WO2012052411A1 - Verfahren zur vereinfachten abtrennung eines reaktionsprodukts aus reaktionsgasgemischen mittels mindestens zweimaliger teilweiser kondensation - Google Patents

Verfahren zur vereinfachten abtrennung eines reaktionsprodukts aus reaktionsgasgemischen mittels mindestens zweimaliger teilweiser kondensation Download PDF

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WO2012052411A1
WO2012052411A1 PCT/EP2011/068127 EP2011068127W WO2012052411A1 WO 2012052411 A1 WO2012052411 A1 WO 2012052411A1 EP 2011068127 W EP2011068127 W EP 2011068127W WO 2012052411 A1 WO2012052411 A1 WO 2012052411A1
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reaction
partial condensation
reaction product
stream
condensation
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PCT/EP2011/068127
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Amgad Salah Moussa
Peter Lehner
Knut Sommer
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Bayer Technology Services Gmbh
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/09—Purification; Separation; Use of additives by fractional condensation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0033—Other features
    • B01D5/0036—Multiple-effect condensation; Fractional condensation

Definitions

  • the present invention relates to a process for the simplified separation of a reaction product (P) from reaction gas mixtures by at least two partial condensation of the reaction gas mixture consisting of the reaction product (P) at least one high boiler (H) and at least one low boilers (L), and non-condensable Reaktinosgasen (G ).
  • the reaction gas in addition to the desired gaseous reaction product aniline, the reaction gas also produces ammonia as a by-product.
  • a reaction gas mixture is obtained the desired gaseous reaction product aniline, as well as the reaction gases ammonia, nitrobenzene, the excess hydrogen, and further such as introduced by the F.duct gases nitrobenzene and hydrogen gaseous impurities such as inert gases (eg nitrogen, carbon dioxide and water vapor).
  • diphenylamine is also formed as a high boiler (H) by side reactions (addition reaction).
  • reaction product (P) to be separated according to the invention described below is not necessarily identical to the desired reaction product of the reaction carried out before the separation described here, but can also be a starting material, by-product or even a mixture of starting material and desired reaction product and / or by-product of the reaction in question.
  • the affiliation of the reaction gases to one or the other group results in the specific case of the ratio between the respective boiling point of the desired reaction product (P) and the boiling point of the respective further reaction gas.
  • non-condensable reaction gases G
  • non-condensable reaction gases G are understood to mean those low-boiling components (L) which have a boiling point below room temperature (23 ° C.) under ambient pressure (1013 hPa).
  • Typical representatives of the low boilers (L) which fall into the group of non-condensable reaction gases according to the present invention are, for example, the so-called inert gases, as are generally known to the person skilled in the art under this term, ie. Gases such as so-called noble gases (argon, helium, etc.) carbon dioxide, nitrogen. Also included in the group of non-condensable reaction gases are e.g. Hydrogen, which is given in about the context of hydrogenation reactions in excess of the previous reaction, and carbon monoxide. These are, depending on the composition of the reaction gas mixture optionally together with other reaction gases, hereinafter summarized as non-condensable reaction gases (G).
  • Reaction gases in the context of the present invention, denote all compounds which are gaseous from the gas phase reaction and which are not the reaction product (P). Reaction gases thus include gaseous impurities, inert gases, non-condensable reaction gases (G), low boilers (L) and high boilers (H).
  • reactant gases or educt gas mixtures designate gaseous compounds which are fed to the abovementioned gas-phase reaction.
  • Such reactant gases or reactant gas mixtures either leave the gas phase reaction as reaction gases or are chemically converted to them or are chemically converted to the reaction product product (P).
  • Reaction gas mixture referred to according to the present invention, a mixture consisting of reaction product and reaction gases.
  • reaction product (P) In order to separate the reaction product (P) from the reaction gas mixture of the reaction gases comprising the aforementioned high boilers (H), low boilers and non-condensable reaction gases (G), the process technology practice almost always relies on the generally known technique of rectification or distillation.
  • the rectification or distillation are based on the basic physical principle that a mixture of substances at a certain pressure and at a certain temperature in its gaseous portion has a different composition than in its liquid portion. This is generally made use of by condensing and evaporating such reaction gas mixtures, which takes place repeatedly in the process engineering practice in so-called rectification or distillation columns.
  • the quality and the effort of separation Of the substances that form the reaction gases of the reaction product (P) is not least determined by the distance between the respective boiling points of the substances at each pressure to each other. The farther they are apart, ie the farther the boiling points of low boilers (L) and high boilers (H) are from the boiling point of the reaction product (P), the easier and better is the separation of the reaction product (P).
  • the rectificative or distillative separation based on the condensation and evaporation of the reaction gas mixture the output of the gas phase reaction is completely gaseous.
  • reaction gas mixture must be repeatedly condensed and vaporized according to the commonly operated processes for separating the reaction product (P) in which the reaction gas mixture is fed to a rectification or distillation column in its entirety.
  • reaction gas mixtures in which the boiling points of reaction product (P) and reaction gases are close to each other follows that the entire reaction gas mixture for good separation and thus purity of the reaction product (P) must be correspondingly often condensed and evaporated in a rectification column with reflux ,
  • reaction gas mixture consists of reaction product (P) and a large proportion of reaction gases which in turn are to a large extent high-boiling components (H), then the energy expenditure which must be expended for the separation is considerable. In general, however, it is always the case that for the abovementioned separation always a large
  • EP 2 028 176 A1 discloses a process in which first the reaction gas mixture is completely condensed, the complete condensate from the water which separates automatically by phase separation up to Solubility concentration of the aromatic amine herein is separated, and then the thus-obtained "crude” aromatic amine is reacted with an aqueous solution of an alkali hydroxide, whereby the reaction gases in the form of compounds having phenolic hydroxy groups are largely converted into the corresponding alkali salts the method disclosed therein boiling so high that they accumulate below in the bottom of the rectification column and essentially do not get into the remaining portions of the rectification column, which eliminates the need for multiple evaporation and condensation while saving energy for this.
  • the process described therein involves the preparation and purification of the reaction product styrene obtained by the dehydrogenation of ethylbenzene.
  • the reaction gas mixture is first cooled, but not condensed, and fed to a scrubber under reflux.
  • the cooling is used in the method according to US 6 388 1 55 B l especially the energy recovery from the reaction sgasgemi sch.
  • the gas stream leaving the above scrubber is fed to the single condenser of the process wherein the gases are partially condensed.
  • the condensed portion of the gases is fed to a phase separation. A part of the liquids is then subjected to distillation.
  • the scrubber can be any gas-liquid contact apparatus according to US 6,388,155 Bl.
  • the combination of scrubber, condenser and phase separator is to be regarded as a unit for carrying out a partial condensation, this partial condensation by the reflux in more as a theoretical step.
  • an evaporator is added to the bottom of the aforementioned scrubber, whereby the scrubber is no longer regarded as a scrubber, but rather as a special form of rectification column, since now both a condensation of the overhead stream and recycling the resulting condensate to the scrubber, as well as evaporating the bottom stream and returning the vapor to the scrubber.
  • reaction step described, for example, in EP 2 028 176 A1 is achieved either by the abovementioned partial, multistage
  • the entire reaction gas mixture in the sense of a multiple evaporation and condensation of the entire reaction gas mixture is treated again in US 6,388,155 Bl either in the case of the particular embodiment as a rectification step, which brings the already described energetic disadvantages, or it is in the case of once performed partial multi-stage condensation reached no optimal utilization of the enthalpy of the reaction gas mixture, which could have been dispensed with at least one of the distillation columns described in this case according to US 6,388,155 B l with appropriate energy conservation.
  • the distillation columns in turn, the aforementioned disadvantageous vol l continuous condensation and evaporation of the total supplied Antei le of the reaction gas mixture.
  • reaction product (P) a reaction product (P) from reaction gas mixtures at a temperature above room temperature (23 ° C.) consisting of the abovementioned reaction product (P), at least one low boiler (L) and / or non-condensable reaction gas (G) and at least one high boiler (H) comprising at least one distillation and / or rectification step, characterized in that prior to the at least one distillation and / or rectification step, the reaction gas mixture is subjected to at least two partial condensation steps in which at least one
  • the abovementioned partial condensations according to the invention can be carried out in simple devices which are generally known to the person skilled in the art. Theoretically, it is sufficient for this cooled, or even in special cases, in which the reaction product (P) has a boiling point in the range of ambient temperature (23 ° C) or above, uncooled containers with a supply line for the reaction gas mixture, a derivative for the condensate and a derivative for the remaining gas stream. Usually, however, it will be safe to use condensation heat exchangers generally known to those skilled in the art in order to carry out the partial condensations according to the invention. In the context of the preferred embodiments of the method according to the invention described below, additionally preferred variations of such devices will be explained.
  • the first partial condensation according to step a) and the second partial condensation according to step b) of the process according to the invention are carried out directly after one another, wherein the gas stream from the first partial condensation of the second partial condensation is fed directly ,
  • the gas stream comprising the second partial condensation and also the reaction product (P) is fed to a third partial condensation in which at least 80% by weight of the reaction product (P) fed to the third partial condensation condenses become.
  • This third partial condensation is particularly advantageous if the gas stream from the second partial condensation, in addition to the low-boiling components (L) and / or non-condensable reaction gases (G), also comprises significant portions of the reaction product (P), for example because the phase equilibrium of remaining reaction gas mixtures exit the second partial condensation is unfavorable, or if in the process according to the invention, the low boilers (L) and / or non-condensable reaction gases (G) should also be separated from each other.
  • At least one of the partial condensations is carried out with reflux of the condensate of this partial condensation.
  • a part or the entirety of the recycled condensate is preferably removed and led out of this partial condensation as a further liquid stream.
  • a part or the entirety of the recycled condensate is preferably removed and led out of this partial condensation as a further liquid stream.
  • the reflux ratio and / or proportion of the derived condensate results in a different composition then one or two led out of the partial condensation
  • a design under reflux with the aforementioned department of a further liquid stream is particularly advantageous if the gas stream fed to such partial condensation low boilers (L), non-condensable reaction gases (G) and reaction product (P), or high boilers (H), reaction product (P) and Low boilers (L), since in such a design with reflux with discharge and the simultaneous separation of low boilers (L) and Reakti on s. (P) or high boilers (H) and reaction product (P) in two different liquid streams, and non-condensable Reaction gases (G) or low boilers (L) in a remaining gas stream is possible.
  • a derivative is usually realized by providing a derivative with control valve of the return line tion of the condensate in the wash column.
