Sumpfabzug der Kolonne K20 und dem zurückgeführten Sumpfabzug der Reindestillation K40 besteht, bei einem Kopfdruck von 550 mbar in eine Leichtsiederfraktion (Hauptkomponente: Morpholin) und eine Hochsiederfraktion mit einer Sumpftemperatur von 213°C (Hauptkomponenten: Aminodiglykol, Diglykol und hochsiedender Rückstand) aufgetrennt. Der Sumpf wird der Kolonne K60 zugeführt. Das Kondensat mit 95 Gew.-% Morpholin, 4,5 Gew.-% 1 ,2-Ethylendiamin sowie 2-Methoxy-ethanol und Wasser wird der Kolonne K40 zugeführt. Die K30 hat 17 theoretische Trennstufen, der Zulauf erfolgt auf Stufe 13.
Morpholin-Reindestillation (K40) In der Kolonne K40 wird bei einem Kopfdruck von 2,2 barabs Morpholin in einem gasförmigen Seitenabzug mit einer Konzentration > 99,6 Gew.-% Morpholin und einem Gehalt an 1 ,2-Ethylendiamin (EDA) von < 0,10 Gew.-% abgetrennt. Das Kopfdestillat (Hauptkomponenten: 1 ,2-Ethylendiamin, Morpholin und Wasser) wird zur K20 zurückgeführt bzw. nach Anreicherung von Ethylendiamin diskontinuierlich über einen Behäl- ter ausgeschleust. Der Sumpf der Kolonne K40 mit einer Temperatur von 1600C (Morpholin mit schwerer siedenden Nebenkomponenten) geht zurück zur K30. Die K40 hat 42 theoretische Trennstufen, der Zulauf erfolgt auf Stufe 18, der Seitenabzug auf Stufe 3. Ethylmorpholin-Destillation (K50)
In der Kolonne K50 wird bei Normaldruck N-Ethylmorpholin als Azeotrop mit Wasser aus dem Zulauf abgetrennt. Der Sumpf der Kolonne mit einer Temperatur von 1030C wird ausgeschleust. Die K50 hat 21 theoretische Trennstufen, der Zulauf erfolgt auf Stufe 11.
Rückstandsabtrennung (K60)
In der Kolonne K60 werden aus dem Zulauf Aminodiglykol und Diglykol gemeinsam als flüssiger Seitenabzug bei einem Kopfdruck von 60 mbar abgetrennt und zur Kolonne K70 gefördert. Das Destillat der Kolonne (Hauptkomponenten: Aminoethoxyethylamin, Aminoethylmorpholin, Aminodiglykol) wird auf den Reaktoreingang zurückgefördert. Der Sumpf der Kolonne mit einer Sumpftemperatur von 2040C wird aus dem Verfahren ausgeschleust. Die K60 hat 42 theoretische Trennstufen, der Zulauf erfolgt auf Stufe 20, der Seitenabzug auf Stufe 36.
Aminodiglykol-Destillation (K70)
In der Kolonne K70 wird aus dem Zulauf Aminodiglykol mit einer Reinheit
> 98,0 Gew.-% und einem Gehalt an Wasser von < 0,10 Gew.-% bei einem Kopfdruck von 80 mbar als flüssiger Seitenabzug abgetrennt. Das Kondensat der Kolonne
(Hauptkomponenten: Aminodiglykol, (2-Aminoethyl)morpholin und 2-(2-Aminoethoxy)- ethylamin) wird auf den Reaktoreingang zurückgeführt. Der Sumpf der Kolonne mit einer Sumpftemperatur von 238°C (87 Gew.-% DEG, 11 Gew.-% Morpholyl-ADG und 2 Gew.-% Hochsiedern) wird ebenfalls auf den Reaktoreingang zurückgeführt. Die K70 hat 42 theoretische Trennstufen, der Zulauf erfolgt auf Stufe 25, der Seitenabzug auf Stufe 35.