  • At least one of the partial condensations also comprises a phase separation between two liquid phases which are incompletely miscible with each other under the conditions of partial condensation, so that from the partial condensation according to this preferred development as well as in the case of the above described in the second preferred development in derivation of two liquid streams and a gas stream can be obtained.
  • the components of the reaction gas mixture that may already have been pre-fractionated by the at least one partial condensation may be fractionated again without any further energy expenditure.
  • these two liquid streams are then a first liquid stream comprising substantially nonpolar constituents of the partially condensed reaction gas mixture and a second liquid stream comprising essentially polar constituents of the partially condensed reaction gas mixture.
  • the partial condensation according to this third preferred further development can also be combined with the partial condensation according to the second preferred development and its preferred embodiments with dissipation. This may optionally be up to three Liquid streams of different composition from a partial condensation step can be obtained.
  • a device for carrying out the partial condensation according to the third preferred development is about a condensing heat exchanger connected with a calming tank, lead out of the two discharges for liquids, one at the bottom of this container and one above the phase boundary of the liquids in the container, and a discharge for the remaining reaction gases at the top of the container.
  • the first partial condensation according to step b) according to the invention is carried out directly after a partial condensation according to step a) according to the invention and after step b) a partial condensation under reflux of the condensate of this partial condensation wherein a part of this recycled condensate is discharged and is led out as a further liquid stream from this third partial condensation.
  • the first partial condensation according to the inventive step b) is carried out directly after a partial condensation according to the inventive step a) and this first partial condensation is carried out under reflux of the condensate of this partial condensation, wherein also a portion of this recycled condensate is discharged and is led out as a further liquid stream from this first condensation, while the second partial condensation according to step b) also includes a phase separation between two liquid, with each other under the conditions of partial condensation incompletely miscible phases, so that a liquid stream comprising substantially polar constituents of the partially condensed reaction gases and a liquid stream comprising substantially non-polar constituents of the partially condensed reaction Are led out of this second partial condensation of gas.
  • the first partial condensation according to step b) according to the invention is carried out directly after a partial condensation according to step a) according to the invention and this first partial condensation is carried out under reflux of the condensate of this partial condensation, wherein a Part of this recycled condensate is discharged and is led out as a further liquid stream from this first condensation, while the second partial condensation according to step b) is also carried out under reflux of the condensate of this second partial condensation and wherein also a part of this recycled condensate is derived and as a further Liquid stream is led out of this second partial condensation.
  • the first partial condensation according to step b) according to the invention is carried out directly after a partial condensation according to step a) according to the invention and this first partial condensation takes place with complete reflux of the condensate of this partial condensation and with phase separation between carried out two liquid, with each other under the conditions of partial condensation incompletely miscible phases, so that another liquid stream is led out of this first condensation, while the second partial condensation according to step b) only a phase separation between two liquid, with each other under the Conditions of partial condensation incompletely miscible phases, so that a liquid stream comprising substantially polar constituents of the partially condensed reaction gases and a liquid stream comprising substantially nonpolar constituents of the partially condensed reaction gases can be led out of this second partial condensation.
  • the reaction gas mixture comprises the reaction product (P) toluenediamine, the noncondensable reaction gases (G) hydrogen and nitrogen, the low boilers (L) water and high boilers having a boiling point of more than 3OO ° C at ambient pressure (1013 hPa) and that this reaction gas mixture of a first partial condensation is supplied, from which a first liquid stream comprising the entirety of the high boilers (H) and a proportion of not more than 10 wt .-% of the toluenediamine is obtained , and a first gas stream comprising all of the hydrogen and nitrogen and all the water, and at least 90 wt .-% of the toluenediamine is obtained.
  • the aforementioned first gas stream of the second partial condensation is supplied, from which a second gas stream is obtained, the total hydrogen and nitrogen and all the water of the second partial condensation supplied first gas stream in addition to a maximum of 20 wt. % of the toluene diamine fed thereto. Furthermore, from this second partial condensation, containing a second liquid stream, only the toluenediamine is obtained.
  • the second gas stream is fed to the third partial condensation with reflux and with the discharge of a third and a fourth liquid stream from the third partial condensation.
  • the third partial condensation leaves a third gas stream comprising not more than 30% by weight of the water supplied to it with the second gas stream and all of the nitrogen and hydrogen.
  • the third liquid stream comprises the water and the fourth liquid stream alone contains the toluenediamine.
  • the aforesaid first liquid stream is fed in the middle between the stripping and enrichment sections in the middle between the stripping section and the enrichment section in accordance with the particularly preferred embodiment of the first preferred embodiment described herein.
  • the first distillation column is treated with pure toluene diamine at the top and the high boilers (H). taken from the ground.
  • the abovementioned second and optionally also the fourth liquid stream are in particular preferably fed to a second distillation column in the enrichment section thereof and the pure toluene diamine is removed there between the stripping section and the enrichment section, as well as the water at the top.
  • All partial condensations according to the above-described particularly preferred embodiment of the first particularly preferred further development of the invention are in this case usually operated at a pressure in the range from 2 to 5 bar, preferably at a pressure of about 3 bar.
  • the first partial condensation is usually operated at a temperature in the range of 200 ° C to 220 ° C and the second partial condensation at a temperature in the range of 160 ° C to 200 ° C.
  • the third partial condensation is preferably operated in the region of the wash column at a temperature in the range from 85 ° C. to 160 ° C., and condensation heat exchangers and downstream collection vessels are operated at a temperature in the range from 50 ° C. to 90 ° C.
  • the reaction gas mixture comprises the reaction product (P) methanol, the non-condensable reaction gases (G) carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen, nitrogen and methane, the low-boiling components (L ) Dimethyl ether and the high boilers (H) comprises water and ethanol and in that this reaction gas mixture is subjected to a first partial condensation under reflux from the first liquid stream comprising the entirety of the water, a portion of the ethanol and a proportion of not more than 30 wt.
  • % of the methanol, a second liquid stream comprising methanol and ethanol, and a first gas stream comprising all of the hydrogen and nitrogen and all of the carbon monoxide, and at least 90 wt .-% of the carbon dioxide, methane and dimethyl ether is obtained.
  • the aforementioned first gas stream of the second partial condensation is supplied, from which a second gas stream is obtained, the total hydrogen and nitrogen and the total carbon monoxide of the second partial condensation supplied first gas stream together with at least each 95 wt .-% of the second partial condensation supplied first gas stream of carbon dioxide, methane and dimethyl ether in addition to a maximum of 50 wt .-% of the methanol supplied to it comprises.
  • a third liquid stream comprising methanol, ethanol and not more than 5% by weight of the first gas stream of dimethyl ether and carbon dioxide fed to the second partial condensation.
  • the aforesaid first liquid stream is supplied to the combination of the first and second preferred developments of a first distillation column in the middle between the stripping and enrichment sections, and the first distillation column becomes pure dimethyl ether on the top, water and ethanol on the bottom, and methanol removed in the region of the stripping section.
  • the abovementioned second and optionally also the third liquid stream are in particular preferably fed to a second distillation column and this at the top of the dimethyl ether, as well as methanol at the bottom optionally taken together with remaining ethanol, or alternatively a so-called stripper, as the skilled person generally knows supplied from the methanol may also be taken off at the bottom together with any remaining ethanol and dimethyl ether at the top.
  • the two partial condensations according to the above-described particularly preferred embodiment of the invention are in this case usually operated at a pressure in the range of 50 to 90 bar, preferably at a pressure of about 75 bar.
  • the first partial condensation is preferably operated and in the region of the wash column at a temperature in the range of I20 ° C to 1 60 Ü C condensation heat exchanger and a downstream collection vessel be operated at a temperature ranging from 70 ° C to 120 ° C.
  • the second partial condensation is usually operated at a temperature in the range of 40 ° C to 80 ° C.
  • the reaction gas mixture comprises the reaction product (P) benzene, the non-condensable reaction gases (G) hydrogen, nitrogen and methane and the high boiler (H) toluene and in that this reaction gas mixture is fed to a first partial reflux under reflux, from which a first liquid stream comprising the entirety of the toluene and a proportion of not more than 50% by weight of the benzene is obtained, a second liquid stream comprising benzene is obtained, and a first gas stream comprising all of the hydrogen and nitrogen and all of the methane, and benzene is obtained.
  • the abovementioned first gas stream is fed to the second partial condensation, from which a second gas stream is obtained, which comprises all of the hydrogen and nitrogen and all the methane of the first gas ion supplied to the second partial condensation. Furthermore, from this second partial condensation it is particularly preferred to obtain a third liquid stream comprising at least 95% by weight of the benzene supplied to the second partial condensation.
  • the aforesaid first liquid stream is fed to a first distillation column in the middle between the stripping and enrichment sections, and pure benzene is removed from the first distillation column at the top and pure toluene is removed from the bottom ,
  • the abovementioned second and optionally also the third liquid stream are in particular preferably fed to a second distillation column and taken from this at the head of pure benzene, or alternatively a so-called stripper, as the skilled person generally knows supplied, is taken from the pure benzene at the top.
  • the two partial condensations according to the above-described particularly preferred embodiment of the invention are in this case usually operated at a pressure in the range of 30 to 40 bar, preferably at a pressure of about 35 bar.
  • the first partial condensation is preferably operated in the region of the wash column at a temperature in the range from 140 ° C. to 220 ° C., and condensation heat exchangers and downstream collection vessels are operated at a temperature in the range from 70 ° C. to 150 ° C.
  • the second partial condensation is usually carried out at a temperature in the range of
  • reaction gas mixture as reaction product (?) Is a mixture of aniline and phenol, as non-condensable reaction gases (G) hydrogen, nitrogen and ammonia, as low boilers ( L) comprises water and benzene and as high boilers (H) diphenylamine and in that this reaction gas mixture is fed to a first partial reflux under reflux with a discharge comprising a first liquid stream comprising the entirety of the diphenylamine and a proportion of not more than 50% by weight of the Reaction product (P) is obtained, a second liquid stream comprising the reaction product (P) is obtained, and a first gas stream comprising all the hydrogen and nitrogen and the total ammonia, and at least each 95 wt .-% of benzene and water is obtained.
  • the aforementioned first gas stream is fed to the second partial condensation with phase separation, from which a second gas stream is obtained which contains all the hydrogen and nitrogen and at least 80% by weight of ammonia of the second partial condensation includes first gas stream. Further, from the second partial condensation, a third liquid stream comprising at least 95% by weight of the benzene fed to the second partial condensation and a fourth liquid stream comprising at least 95% by weight of the water fed to the second partial condensation are obtained.
  • the aforesaid first and second liquid streams are fed to a distillation column according to the particularly preferred embodiment of the second preferred embodiment described herein.
  • the first liquid stream in the stripping section of the column is supplied and fed to the second liquid stream in the enrichment section of the column.
  • the reaction product (P) is removed.
  • the two partial condensations according to the above-described particularly preferred embodiment of the invention are in this case usually operated at a pressure in the range of 2 to 10 bar, preferably at a pressure of about 5 bar.
  • the first partial condensation is preferably operated in the region of the wash column at a temperature in the range from 140 ° C. to 150 ° C., and condensation heat exchangers and downstream collection vessels are operated at a temperature in the range from 110 ° C. to 150 ° C.
  • the second partial condensation is usually operated at a temperature in the range of 60 ° C to 120 ° C.
  • the reaction gas mixture comprises the reaction product (P) isopropylbenzene, the noncondensable reaction gases (G) propylene and propane, the low boilers (L) benzene and the high boilers (H ) Diisopropylbenzene and when this reaction gas mixture is fed to a first partial reflux under reflux, from which a first liquid stream comprising the entirety of the diisopropylbenzene and a proportion of not more than 10% by weight of the isopropylbenzene is obtained, a second liquid stream comprising the isopropylbenzene and a first gas stream comprising all the propylene and more than 95% by weight of the propane and more than 90% by weight of the benzene is obtained.
  • first gas stream of the second partial condensation is fed under reflux with discharge, from which a second gas stream is obtained which comprises at least 70% by weight of propylene and propane of the first partial second condensation Gas stream includes. Furthermore, except for this second partial condensation, a third liquid stream comprising at least 70% by weight of the benzene fed to the second partial condensation and a fourth liquid stream comprising at least 60% by weight of the isopropylbenzene fed to the second partial condensation are obtained.
  • the aforesaid first and second liquid streams are fed to a distillation column in accordance with the particularly preferred embodiment described here for the third particularly preferred further development.
  • the first liquid stream in the stripping section of the column is supplied and fed to the second liquid stream in the enrichment section of the column.
  • the reaction product (P) is removed.
  • the two partial condensations according to the above-described particularly preferred embodiment of the invention are in this case usually operated at a pressure in the range of 1 to 5 bar, preferably at a pressure of about 2 bar.
  • the first partial condensation is preferably operated in the region of the wash column at a temperature in the range from 150 ° C. to 190 ° C. and condensation heat exchangers and downstream collection vessels are operated at a temperature in the range from 140 ° C. to 160 ° C.
  • the second partial condensation is preferably operated in the region of the wash column at a temperature in the range from 100 ° C. to 150 ° C., and condensation heat exchangers and downstream collection vessels are operated at a temperature in the range from 60 ° C. to 110 ° C.
  • the reaction gas mixture, the reaction product (P) ethylbenzene, the non-condensable reaction gases (G) ethylene, propylene and ethane, the low boilers (L) benzene and the High boilers (H) comprises diethylbenzene and when this reaction gas mixture of a first partial reflux under reflux is supplied from a first liquid stream comprising the entirety of the diethylbenzene and a proportion of not more than 10 wt .-% of ethylbenzene, a second liquid stream comprising the ethylbenzene, and a first gas stream comprising more than 95 wt .-% of ethylene, propylene and ethane, and more than 20 wt .-% of the benzene is obtained.
  • the aforementioned first gas stream of the second partial condensation is supplied under reflux with discharge, from which a second gas stream is obtained, the at least 90 wt .-% of ethylene, propylene and ethane of the second partial condensation comprises supplied first gas stream.
  • a third liquid stream comprising at least 70% by weight of the benzene fed to the second partial condensation and a fourth liquid stream comprising at least 60% by weight of the ethylbenzene fed to the second partial condensation are obtained.
  • the aforesaid first and second liquid streams are fed to a distillation column in accordance with the particularly preferred embodiment described here for the third particularly preferred further development.
  • the first liquid stream in the stripping section of the column fed and fed the second liquid stream in the enrichment section of the column. Between the stripping and enrichment section of the column, the reaction product (P) is removed.
  • the two partial have condensations according to the above-described particularly preferred embodiment of the invention are in this case usually operated at a pressure in the range of 1 to 3 bar, preferably at a pressure of about 1, 1 bar.
  • the first partial condensation is preferably operated in the region of the wash column at a temperature in the range from 110 ° C. to 170 ° C., and condensation heat exchangers and downstream collection vessels are operated at a temperature in the range from 90 ° C. to 115 ° C.
  • the second partial condensation is preferably operated in the region of the wash column at a temperature in the range of 70 ° C to 100 ° C and condensation heat exchanger, and downstream collection container are operated at a temperature in the range of 50 ° C to 80 ° C.
  • reaction gas mixture comprises as reaction product (P) a mixture of benzene and toluene, noncondensable reaction gases (G) ethylene, hydrogen and methane, and high boilers (H).
  • the aforementioned first gas stream of the second partial condensation is fed under phase separation, from which a second gas stream is obtained, the at least 90 wt .-% of hydrogen, methane and ethylene of the second partial condensation supplied first Gas stream includes.
  • a third liquid stream comprising at least 70% by weight of the second partial condensation reaction product (P) and a fourth liquid stream comprising the remaining water of the second partial condensation gas stream is obtained.
  • the aforesaid first liquid stream is fed to a distillation column in accordance with the particularly preferred embodiment described here for the fourth particularly preferred further development.
  • the first liquid stream is supplied between the stripping section and the reinforcing section of the column.
  • the reaction product (P) is removed, styrene is removed at the bottom of the column.
  • FIG. 1 a process flow diagram according to embodiment 1
  • FIGS. 2 is a process flow diagram according to embodiment 2 (FIG. 2 a) and 3 (FIG. 2 b)
  • FIG. 3 e is a process flowchart according to embodiment 4
  • FIG. 4 is a process flow diagram according to exemplary embodiments 5 and 6
  • FIG F ig. 5 ei n process flowchart according to the embodiment 7th
  • FIG. 6 shows an embodiment of a capacitor for the partial condensation according to the invention.
  • a condenser is supplied with a gas stream (FS), which is partially condensed in a condensation heat exchanger and leaves it again as stream (PCS) comprising at least one liquid phase and one gas phase.
  • This stream (PCS) is separated in a receiver with mist eliminator into a liquid stream (OS u ) and a gas stream (OSQ).
  • a condenser possibly carried out in this form is designated by (Ci).
  • FIG. 7 shows a further embodiment of a capacitor for the partial condensation according to the invention.
  • This condenser allows the teilwei e condensation with return and discharge of a second liquid stream.
  • a condenser is supplied with a gas flow (FS).
  • This gas stream (FS) enters a wash column with packing, where it is partially condensed with reflux of the condensate (RS).
  • the wash column leaves a first liquid stream (OSu) and your gas stream (GS).
  • the gas flow is in turn partially condensed as a condensation heat exchanger and exits as a stream (PCS) comprising at least one liquid phase and one gas phase.
  • PCS stream
  • This stream (PCS) is separated in a receiver with droplet separator into a liquid stream and a gas stream (OS G ), the liquid stream being separated and leaving the condenser for this fraction (OS L2 ). The other portion of this liquid flow is recycled as condensate (RS) to the wash column.
  • a condenser possibly carried out in this form is denoted by (C 22 ), respectively.
  • FIG. 8 shows yet another embodiment of a capacitor for the partial condensation according to the invention.
  • Such a condenser is supplied with a gas stream (FS) which is partially condensed in a condensation heat exchanger and re-circulated as a stream (PCS) comprising two liquid phases and one gas phase.
  • This current (PCS) is in a collecting vessel with mist into a first separated liquid stream (OS L i) and second liquid stream (OS) 2) and a gas stream (OS G).
  • the separation between the first liquid stream (OS u ) and the second liquid stream (OSu) in the collecting container is effected by the gravitational phase separation of a polar and non-polar liquid phase of different density.
  • a capacitor possibly carried out in this form is designated by (C 12 ).
  • FIG. 9 shows yet another embodiment of a capacitor for the partial condensation according to the invention.
  • a gas stream FS
  • a scrubbing column as in FIG. 7, which is partially condensed with reflux of the condensate (RS).
  • the scrubber leaves a first fluid stream (OSu) and a gas stream (GS), which is partially condensed in a condensation heat exchanger and leaves it again as stream (PCS) comprising two liquid phases and one gas phase.
  • This stream (PCS) is separated in a catch tank with mist eliminator into a first liquid stream (RS) and second liquid stream (OS L2 ) and a gas stream (OS G ).
  • the separation between the first liquid stream (RS) and the second liquid stream (OS L 2) in the collecting container is effected by the gravitational phase separation of a polar and nonpolar liquid phase of different density.
  • the first fluid flow (RS) is the fluid flow comprising the higher density phase. This is returned to the wash column.
  • the second liquid stream (OSu) comprising the liquid phase of lower density is led out of the condenser.
  • a capacitor possibly carried out in this form is designated by (C2).
  • Fig. 10 shows a capacitor of the type and operation, as already described with reference to Fig. 7, but with the difference that no discharge of a second liquid flow is provided.
  • Fig. 11 shows a capacitor of the type and operation, as already described with reference to Fig. 9, but with the difference that a derivative of a third liquid flow (OSu) is additionally provided.
  • OSu third liquid flow
  • Example 1 Process according to the first particularly preferred further development applied to reaction gas mixtures comprising the reaction product (P) toluenediamine (TDA)
  • the first gas stream (2) was then a second partial condensation in a second
  • the second gas stream (4) was subjected to a third partial condensation in a third condenser (C 22 ) according to FIG.
  • This partial condensation was called partial condensation carried out under reflux and with discharge of a partial flow of the condensate, so that from the third partial condensation, a third (7) and a fourth liquid stream (8) was obtained.
  • a third gas stream (6) was obtained from the third partial condensation.
  • the third and fourth liquid streams (7, 8), as well as the third gas stream (6) were in turn assembled according to Table 2.
  • the temperature in the wash column was in the range of 86 ° C to 160 ° C
  • the temperature in the condensation heat exchanger and receiver was in the range of 50 ° C to 86 ° C. The above ranges were due to an adjusting temperature distribution in the individual devices.
  • the first liquid stream (3) was fed to a rectification column (D) between the stripping section and the enrichment section, from which a top stream (9) and a bottom stream (10) were taken, again in accordance with Table 2.
  • a reaction gas mixture according to Table 3 was subjected to the procedure described below.
  • This reaction gas mixture was subjected to a process as shown in the flow chart of Fig. 2a.