Zählweise der Stufen in den Kolonnen ist von unten nach oben.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur kontinuierlichen destillativen Auftrennung von Gemischen enthaltend Morpholin (MO), Monoaminodiglykol (ADG), Ammoniak und Wasser, erhal- ten durch Umsetzung von Diethylenglykol (DEG) mit Ammoniak, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Destillationskolonne K10 Ammoniak über Kopf abgetrennt wird, der Sumpfaustrag von K10 einer zweiten Destillationskolonne K20 zugeführt wird, in der Wasser und organische Produkte über Kopf bei einer Kopftemperatur im Bereich von 45 bis 198°C und einem Druck im Bereich von 0,1 bis 15 bar abgetrennt werden, der Sumpfaustrag von K20 einer dritten Destillationskolonne K30 zugeführt wird, in der MO und organische Produkte mit einem Siedepunkt < 1400C (1 ,013 bar) über Kopf oder in einem Seitenabzug abgetrennt werden und ADG und organi- sehe Produkte mit einem Siedepunkt > 1900C (1 ,013 bar) über Sumpf abgetrennt werden, und der MO enthaltende Strom, der bei der Kolonne K30 über Kopf oder im Seitenabzug abgetrennt wird, einer Kolonne K40 zugeführt wird, in der MO über einen Seitenabzug abgetrennt wird, organische Produkte mit einem Siedepunkt < 128 °C (1 ,013 bar) über Kopf abgetrennt und organische Produkte mit einem
Siedepunkt > 128 0C (1 ,013 bar) über Sumpf abgetrennt werden.
2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die in Kolonne K40 über Sumpf abgetrennten Produkte ganz oder teilweise in den Zulauf zur Kolonne K30 zurückgeführt werden.
3. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in Kolonne K40 über Kopf abgetrennten Produkte ganz oder teilweise in den Zulauf zur Kolonne K20 zurückgeführt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolonne K10 im Bereich von 3 bis 30 theoretische Trennstufen aufweist und bei einem Druck im Bereich von 5 bis 30 bar betrieben wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolonne K20 im Bereich von 25 bis 70 theoretische Trennstufen aufweist und bei einem Druck im Bereich von 0,1 bis 10 bar betrieben wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolonne K30 im Bereich von 5 bis 25 theoretische Trennstufen aufweist und bei einem Druck im Bereich von 0,01 bis 5 bar betrieben wird.
5 Abb.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolonne K40 im Bereich von 10 bis 80 theoretischen Trennstufen aufweist und bei einem Druck im Bereich von 0,01 bis 12 bar betrieben wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zulaufstelle bei Kolonne K10 im oberen Drittel befindet, bezogen auf die Zahl der theoretischen Trennstufen.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zulaufstelle bei Kolonne K20 im mittleren Drittel befindet, bezogen auf die Zahl der theoretischen Trennstufen.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zulaufstelle bei Kolonne K30 im oberen Drittel befindet, bezogen auf die Zahl der theoretischen Trennstufen.
1 1. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zulaufstelle bei Kolonne K40 im oberen oder mittleren Drittel befindet, bezogen auf die Zahl der theoretischen Trennstufen, und sich der gegenü- berliegende MO Seitenabzug 1 bis 30 theoretische Trennstufen unterhalb der Zulaufstelle befindet.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wasser- und organische Produkte enthaltende Strom, der bei der Ko- lonne K20 über Kopf abgetrennt wird, einer Kolonne K50 zugeführt wird, in der wässrige N-Ethyl-morpholin-Lösung (wässrige E-MO-Lösung) über Kopf oder einen flüssigen Seitenabzug und Wasser über Sumpf abgetrennt wird.
13. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolonne K50 im Bereich von 10 bis 50 theoretischen Trennstufen aufweist und bei einem Druck im Bereich von 0,1 bis 16 bar betrieben wird.
14. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zulaufstelle bei Kolonne K50 im oberen oder mittleren Drittel befindet, bezogen auf die Zahl der theoretischen Trennstufen.
15. Verfahren nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige N-Ethyl-morpholin-Lösung entwässert und danach die hierbei entstehende organische Phase durch Destillation zum Wertprodukt aufkonzentriert wird.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sumpfaustrag von K30 einer Destillationskolonne K60 zugeführt wird, in der ADG in einem Seitenabzug abgetrennt wird, organische Produkte mit einem Siedepunkt < 224, 8°C (1 ,013 bar) über Kopf abgetrennt und organische Produkte mit einem Siedepunkt > 255 0C (1 ,013 bar) über Sumpf abgetrennt werden.
17. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolonne K60 im Bereich von 20 bis 80 theoretischen Trennstufen aufweist und bei einem Druck im Bereich von 0,005 bis 1 bar betrieben wird.
18. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zulaufstelle bei Kolonne K60 im mittleren oder unteren Drittel befindet, bezogen auf die Zahl der theoretischen Trennstufen, und sich der gegenüberliegende ADG Seitenabzug 1 bis 30 theoretische Trennstufen ober- halb der Zulaufstelle befindet.
19. Verfahren nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kolonne K60 über Kopf abgetrennte organische Produkte ausgeschleust oder in die Umsetzung von DEG mit Ammoniak zurückgeführt werden.
20. Verfahren nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ADG enthaltende Strom, der bei der Kolonne K60 im Seitenabzug abgetrennt wird, einer Kolonne K70 zugeführt wird, in der ADG über einen Seitenabzug abgetrennt wird, organische Produkte mit einem Siedepunkt
> 224, 8°C (1 ,013 bar) über Sumpf und organische Produkte mit einem Siedepunkt < 224,8°C (1 ,013 bar) über Kopf abgetrennt werden.
21. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolonne K70 im Bereich von 10 bis 80 theoretischen Trennstufen aufweist und bei einem Druck im Bereich von 0,005 bis 1 bar betrieben wird.
22. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zulaufstelle bei Kolonne K70 im oberen oder mittleren Drittel befindet, bezogen auf die Zahl der theoretischen Trennstufen, und sich der gegenüberliegende ADG Seitenabzug 1 bis 30 theoretische Trennstufen oberhalb der Zulaufstelle befindet.
23. Verfahren nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass in Kolonne K70 über Sumpf abgetrennte Produkte in die Umsetzung von DEG mit Ammoniak zurückgeführt werden.
24. Verfahren nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Kolonne K70 über Kopf abgetrennte Produkte in die Umsetzung von DEG mit Ammoniak zurückgeführt werden.
25. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Kolonne K60 um eine Trennwandkolonne (TK) handelt.
26. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwandkolonne (TK) eine Trennwand (T) in Kolonnenlängsrichtung unter Ausbildung eines oberen gemeinsamen Kolonnenbereichs (1 ), eines unteren gemeinsamen Kolonnenbereichs (6), eines Zulaufteils (2, 4) mit Verstärkungsteil (2) und Abtriebsteil (4), sowie eines Entnahmeteils (3, 5) mit Verstärkungsteil (3) und Abtriebsteil (5) aufweist, wobei die Zuführung des Sumpfaustrags von K30 im oberen oder mittleren Drittel des Zulaufteils (2, 4), bezogen auf die Zahl der theoretischen Trennstufen des Zulaufteils, die Abführung von organischen Produkten mit einem Siedepunkt > 255°C (1 ,013 bar) über Sumpf, die Abführung von organischen Produkten mit einem Siedepunkt < 224, 8°C (1 ,013 bar) über Kopf, die Abführung von ADG aus dem Kolonnenbereich 1 und optional die Abführung von dampfförmigen organischen Produkten mit einem Siedepunkt > 224, 8°C (1 ,013 bar), wie DEG, aus dem oberen oder mittleren Drittel des Entnahmeteils (3, 5) (Seitenabzug), bezogen auf die Zahl der theoretischen Trennstufen des Entnahmeteils, erfolgt.
27. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass über den dampfförmigen Seitenabzug abgetrennte Produkte in die Umsetzung von DEG mit Ammoniak zurückgeführt werden.
28. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwandkolonne (TK) eine Trennwand (T) in Kolonnenlängsrichtung unter Ausbildung eines oberen gemeinsamen Kolonnenbereichs (1 ) und (2), eines Zulaufteils (3, 4) mit
Verstärkungsteil (3) und Abtriebsteil (4), sowie eines Teils (5) aufweist, wobei die Trennwand T bis zum Boden der Kolonne ausgebildet ist, wobei die Zuführung des Sumpfaustrags von K30 im oberen oder mittleren Drittel des Zulaufteils (3, 4), bezogen auf die Zahl der theoretischen Trennstufen des Zulaufteils, die Ab- führung von DEG und organischen Produkten mit einem Siedepunkt > 224, 8°C
(1 ,013 bar) über Sumpf unterhalb des Teils 5, die Abführung von organischen Produkten mit einem Siedepunkt > 255°C (1 ,013 bar) über Sumpf unterhalb der Teile 3 und 4, die Abführung von organischen Produkten mit einem Siedepunkt < 224,8 0C (1 ,013 bar) über Kopf und die Abführung von ADG aus dem mittleren Teil des oberen gemeinsamen Kolonnenbereichs (1 ) und (2) (Seitenabzug) erfolgt.
29. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass über Sumpf abgetrennte Produkte unterhalb des Teils 5 in die Umsetzung von DEG mit Ammoniak zurückgeführt werden.
30. Verfahren nach einem der fünf vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwandkolonne K60 im Bereich von 30 bis 100 theoretischen Trennstufen aufweist und bei einem Druck im Bereich von 0,005 bis 1 bar betrieben wird.
31. Verfahren nach einem der sechs vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die Trennwand (T) unterteilte Teilbereich der Kolonne (TK) bestehend aus den Teilbereichen 3, 4 und 5, bzw. 2, 3, 4, und 5, oder jeweils Teilen davon mit geordneten Packungen, Füllkörpern und/oder Böden bestückt ist und die Trennwand in diesen Teilbereichen wärmeisolierend ausgeführt ist.
32. Verfahren nach einem der sieben vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über Kopf abgetrennte organische Produkte in die Umsetzung von DEG mit Ammoniak zurückgeführt werden.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die ADG enthaltende/n Strom/Ströme, der/die bei den Kolonnen K60 und/oder K70 über Kopf abgetrennt wird/werden, ganz oder teilweise einer Kolonne K80 zugeführt wird/werden, in der ADG und organische Produkte mit ei- nem Siedepunkt > 224, 8°C (1 ,013 bar) über Sumpf und organische Produkte mit einem Siedepunkt < 224, 8°C (1 ,013 bar) über Kopf abgetrennt werden.
34. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kolonne K80 ADG zusätzlich über einen Seitenabzug abgetrennt wird.
35. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Kolonne K80 über Sumpf abgetrennte Produkte in den Zulauf der Kolonnen K60 und/oder K70 zurückgeführt werden.
36. Verfahren nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Kolonne K80 über Kopf abgetrennte Produkte ausgeschleust oder in die Umsetzung von DEG mit Ammoniak zurückgeführt werden.
37. Verfahren nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Kolonne K80 im Bereich von 10 bis 80 theoretischen Trennstufen aufweist und bei einem Druck im Bereich von 0,005 bis 3 bar betrieben wird.
38. Verfahren nach einem der fünf vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zulaufstelle bei Kolonne K80 im oberen oder mittleren Drittel befindet, bezogen auf die Zahl der theoretischen Trennstufen, und sich der gegenüberliegende ADG Seitenabzug 1 bis 30 theoretische Trennstufen unterhalb der Zulaufstelle befindet.
39. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Auftrennung von Gemischen enthaltend Morpholin (MO), Monoaminodiglykol (ADG), Ammoniak, Wasser, N-Ethyl-morpholin (E-MO), 1 ,2-Ethylendiamin (EDA) und organische
Produkte mit einem Siedepunkt > 224,8 0C (1 ,013 bar).
40. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch, enthaltend Morpholin (MO), Monoaminodiglykol (ADG), Am- moniak und Wasser, erhalten wurde durch Umsetzung von Diethylenglykol
(DEG) mit Ammoniak in Gegenwart eines Heterogenkatalysators, enthaltend Cu, Ni und Co auf Zirkoniumdioxid als Träger oder in Gegenwart eines Heterogenkatalysators, enthaltend Cu und Ni auf Aluminiumoxid als Träger.
41. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von
Morpholin (MO) mit einer Reinheit von > 99,5 Gew.-%, einem Gehalt an N-Ethyl- morpholin (E-MO) von < 0,20 Gew.-%, einem Gehalt an 1 ,2-Ethylendiamin (EDA) von < 0,30 Gew.-%, einem Gehalt an 2-Methoxy-ethanol von < 0,50 Gew.-% und einem Gehalt an Wasser von < 0,05 Gew.-%.
42. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von
Morpholin (MO) mit einer APHA-Farbzahl von < 10 und einem Chloridgehalt von
< 15 mg/Liter.
43. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 42 zur Herstellung von Monoaminodiglykol (ADG) mit einer Reinheit von > 98,00 Gew.-%, einem Gehalt an DEG von
< 0,40 Gew.-%, einem Gehalt an Wasser von < 0,20 Gew.-% und einer APHA- Farbzahl von < 20.
44. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 43 zur Herstellung von N-Ethyl- morpholin (E-MO) mit einer Reinheit von > 98,50 Gew.-%, einem Gehalt an Wasser von < 0,30 Gew.-% und einer APHA-Farbzahl von < 50.
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