  • first the stream of the reaction gas mixture (1) was assembled according to Table 3 in a first capacitor (C 22 ) according to FIG. 7 subjected to a first partial condensation.
  • This first partial condensation was carried out under reflux and with removal of part of the condensate, so that a first liquid stream (3) and a second liquid stream (10) were obtained.
  • the first condenser (C 22 ) was operated in the scrubbing column at a temperature in the range of 128 ° C to 160 ° C and in the condensation heat exchanger and receiver in the range of 78 ° C to 1 16 ° C.
  • a first gas stream (2) was obtained, which was a second partial condensation in a second capacitor (Ci) shown in FIG. 6 was supplied.
  • This second partial condensation was carried out at temperatures in the range of 40 ° C to 78 ° C and from this a second gas stream (4) and a third liquid stream (5) were obtained.
  • the liquid streams (5) and (10) were fed together to a stripper (V), from which a gas stream (6) and a liquid stream (7) was obtained.
  • the liquid stream (3) was fed to a rectification column (D) between the stripping and enrichment section, which was removed in the stripping section of pure methanol.
  • the respective streams (2-12) are composed according to Table 4.
  • the process was carried out with the exception of the aforementioned stripper (V) and the rectification column (D) at pressures of about 50-100 bar.
  • the stripper (V) and the rectification column (D) were operated at a pressure below 50 bar at about ambient pressure (1013 hPa). Ie. it For example, the pressures were not lowered above a level that would otherwise result from the general pressure drop in the streams and / or condensers.
  • This process variant according to the invention avoids the necessity of complete condensation and evaporation of the methanol contained in the reaction gas mixture (1), which leads to significant energy savings by using the enthalpy of the reaction gas mixture at most within the aforementioned partial condensations for the separation of the components.
  • Example 3 Process according to the first and second preferred further developments, applied to reaction gas generants comprising the reaction product (F) benzene
  • a reaction gas mixture according to Table 5 was subjected to the procedure described below.
  • This reaction gas mixture was also subjected to a process as shown in the flow chart of FIG. 2b.
  • first the stream of the reaction gas mixture (1) was assembled according to Table 5 in a first capacitor (C 22 ) according to FIG. 7 subjected to a first partial condensation.
  • This first partial condensation was carried out under reflux and with removal of part of the condensate, so that a first liquid stream (3) and a second liquid stream (10) were obtained.
  • the first condenser (C 22 ) was operated in the scrubbing column at a temperature in the range of 1 6 ° C to 220 ° C and in the condensation heat exchanger and receiver in the range of 75 ° C to 146 ° C.
  • a first gas stream (2) was obtained, which was a second partial condensation in a second capacitor (Ci) shown in FIG. 6 was supplied.
  • This second partial condensation was at temperatures in the range of 50 ° C to 75 ° C and from this, a second gas stream (4) and a third liquid stream (5) were obtained.
  • the liquid streams (5) and (10) were fed together to a stripper (V), from which a gas stream (6) and a liquid stream (7) was obtained.
  • the liquid stream (3) was fed to a rectification column (D) between the stripping and enrichment section, which was removed in the stripping section of pure methanol.
  • the respective streams (2-10) are composed according to Table 4.
  • the process was carried out at pressures of about 75 bar except for the aforementioned stripper. That the pressures were not lowered beyond a level that would otherwise result from the general pressure drop in the streams and / or condensers.
  • Table 6 Composition of the streams according to FIG. 2b in mass process of electricity (1)
  • reaction gas mixture (1) This process variant according to the invention avoids the need for complete condensation and vaporization of benzene contained in the reaction gas mixture (1), which leads to significant energy savings by the enthalpy of the reaction gas mixture is used as a maximum within the aforementioned partial condensations for the separation of the components.
  • Example 4 Process according to the second particularly preferred further development applied to reaction gas mixtures comprising as reaction product (F) a mixture of aniline and phenol.
  • a reaction gas mixture according to Table 7 was subjected to the procedure described below.
  • This reaction gas mixture was subjected to a process as shown in the flow chart of FIG. 3.
  • first the stream of the reaction gas mixture (1) was assembled according to Table 7 in a first condenser (C22) according to FIG. 7 subjected to a first partial condensation.
  • This first partial condensation was carried out under reflux and with removal of part of the condensate, so that a first liquid stream (3) and a second liquid stream (4) were obtained.
  • the first condenser (C 22 ) was operated in the scrubbing column at a temperature in the range 145 ° C to 147 ° C and in the condensation heat exchanger and receiver in the range of 1 18 ° C to 145 ° C.
  • a first gas stream (2) was also obtained which is fed to a second partial condensation with phase separation in a second condenser (C i2 ) according to FIG. 8 together with the top stream (12) from a second rectification column (D 2 ) has been.
  • This second partial condensation was carried out at temperatures in the range of 60 ° C to 1 18 ° C and from this a second gas stream (5) and a third (7) and fourth liquid stream (1) was obtained.
  • the third liquid stream (7) essentially contained the nonpolar components and the fourth liquid stream (11) the polar components.
  • the fourth liquid stream (11) is fed to a second rectification column (D 2 ) from which a further liquid stream (6) comprising essentially water and a top stream (12) comprising essentially ammonia and water was obtained.
  • Table 8 Composition of the streams according to Kg. 3 in mass percent of current (1)
  • the liquid streams (3), (4) and (7) were fed separately from one another at different points of a first rectification column (D).
  • the liquid streams (4) and (7) were fed to the rectifying section and the liquid stream (3) to the stripping section of the rectification column (D). It was found that it is irrelevant whether the streams (4) and (7) were fed separately or together to the first rectification column (Di). The only thing was that they were the first Recti fication column (Di) were supplied in the reinforcing part, while the current (3) was supplied to the driven part. Between the stripping and enrichment section, a pure mixture (10) of aniline and phenol was taken.
  • the respective streams (2-1 1) are composed according to Table 8.
  • the process was carried out with the exception of the rectification columns (DD 2 ) at pressures of about 5 bar.
  • the rectification columns (Di, D 2 ) were operated at absolute pressures in the range of 100 to 600 mbar. Ie. essentially, the pressures were not lowered beyond a level that would otherwise result from the general pressure drop in the streams and / or condensers.
  • This Anlagensvariame according to the invention avoids the need for complete condensation and evaporation of aniline contained in the reaction gas mixture (1), which leads to significant energy savings by the enthalpy of the reaction gas mixture is used as a maximum in the aforementioned partial condensations for the separation of the components.
  • Example 5 Process according to the third particular preferred further development applied to reaction gas mixtures comprising the reaction product (P) isopropylbenzene
  • a reaction gas mixture according to Table 9 was subjected to the procedure described below.
  • This reaction gas mixture was subjected to a process as shown in the flow chart of FIG. 4.
  • first the stream of the reaction gas mixture (1) was assembled according to Table 9 in a first capacitor (IC 22 ) according to FIG. 7 subjected to a first partial condensation.
  • This first partial condensation was carried out under reflux and with removal of part of the condensate, so that a first liquid stream (3) and a second liquid stream (4) were obtained.
  • the first condenser (IC 22 ) was operated in the scrubbing column at a temperature in the range of 156 ° C to 190 ° C and in the condensation heat exchanger and receiver in the range of 145 ° C to 156 ° C.
  • a first gas stream (2) was obtained, which is a second partial condensation under reflux with discharge in a second capacitor (2C22). was supplied as shown in FIG. From this second partial condensation, a third (6) and a fourth (7) liquid stream were obtained in addition to a second gas stream (5).
  • the second condenser (2C22) was operated in the scrubbing column at a temperature in the range of 102 ° C to 145 ° C and in the condensation heat exchanger and receiver in the range of 65 ° C to 102 ° C.
  • Table 10 Composition of the streams according to Kg. 4 in mass percent of stream (1) in Ex. 5
  • the liquid streams (3), (4) and (7) were fed together to a rectification column (D).
  • the liquid streams (4) and (7) were fed to the rectifying section and the liquid stream (3) to the stripping section of the rectification column.
  • pure isopropylbenzene (10) was removed.
  • a top stream (8) and bottom stream (9) were taken from the column.
  • the respective streams (2-10) are composed according to Table 10.
  • the process was carried out at pressures of about 2 bar. Ie. the pressures were not lowered beyond a level that would otherwise result from the general pressure drop in the streams and / or condensers.
  • Reaction gas mixture is used as a maximum in the context of the aforementioned partial condensations for the separation of the components.
  • Example 6 Process according to the third particularly preferred development applied to reaction gas mixtures comprising the reaction product (P) ethylbenzene
  • a reaction gas mixture according to Table 11 was subjected to the process described below.
  • This reaction gas mixture was also subjected to a process as shown in the flow chart of FIG. 4.
  • first the stream of the reaction gas mixture (1) was assembled according to Table 11 in a first capacitor (IC 22 ) according to FIG. 7 subjected to a first partial condensation.
  • This first partial condensation was carried out under reflux and with removal of part of the condensate, so that a first liquid stream (3) and a second liquid stream (4) were obtained.
  • the first condenser (IC 22 ) was operated in the scrubbing column at a temperature in the range of 1 1 ° C to 170 ° C and in the condensation heat exchanger and receiver in the range of 90 ° C to 1 1 1 ° C. From this first partial condensation, a first gas stream (2) was obtained, which was a second partial condensation under reflux with discharge in a second capacitor (2C22) shown in FIG. 7 was supplied. From this second partial condensation, a third (6) and a fourth (7) liquid stream were obtained in addition to a second gas stream (5).
  • the second capacitor (2C K) was operated in the scrubbing column at a temperature in the range 78 ° C to 90 C C and the condensation heat exchanger and the collecting container in the region of 55 ° C to 78 ° C.
  • Table 12 Composition of the streams according to Flg. 4 In mass percent of electricity (1) in Ex. 6
  • the liquid streams (3), (4) and (7) were fed together to a rectification column (D).
  • the liquid streams (4) and (7) were fed to the rectifying section and the liquid stream (3) to the stripping section of the rectification column.
  • pure isopropylbenzene (10) was removed.
  • the column was a top stream (8) and
  • the respective streams (2-10) are composed according to Table 12.
  • the process was carried out at pressures of about 1.1 bar. Ie. the pressures were not lowered beyond a level that would otherwise result from the general pressure drop in the streams and / or condensers.
  • This process variant of the invention avoids the need for complete condensation and evaporation of benzene and ethylbenzene contained in the reaction gas mixture (1), which leads to significant energy savings by the enthalpy of the reaction gas mixture is maximally used in the context of the aforementioned partial condensations for the separation of the components.
  • Example 7 Process according to the fourth particularly preferred development applied to reaction gas mixtures comprising as reaction product (P) a mixture of benzene and toluene.
  • a reaction gas mixture according to Table 13 was subjected to the procedure described below.
  • This reaction gas mixture was subjected to a process as shown in the flow chart of FIG. 5.
  • first of all the stream of the reaction gas mixture (1) was combined according to Table 13 in a first condenser (C24) according to FIG. 9 subjected to a first partial condensation.
  • the first partial condensation was carried out under reflux and with phase separation, so that a first liquid stream (3) and a second liquid stream (4) were obtained.
  • the first liquid stream (3) essentially contained the non-polar components
  • the second liquid stream (4) essentially comprised the polar components, ie the water together with entrained gas residues of methane and ethylene.
  • the first condenser (C24) was operated in the scrubbing column at a temperature in the range 72 ° C to 250 ° C and in the condensation heat exchanger and receiver in the range of 65 ° C to 72 ° C.
  • a first gas stream (2) was also obtained, which was fed to a second partial condensation with phase separation in a second condenser (C12) according to FIG. 8.
  • Table 14 Composition of the streams according to FIG. 5 in mass percent of stream (1)
  • This second partial condensation was carried out at temperatures in the range of 35 ° C to 65 ° C and from this, a second gas stream (5) and a third (6) and fourth liquid stream (7) were obtained.
  • the third liquid stream (6) essentially contained the non-polar components and the fourth liquid stream (7) contained the polar components in the form of pure water.
  • the liquid stream (3) was fed to a rectification column (D) between the stripping section and the reinforcing section.
  • pure reaction product (8) was removed in the form of a mixture of benzene and toluene.
  • pure ethylbenzene was removed in a further stream (10) and pure styrene (9) was removed from the bottom of the column.
  • the respective streams (2-10) are composed according to Table 14. The process was carried out at pressures of about 1.5 bar. Ie. the pressures were not lowered above a level that would otherwise result from the overall loss of traction in the streams and / or condensers.
  • This process variant of the invention avoids the need for complete condensation and evaporation of benzene and toluene and also allows the further separation of the components benzene and toluene without further Destilatioaskolonne. This leads to significant energy savings by using the enthalpy of the reaction gas mixture as much as possible in the context of the abovementioned partial condensations for separating the components.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur vereinfachten Abtrennung eines Reaktionsprodukts (P) aus Reaktionsgasgemischen mittels teilweiser Kondensation des Reaktionsgasgemischs bestehend aus dem Reaktionsprodukt (P) mindestens einem Hochsieder (H) und mindestens einen Leichtsieder (L).

Description

Verfahren TMT vereinfachten Abtrennung eines Reaktionsprodnkts aus Reaktionsgassemischcn mittels mindestens zweimaliger teilweiser Kondensation
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur vereinfachten Abtrennung eines Reaktionsprodukts (P) aus Reaktionsgasgemischen mittels mindestens zweimaliger teilweiser Kondensation des Reaktionsgasgemisches bestehend aus dem Reaktionsprodukt (P) mindestens einem Hochsieder (H) und mindestens einen Leichtsieder (L), sowie nicht kondensierbaren Reaktinosgasen (G).
In der chemischen Verfahrenstechnik werden vielfach Gasphasenreaktionen ausgeführt, im Rahmen derer ein Eduktgas oder Eduktgasgemisch, gegebenenfalls in Gegenwart eines Katalysators, zu einem möglichst reinen gasförmigen Reaktionsprodukt umgesetzt wird.
Vielfach ist es aber insbesondere in großen verfahrenstechnischen Anlagen so, dass die vorgenannte Gasphasenreaktion nicht mit einem quantitativen Umsatz aller Edukte betrieben wird, was vielfach vor allem ökonomische Gründe hat, da ein solcher quantitativer Umsatz zumeist mit einer signifikanten Verringerung der Raum-Zeit-Ausbeute einhergehen würde. In anderen Fällen ist dies aber, alleine durch die Tatsache dass die Reaktion gleichgewichtslimitiert ist, technisch nicht möglich. In vielen anderen Fällen werden im Zuge der Hauptreaktion zum gewünschten Reaktionsprodukt aber auch im Rahmen von Nebenreaktionen auch weitere Reaktionsgase als Nebenkomponenten gebildet, die nachfolgend abgetrennt werden müssen. Solche weiteren Reaktionsgase in Form von Nebenkomponenten bilden dann auch Hochsieder (H) und/oder Leichtsieder (L).
Die unmittelbare Folge der vorgenannten Tatsachen ist, dass man Ausgangs der vorgenannten G asph asenreaktion ein Reaktionsgasgemisch erhält, das sodann einer Abtrennung von neben dem/den gewünschten gasförmigen Reaktionsprodukt vorhandenen Reaktionsgasen zugeführt werden muss, um schließlich ein hinreichend reines Reaktionsprodukt zur Verfügung zu stellen. Ein Beispiel für solche Verfahren bilden Verfahren zur Herstellung von Anilin. Anilin ist ein wichtiges Zwischenprodukt auf dem Weg zur Herstellung von Kunststoffen, wie Polyurethanen. Es wird im großtechnischen Maßstab in der Regel durch katalytische Gasphasenhydrierung von Nitrobenzol hergestellt.
In einem solchen großtechnischen Gasphasenverfahren entstehet neben dem gewünschten gasförmigen Reaktionsprodukt Anilin auch das Reaktionsgas Ammoniak als Nebenprodukt. In jedem Fall wird aber eine solche Gasphasenreaktion nicht so ausgeführt, dass ein quantitativer Umsatz erzielt wird, so dass Ausgangs der Gasphasenreaktion ein Reaktionsgasgemisch erhalten wird, das das gewünschte gasförmige Reaktionsprodukt Anilin, sowie die Reaktionsgase Ammoniak, Nitrobenzol, den überschüssigen Wasserstoff, und weitere etwa durch die F.duktgase Nitrobenzol und Wasserstoff eingeschleuste gasförmige Verunreinigungen wie etwa Inertgase (z.B. Stickstoff, Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf) enthält. Darüber hinaus wird im Rahmen der vorgenannten Reaktion auch durch Nebenreaktionen (Additionsreaktion) auch Diphenylamin als Hochsieder (H) gebildet.
Man kann die neben dem gasförmigen, gewünschten Reaktionsprodukt (P) in dem Reaktion sgasgemi sch vorhandenen Reaktionsgase, wie sie aus den vorgenannten Verfahren oder auch ähnlichen anderen großtechnischen Gasphasenreaktionen erhalten werden grob in die Gruppen der sog.„Leichtsieder" (L) , d. h. Verbindungen oder azeotrop siedende Gemische von einzelnen Verbindungen mit Siedepunkten, die bei Umgebungsdruck (1013 hPa) unter dem des gewünschten Reaktionsprodukts liegen, und der sog.„Hochsieder" (H), d. h. Verbindungen oder azeotrop siedende Gemische von einzelnen Verbindungen mit Siedepunkten, die bei Umgebungsdruck (1013 hPa) über dem des gewünschten Reaktionsprodukts liegen, einteilen. Hierbei ist das Reaktionsprodukt (P), welches gemäß der nachstehend beschriebenen Erfindung abgetrennt werden soll nicht zwangsweise identisch mit dem gewünschten Reaktionsprodukt der vor der hier beschriebenen Abtrennung ausgeführten Reaktion, sondern kann auch ein Edukt, Nebenprodukt oder gar eine Mischung aus Edukt und gewünschtem Reaktionsprodukt und/oder Nebenprodukt der betreffenden Reaktion sein.
Die Zugehörigkeit der Reaktionsgase zu der einen oder der anderen Gruppe ergibt sich im konkreten Fall aus dem Verhältnis zwischen jeweiligen Siedepunkt von gewünschtem Reaktionsprodukt (P) und Siedepunkt des jeweils weiteren Reaktionsgases.
Am Beispiel der vorgenannten Herstellung von Anilin aus Nitrobenzol mittels katalytischer Gasphasenhydrierung wäre das Nitrobenzol mit einem Siedepunkt von 21 1 °C bei Umgebungsdruck (1013 hPa) ein Hochsieder (H) im Vergleich zum Reaktionsprodukt (P) Anilin, da dieses bei Umgebungsdruck (1013 hPa) einen Siedepunkt von 184°C aufweist. Auch das Diphenylamin, welches im Rahmen einer Nebenreaktion gebildet wird, ist hier als Hochsieder (H; Siedepunkt bei Umgebungsdruck von 1013 hPa hier 302°C) anzusehen.
Die vorstehenden Begriffe„Hochsieder" (H) und„Leichtsieder" (L) werden gemäß der vorstehenden Definition weiter verwendet. Sofern nicht im Folgenden explizit abweichend angegeben, ist die vorstehende Definition im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf diese Begriffe anzuwenden.
Eine Untergruppe der Leichtsieder (L), die im Rahmen der vorliegenden Erfindung von diesen getrennt zu betrachten ist, sind die sogenannten„nicht kondensierbaren Reaktionsgase" (G). Unter nicht kondensierbaren Reaktionsgasen (G) werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung jene Leichtsieder (L) verstanden, die unter Umbebungsdruck (1013 hPa) einen Siedepunkt unterhalb von Raumtemperatur (23 °C) aufweisen.
Typische Vertreter der Leichtsieder (L), die gemäß der vorliegenden Erfindung in die Gruppe der nicht kondensierbaren Reaktionsgase fallen, sind etwa die sog. Inertgase, wie sie dem Fachmann allgemein unter diesem Begriff bekannt sind, d.h. Gase wie etwa sog. Edelgase (Argon, Helium etc.) Kohlenstoffdioxid, Stickstoff. Ebenfalls zu der Gruppe der nicht kondensierbaren Reaktionsgase gehören z.B. Wasserstoff, der im etwa im Rahmen von Hydrierungsreaktionen im Überschuss zu der vorhergehenden Reaktion gegeben wird, und Kohlenmonoxid. Diese werden, abhängig von der Zusammensetzung des Reaktionsgasgemisches gegebenenfalls zusammen mit weiteren Reaktionsgasen, im Folgenden zusammenfassend als nicht kondensierbare Reaktionsgase (G) angesehen.
Reaktionsgase bezeichnen im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung alle gasförmig aus der Gasphasenreaktion dem erfindungsgemäßen Verfahren zugeführten Verbindungen, die nicht das Reaktionsprodukt (P) sind. Reaktionsgase umfassen damit gasförmige Verunreinigungen, Inertgase, nicht kondensierbare Reaktionsgase (G), Leichtsieder (L) und Hochsieder (H).
Eduktgase oder Eduktgasgemische bezeichnen im Rahmen der vorliegenden Erfindung gasförmige Verbindungen, die der vorgenannten Gasphasenreaktion zugeführt werden. Solche Eduktgase oder Eduktgasgemische verlassen die Gasphasenreaktion entweder als Reaktionsgase oder werden zu diesen chemisch umgewandelt oder werden chemisch zum Reaktioasprodukt (P) umgewandelt.
Reaktionsgasgemisch bezeichnet gemäß der vorliegenden Erfindung ein Gemisch bestehend aus Reaktionsprodukt und Reaktionsgasen.
Um das Reaktionsprodukt (P) aus dem Reaktionsgasgemisch von den Reaktionsgasen umfassend vorgenannte Hochsieder (H), Leichtsieder und nicht kondensierbare Reaktionsgase (G) zu trennen, wird in der verfahrenstechnischen Praxis beinahe immer auf die allgemein bekannte Technik der Rektifikation oder Destillation zurückgegriffen.
Die Rektifikation oder Destillation basieren jeweils auf dem physikalischen Grundprinzip, dass ein Stoffgemisch bei einem bestimmten Druck und bei einer bestimmten Temperatur in seinem gasförmigen Anteil eine andere Zusammensetzung aufweist, als in seinem flüssigen Anteil. Dies macht man sich allgemein zu Nutze indem man solche Reaktionsgasgemische kondensiert und verdampft, was in der verfahrenstechnischen Praxis in sogenannten Rektifikations- oder Destillationskolonnen mehrfach hintereinander erfolgt. Die Güte und der Aufwand der Abtrennung von den Stoffen, die die Reaktionsgase bilden, vom Reaktionsprodukt (P) ist hierbei nicht zuletzt bestimmt vom Abstand der jeweiligen Siedepunkte der Stoffe beim jeweiligen Druck zu einander. Je weiter diese auseinander liegen, d.h. je weiter die Siedepunkte alier Leichtsieder (L) und Hochsieder (H) vom Siedepunkt des Reaktionsproduktes (P) entfernt liegen, umso einfacher und besser ist die Abtrennung des Reaktionsproduktes (P).
Wie gerade dargelegt, basiert die rektifikative oder destillative Abtrennung auf dem Kondensieren und Verdampfen des Reaktionsgasgemisches, das Ausgangs der Gasphasenreaktion vollständig gasförmig vorliegt.
Demnach muss das Reaktionsgasgemi sch nach den üblicherweise betriebenen Verfahren zur Abtrennung des Reaktionsprodukts (P), in denen das Reaktionsgasgemisch einer Rektifikations- oder Destillationskolonne in seiner Gesamtheit zugeführt wird, mehrfach kondensiert und verdampft werden.
Im Fall von Reaktionsgasgemischen, in denen die Siedepunkte von Reaktionsprodukt (P) und Reaktionsgasen nahe bei einander liegen folgt, dass das gesamte Reaktionsgasgemisch für eine gute Abtrennung und damit Reinheit des Reaktionsproduktes (P) entsprechend oft in einer Rektifikationskolonne mit Rückfluss kondensiert und verdampft werden muss.
Besteht das Reaktionsgasgemisch aus Reaktionsprodukt (P) und einem großen Anteil an Reaktionsgasen die wiederum zu einem großen Anteil Hochsieder (H) sind, so i st der Energieaufwand, der für die Abtrennung aufgewendet werden muss beträchtlich. Allgemein ist es aber in jedem Fall so, dass für die vorgenannte Abtrennung stets eine große
Energiemenge aufgewendet werden muss.
Dieser Problematik widmen sich im bekannten Stand der Technik eine Vielzahl von technischen Lösungsvorschlägen. Beispielsweise werden Lösungen vorgeschlagen, die unter Zuhilfenahme von weiteren Reaktionen die Verbindungen der Reaktionsgase des zunächst vollständig kondensierten Reaktionsgasgemisches teilweise in Verbindungen überführen, die sich unter den Bedingungen der späteren Destillation oder Rektifikation nicht mehr verdampfen lassen und somit vereinfacht abgetrennt werden können. D.h. diese Reaktionsgase werden chemisch in ganz besonders hoch siedende Hochsieder (H) überführt.
So offenbart am Beispiel von aromatischen Aminen als Reaktionsprodukt (P) die EP 2 028 176 AI ein Verfahren, in dem zunächst das Reaktionsgasgemisch vollständig kondensiert, das vollständige Kondensat vom sich durch Phasentrennung automatisch abscheidenden Wasser bis zur Löslichkeitskonzentration des aromatischen Amins hierin getrennt wird und dann das so erhaltene „rohe" aromatische Amin mit einer wässrigen Lösung eines Alkalihydroxids zur Reaktion gebracht wird, wodurch die Reaktionsgase in Form von Verbindungen mit phenolischen Hydroxygruppen weitgehend in die entsprechenden Alkalisalze überfuhrt werden. Diese Alkalisalze sind in dem dort offenbarten Verfahren so hoch siedend, dass diese sich im Folgenden im Boden der Rektifikationskolonne anreichern und im Wesentlichen nicht in die übrigen Anteile der Rektifikationskolonne gelangen, womit für diese die mehrfache Verdampfung und Kondensation unter Einsparung von Energie entfällt.
Das damit offenbarte Verfahren erfordert aber weiterhin, dass das gesamte Reaktionsgasgemisch kondensiert und zusammen mit der hinzukommenden wässrigen Lösung eines Alkalihydroxids aber ohne das zuvor abgetrennte Wasser erhitzt werden muss. Damit wird zwar Energieaufwand eingespart, zugleich aber zusätzlicher Energieaufwand zur Erwärmung der wässrigen Lösung eines Alkalihydroxids erfordert und zudem das Verfahren durch das Erfordernis des Hinzugebens eines weiteren Einsatzsstoffes komplizierter. Neben der vorgenannten, auf die Anwendung auf Verfahren zur Abtrennung von aromatischen Aminen begrenzten Alternative, existieren, wie gesagt noch eine Vielzahl von weiteren Lösungsvorschlägen im Stand der Technik. Diesen gemein ist die Tatsache, dass zur Erzielung einer vereinfachten Abtrennung stets mehr oder minder aufwändige zusätzliche Reaktionsschritte und/oder andere Trennschritte, wie Extraktion, Membranverfahren etc. hinzugefügt werden. Ein ähnliches Verfahren, das aber auf die Notwendigkeit der weiteren Reaktion von Reaktionsgasen verzichtet, wird in der US 6 388 155 Bl beschrieben.
Das dort beschriebene Verfahren betri ft die Herstellung und Reinigung des Reaktionsprodukts Styrol, das durch die Dehydrierung von Ethylbenzol erhalten wird. In dem Verfahren wird das Reaktionsgasgemisch zunächst gekühlt, aber nicht kondensiert, und einem Wäscher unter Rückfluss zugeführt. Das Kühlen dient in dem Verfahren nach der US 6 388 1 55 B l vor allem der Energierückgewinnung aus dem Reaktion sgasgemi sch . Der aus dem vorgenannten Wäscher austretende Gasstrom wird dem einzigen Kondensator des Verfahrens zugeführt, worin die Gase teilweise kondensiert werden. Der kondensierte Anteil der Gase wird einer Phasenseparation zugeführt. Ein Teil der Flüssigkeiten wird hiernach einer Destillation unterzogen. Der Wäscher kann gemäß der US 6 388 155 Bl jeder beliebige Gas-Flüssig-Kontaktapparat sein. Insgesamt ist die Kombination aus Wäscher, Kondensator und Phasenseparator als eine Einheit zur Ausführung einer teilweisen Kondensation anzusehen, wobei diese teilweise Kondensation durch den Rückfluss in mehr als einer theoretischen Stufe ausgeführt wird. Gemäß einer ebenfalls in der US 6 388 155 B 1 beschriebenen Variante wird am Boden des vorgenannten Wäschers noch ein Verdampfer hinzugefügt, womit der Wäscher nicht mehr als Wäscher, sondern vielmehr als eine besondere Form von Rektifikationskolonne anzusehen ist, da nun sowohl eine Kondensation des Kopfstroms und Rückführung des so erhaltenen Kondensats in den Wäscher, wie auch eine Verdampfung des Sumpfstroms und Rückführung des Dampfes in den Wäscher vorgesehen ist. In dem Wäscher kommt es sodann zum Phasenkontakt zwischen Dampf und Kondensat und abhängig von deren beiden Temperaturen zur Einstellung eines oder mehrerer neuen Gas-Flüssig-Gleichgewichte, in denen sich abhängig von der Temperatur Reaktionsgase und Reaktionsprodukt in verschiedenen Anteilen anreichern. Dies ist das vollständige, vorstehend beschriebene Funktionsprinzip einer Rektifikationskolonne.
Gemäß den in der US 6 388 155 Bl beschriebenen Varianten, wird somit der etwa in der EP 2 028 176 AI beschriebene Reaktionsschritt entweder durch den vorgenannten teilweisen, mehrstufigen
Kondensationsschritt oder einer weitere Rektifikation ersetzt. Insgesamt offenbart die U S 6 388 1 55 B l aber nicht, dass es möglich wäre eine teilweise Kondensation (ob einstufig oder mehrstufig) mehr als einmal auszuführen. Insbesondere wird dies im Lichte des vorgeschlagenen Ersatzes durch einen Rektifikationsschritt nicht als vorteilhaft nahegelegt.
Demnach wird auch in der US 6 388 155 Bl entweder im Fall der besonderen Ausführungsform als Rektifikationsschritt wieder das gesamte Reaktionsgasgemisch im Sinne einer mehrfachen Verdampfung und Kondensation des gesamten Reaktionsgasgemisches behandelt, was die bereits beschriebenen energetischen Nachteile mit sich bringt, oder es wird im Falle der einmalig ausgeführten teilweisen mehrstufigen Kondensation keine optimale Ausnutzung der Enthalpie des Reaktionsgasgemisches erreicht, wodurch auf mindestens eine der in diesem Fall gemäß der US 6 388 155 B l beschriebenen Destillationskolonnen unter entsprechender Energieeinsparung hätte verzichtet werden können. In den Destillationskolonnen erfolgt wiederum die vorgenannt nachteilige vol l ständige Kondensation und Verdampfung der gesamten zugeführten Antei le des Reaktionsgasgemisches.
Es folgt, dass in dem Verfahren nach der US 6 388 155 B l der Energieaufwand der letzten offenbarten Rektifikationen zwar verringert wird, der Energieaufwand aber nach wie vor nicht minimiert und damit nicht unter voller Ausnutzung der Enthalpie des Reaktionsgasgemisches optimiert wird. Demnach geht keine der genannten Druckschriften aus dem Stand der Technik darauf ein, wie es erreicht werden kann, den Anteil des Reaktionsgasgemisches, der in einer späteren Abtrennung des Reaktionsproduktes verdampft und erneut kondensiert werden muss, dergestalt zu verringern, dass der Energieaufwand für das Gesamtverfahren unter Beibehalt einer guten Abtrennung des Reaktioasproduktes und unter einfacher apparativer Ausführung ebenso verringert werden kann. Insbesondere werden in allen solchen Verfahren des Standes der Technik stets Anteile der Enthalpie des Reaktionsgasgemisches durch unnötiges Kondensieren und Verdampfen verschwendet
Ausgehend vom Stand der Technik ist es also die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Abtrennung eines Reaktionsprodukts (P) aus Gasphasenreaktionen zur Verfügung zu stellen, bei dem Energieaufwand für das Gesamtverfahren unter Beibehalt einer guten Abtrennung des Reaktionsprodukts und unter einfacher apparativer Ausführung verringert werden kann. Insbesondere soll hierbei eine optimale Ausnutzung der Enthalpie des Reaktionsgasgemisches erzielt werden, indem unnötiges Kondensieren und Verdampfen vermieden wird.
Es wurde nun überraschend gefunden, dass die vorgenannte Aufgabe durch ein Verfahren zur vereinfachten Abtrennung eines Reaktionsprodukts (P) aus Reaktionsgasgemischen einer Temperatur oberhalb von Raumtemperatur (23 °C) bestehend aus dem vorgenannten Reaktionsprodukt (P), mindestens einem Leichtsieder (L) und/oder nicht kondensierbaren Reaktionsgas (G) und mindestens einem Hochsieder (H) umfassend mindesteas einen Destillations- und/oder Rektifikationsschritt, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem mindestens einen Destillations- und/oder Rektifikationsschritt das Reaktionsgasgemisch mindestens zwei teilweisen Kondensationsschritten unterzogen wird in denen in mindestens einem
(a) ersten teilweisen Kondensationsschritt mindestens 80 Gew.-% der dem diesem ersten teilweisen Kondensationsschritt zugeführten Hochsieder (H) kondensiert werden und aus dem somit mindestens ein Flüssigkeitsstrom umfassend Hochsieder (H) und gegebenenfalls Reaktionsprodukt (P), sowie ein Gasstrom umfassend das Reaktionsprodukt (P) erhalten wird, und in einem
(b) zweiten teilweisen Kondensationsschritt höchstens 5 Gew.-% der diesem zweiten teilweisen Kondensationsschritt zugeführten Leichtsieder (L) und/oder nicht kondensierbaren Reaktionsgase (G) kondensiert werden und aus dem somit mindestens ein Flüssigkeitsstrom umfassend das zugeführte Reaktionsprodukt (P), sowie ein Gasstrom umfassend die zugeführten Leichtsieder (L) und/oder nicht kondensierbaren Reaktionsgase (G) erhalten wird, wobei 1) mindestens einer der Flüssigkeitsströme, die Reaktionsprodukt (P) umfassen dem mindestens einen Destillations- und/oder Rektifikationsschritt an einer Stelle der Destillations- und/oder Rektifikationskolonne zugeführt werden, die oberhalb der Stelle liegt von der aus dieser Destillations- und/oder Rektifikationskolonne das Reaktionsprodukt (P) abgezogen wird, und/oder
2) mindestens einer der Flüssigkeitsströme, die Hochsieder (H) umfassen dem mindestens einen Destillations- und/oder Rektifikationsschritt an einer Stelle der Destillations- und oder Rektifikationskolonne zugeführt werden, die unterhalb der Stelle liegt von der aus dieser Destillations- und/oder Rektifikationskolonne das Reaktionsprodukt (P) abgezogen wird, diese Aufgabe zu lösen vermag.
Durch das vorstehend beschriebene, erfindungsgemäße Verfahren in seiner einfachsten Ausführung ird es erstmal ermöglich t, dass bereits vor der eigentl ichen Abtrennung im Rahmen der Destillation oder Rektifikation eine Vorfraktionierung ausgeführt wird, so dass der aus den Schritten a) und b) des Verfahrens erhaltene Stoffstrom umfassend das Reaktionsprodukt (P) kleiner wird und damit die für die destillative oder rektifikative Abtrennung aufzuwendende Energie alleine hierdurch signifikant verringert wird.
Die vorgenannten erfindungsgemäßen ausgeführten teilweisen Kondensationen sind in dem Fachmann allgemein bekannten, einfachen Vorrichtungen ausführbar. Theoretisch genügt es hierfür gekühlte, oder sogar in Spezialfällen, bei denen das Reaktionsprodukt (P) einen Siedepunkt im Bereich der Umgebungstemperatur (23°C) oder darüber aufweist, ungekühlte Behälter mit einer Zuleitung für das Reaktionsgasgemisch, einer Ableitung für das Kondensat und einer Ableitung für den verbleibenden Gasstrom zur Verfügung zu stellen. Üblicherweise wird man sicher aber dem Fachmann allgemein bekannter Kondensationswärmetauscher bedienen, um die erfindungsgemäßen teilweisen Kondensationen auszuführen. Im Rahmen der später beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zusätzlich bevorzugte Variationen solcher Vorrichtungen erklärt werden.
Gleichsam ist es für den Fachmann in einfacher Art und Weise möglich, ausgehend von einem hinsichtlich seiner Zusammensetzung und weiteren Parameter, wie Druck und Temperatur bekannten Reaktionsgasgemisch die unter a), bzw. b) beschriebenen teilweisen Kondensationen so auszuführen, dass die angegebenen Gewichtsverhältnisse erreicht werden. Insbesondere kennt der Fachmann aus der einschlägigen Literatur die Phasengleichgewichtskurven der einzelnen Bestandteile der Reaktionsgasgemische und kann somit die maßgebliche Temperatur in den teilweisen Kondensationsschritten so wählen, dass die oben genannten Verhältnisse erreicht werden.
In den später beschriebenen bevorzugten Ausfuhrungsformen der Erfindung wird dies noch einmal für bevorzugte Verfahren dargelegt, bzw. im Rahmen der Ausführungsbeispiele wird dies noch einmal für ausgewählte Reaktionsgasgemische bewiesen.
Das Erfordernis des Zuführens der verschiedenen vorstehend beschriebenen Flüssigkeitsströme in die mindestens eine Destillations- und/oder Rektifikationskolonne an bestimmten Stellen stellt sicher, dass neben den zuvor erwähnten Vorteilen der Energieeinsparung vor der Destillation und/oder Rektifikation auch bei dieser späteren Destillation und/oder Rektifikation der energetische Voneil erhalten bleibt.
In einer ersten bevorzugten Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung werden die erste teilweise Kondensation gemäß dem Schritt a) und die zweite teilweise Kondensation gemäß dem Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens direkt hintereinander ausgeführt, wobei der Gasstrom aus der ersten teilweisen Kondensation der zweiten teilweisen Kondensation unmittelbar zugeführt wird. Innerhalb dieser ersten bevorzugten Weiterentwicklung ist es bevorzugt, wenn der aus der zweiten teilweisen Kondensation erhaltene Gasstrom umfassend auch Reaktionsprodukt (P) einer dritten teilweisen Kondensation zugeführt wird, in der mindestens 80 Gew.-% des der dritten teilweisen Kondensation zugeführten Reaktionsproduktes (P) kondensiert werden.
Diese dritte teilweise Kondensation ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Gasstrom aus der zweiten teilweisen Kondensation neben den diesem zugefuhrten Leichtsiedem (L) und/oder nicht kondensierbaren Reaktionsgasen (G) auch noch signifikante Anteile des Reaktionsprodukts (P) umfasst, etwa weil das Phasengleichgewicht der verbleibenden Reaktionsgasgemische ausgangs der zweiten teilweisen Kondensation ungünstig ist, oder wenn im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die Leichtsieder (L) und/oder nicht kondensierbaren Reaktionsgase (G) auch von einander getrennt werden sollen.
In einer zweiten bevorzugten Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung wird mindestens eine der teilweisen Kondensationen unter Rückfluss des Kondensats dieser teilweisen Kondensation ausgeführt.
Hierbei wird bevorzugt ein Teil oder die Gesamtheit des rückgeführten Kondensats abgeleitet und als weiterer Flüssigkeitsstrom aus dieser teilweisen Kondensation herausgeführt. Je nach Rückflussverhältnis und/oder Anteil des abgeleiteten Kondensats ergibt sich eine andere Zusammensetzung der sodann einen oder zwei aus der teil weisen Kondensation herausgeführten
Flüssigkeitsströme.
Eine Ausführung unter Rückfluss mit vorgenannter Abteilung eines weiteren Flüssigkeitsstroms ist insbesondere vorteilhaft, wenn der der solchen teilweisen Kondensation zugeführte Gasstrom Leichtsieder (L), nicht kondensierbare Reaktionsgase (G) und Reaktionsprodukt (P), oder Hochsieder (H), Reaktionsprodukt (P) und Leichtsieder (L) umfasst, da bei einer solchen Ausführung unter Rückfluss mit Ableitung auch die gleichzeitige Trennung von Leichtsiedern (L) und Reakti on sprodukt (P) bzw. Hochsieder (H) und Reaktionsprodukt (P) in zwei verschiedene Flüssigkeitsströme, sowie nicht kondensierbare Reaktionsgase (G) bzw. Leichtsieder (L) in einen verbleibenden Gasstrom möglich ist.
Vorrichtungen, die eine solche teilweise Kondensation unter Rückfluss erlauben, sind die vorstehend beschriebenen Kondensationswärmetauscher mit vorgeschalteter Waschkolonne und nachgeschalteter Auffangbehälter. Eine Ableitung wird üblicherweise durch das vorsehen einer Ableitung mit Stellventil von der Rücklei tung des Kondensats in die Waschkolonne realisiert.
In einer dritten bevorzugten Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens eine der teilweisen Kondensationen auch eine Phasenseparation zwischen zwei flüssigen, mit einander unter den Bedingungen der teilweisen Kondensation nicht vollständig mischbaren Phasen, so dass aus der teilweisen Kondensation gemäß dieser bevorzugten Weiterentwicklung ebenso wie im Fall der vorstehend beschriebenen zweiten bevorzugten Weiterentwicklung bei Ableitung zwei Flüssigkeitsströme und ein Gasstrom erhalten werden.
Hierdurch können die durch die mindestens eine teilweise Kondensation gegebenenfalls bereits vorfraktionierten Bestandteile des Reaktionsgasgemisches ohne einen weiteren energetischen Aufwand noch einmal fraktioniert werden. Üblicherweise sind diese beiden Flüssigkeitsströme dann ein erster Flüssigkeitsstrom umfassend im Wesentlichen unpolare Bestandteile des teilweise kondensierten Reaktionsgasgemisches und ein zweiter Flüssigkeitsstrom umfassend im Wesentlichen polare Bestandteile des teilweise kondensierten Reaktionsgasgemisches.
Die teilweise Kondensation gemäß dieser dritten bevorzugten Weiterentwicklung ist auch kombinierbar mir der teilweisen Kondensation gemäß der zweiten bevorzugten Weiterentwicklung und ihren bevorzugten Ausführungen mit Ableitung. Damit können gegebenenfalls bis zu drei Flüssigkeitsströme unterschiedlicher Zusammensetzung aus einem teilweisen Kondensation schritt erhalten werden.
Dem Fachmann sind die Vomchtungen, die zur Ausführung des Verfahrens gemäß dieser dritten bevorzugten Weiterentwicklung notwendig sind, allgemein bekannt. Gleiches gilt bei der Kombination mit der teilweisen Kondensation gemäß der zweiten bevorzugten Weiterentwicklung. Als nicht abschließendes Beispiel einer Vorrichtung zur Ausführung der teilweisen Kondensation gemäß der dritten bevorzugten Weiterentwicklung sei etwa ein Kondensationswärmetauscher mit angeschlossenem Beruhigungsbehälter genannt, aus dem zwei Ableitungen für Flüssigkeiten, eine am Boden dieses Behälters und eine oberhalb der Phasengrenzfläche der Flüssigkeiten in dem Behälter, herausführen, sowie eine Ableitung für die verbleibenden Reaktionsgase am Kopf des Behälters.
Ebenso, wie die zweite und die dritte bevorzugte Weiterentwicklun der vorliegenden Erfindung mit einander kombinierbar sind, so ist auch die erste bevorzugte Weiterentwicklung mir ihren bevorzugten Ausführungsformen mit diesen kombinierbar.
Gemäß einer ersten besonders bevorzugten Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung wird demnach die erste teilweise Kondensation gemäß dem erfindungsgemäßen Schritt b) direkt nach einer teilweisen Kondensation gemäß dem erfindungsgemäßen Schritt a) ausgeführt und nach dem Schritt b) wird eine teilweise Kondensation unter Rückfluss des Kondensats dieser teilweisen Kondensation ausgeführt, wobei auch ein Teil dieses rückgeführten Kondensats abgeleitet wird und als weiterer Flüssigkeitsstrom aus dieser dritten teilweisen Kondensation herausgeführt wird. Gemäß einer zweiten besonders bevorzugten Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung wird die erste teilweise Kondensation gemäß dem erfindungsgemäßen Schritt b) direkt nach einer teil weisen Kondensation gemäß dem erfindungsgemäßen Schritt a) ausgeführt und diese erste teilweise Kondensation wird unter Rückfluss des Kondensats dieser teilweisen Kondensation ausgeführt, wobei auch ein Teil dieses rückgeführten Kondensats abgeleitet wird und als weiterer Flüssigkeitsstrom aus dieser ersten Kondensation herausgeführt wird, während die zweite teilweise Kondensation gemäß Schritt b) auch eine Phasenseparation zwischen zwei flüssigen, mit einander unter den Bedingungen der teilweisen Kondensation nicht vollständig mischbaren Phasen umfasst, so dass ein Flüssigkeitsstrom umfassend im Wesentlichen polare Bestandteile der teilweise kondensierten Reaktionsgase und ein Flüssigkeitsstrom umfassend im Wesentlichen unpolare Bestandteile der teilweise kondensierten Reaktionsgase aus dieser zweiten teilweisen Kondensation herausgeführt werden. Gemäß einer dritten besonders bevorzugten Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung wird die erste teilweise Kondensation gemäß dem erfindungsgemäßen Schritt b) direkt nach einer teilweisen Kondensation gemäß dem erfindungsgemäßen Schritt a) ausgeführt und diese erste teilweise Kondensation wird unter Rückfluss des Kondensats dieser teilweisen Kondensation ausgeführt, wobei auch ein Teil dieses rückgeführten Kondensats abgeleitet wird und als weiterer Flüssigkeitsstrom aus dieser ersten Kondensation herausgeführt wird, während die zweite teilweise Kondensation gemäß Schritt b) ebenso unter Rückfluss des Kondensats dieser zweiten teilweisen Kondensation ausgeführt wird und wobei auch ein Teil dieses rückgeführten Kondensats abgeleitet wird und als weiterer Flüssigkeitsstrom aus dieser zweiten teilweisen Kondensation herausgeführt wird.
Gemäß einer vierten besonders bevorzugten Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung wird die erste teilweise Kondensation gemäß dem erfindungsgemäßen Schritt b) direkt nach einer teilweisen Kondensation gemäß dem erfindungsgemäßen Schritt a) ausgeführt und diese erste teilweise Kondensation wird unter vollständigem Rückfluss des Kondensats dieser teilweisen Kondensation und unter Phasenseparation zwischen zwei flüssigen, mit einander unter den Bedingungen der teilweisen Kondensation nicht vollständig mischbaren Phasen ausgeführt, so dass ebenso ein weiterer Flüssigkeitsstrom aus dieser ersten Kondensation herausgeführt wird, während die zweite teilweise Kondensation gemäß Schritt b) nur eine Phasenseparation zwischen zwei flüssigen, mit einander unter den Bedingungen der teilweisen Kondensation nicht vollständig mischbaren Phasen umfasst, so dass ein Flüssigkeitsstrom umfassend im Wesentlichen polare Bestandteile der teilweise kondensierten Reaktionsgase und ein Flüssigkeitsstrom umfassend im Wesentlichen unpolare Bestandteile der teilweise kondensierten Reaktionsgase aus dieser zweiten teilweisen Kondensation herausgeführt werden.
Innerhalb der gerade beschriebenen ersten besonders bevorzugten Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es besonders bevorzugt, dass das Reaktionsgasgemisch das Reaktionsprodukt (P) Toluoldiamin, die nicht kondensierbaren Reaktionsgase (G) Wasserstoff und Stickstoff, den Leichtsieder (L) Wasser und Hochsieder eines Siedepunktes von mehr als 3Ö0°C bei Umgebungsdruck (1013 hPa) umfasst und dass dieses Reaktionsgasgemisch einer ersten teilweisen Kondensation zugeführt wird, aus der ein erster Flüssigkeitsstrom umfassend die Gesamtheit der Hochsieder (H) und einen Anteil von nicht mehr als 10 Gew.-% des Toluoldiamin erhalten wird, sowie ein erster Gasstrom umfassend den gesamten Wasserstoff und Stickstoff und das gesamte Wasser, sowie mindestens 90 Gew.-% des Toluoldiamin erhalten wird. Hierbei ist es ganz besonders bevorzugt, wenn der vorgenannte erste Gasstrom der zweiten teilweisen Kondensation zugeführt wird, aus der ein zweiter Gasstrom erhalten wird, der den gesamten Wasserstoff und Stickstoff und das gesamte Wasser des der zweiten teilweisen Kondensation zugeführten ersten Gasstroms neben maximal 20 Gew.-% des ihr zugeführten Toluoldiamin umfasst. Des Weiteren wird aus dieser zweiten teilweisen Kondensation, ein zweiter Flüssigkeitsstrom enthaltend, lediglich das Toluoldiamin erhalten.
Der zweite Gasstrom wird der dritten teilweisen Kondensation unter Rückfiuss und unter Ableitung eines dritten und eines vierten Flüssigkeitsstrom aus der dritten teilweisen Kondensation zugeführt. Die dritte teilweise Kondensation verlässt ein dritter Gasstrom, der nicht mehr als 30 Gew.-% des ihr mit dem zweiten Gasstrom zugeführten Wassers und den gesamten Stickstoff und Wasserstoff umfasst. Der dritte Flüssigkeitsstrom umfasst das Wasser und der vierte Flüssigkeitsstrom enthält alleine das Toluoldiamin.
Der vorgenannte, erste Flüssigkeitsstrom wird gemäß der hier beschriebenen besonders bevorzugten Ausführung der ersten bevorzugten Wei teren twi ck lung einer ersten Destillationskolonne in deren Mitte zwischen Abtriebs- und Verstärkungsteil zugeführt und aus der ersten Destillationskolonne wird reines Toluoldiamin am Kopf, sowie die Hochsieder (H) am Boden entnommen.
Der vorgenannte zweite und gegebenenfalls auch der vierte Flüssigkeitsstrom werden insbesondere bevorzugt einer zweiten Destillationskolonne in deren Verstärkungsteil zugeführt und dieser zwischen Abtriebs- und Verstärkungsteil das reine Toluoldiamin, sowie am Kopf das Wasser entnommen.
Alle teilweisen Kondensationen gemäß der vorstehend dargestellten insbesondere bevorzugten Ausführungsform der ersten besonders bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung werden hierbei üblicherweise bei einem Druck im Bereich von 2 bis 5 bar, bevorzugt bei einem Druck von etwa 3 bar betrieben. Die erste teilweise Kondensation wird hierbei üblicherweise bei einer Temperatur im Bereich von 200°C bis 220°C und die zweite teilweise Kondensation bei einer Temperatur im Bereich von 160°C bis 200°C betrieben.
Die dritte teilweise Kondensation wird bevorzugt im Bereich der Waschkolonne bei einer Temperatur im Bereich von 85°C bis 160°C betrieben und Kondensationswärmetauscher, sowie nachgeschalteter Auffangbehälter werden bei einer Temperatur im Bereich von 50°C bis 90°C betrieben. Innerhalb der Kombination der vorstehend beschriebenen ersten und zweiten bevorzugten Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es besonders bevorzugt, dass das Reaktionsgasgemisch das Reaktionsprodukt (P) Methanol, die nicht kondensierbaren Reaktionsgase (G) Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Wasserstoff, Stickstoff und Methan, den Leichtsieder (L) Dimethylether und die Hochsieder (H) Wasser und Ethanol umfasst und dass dieses Reaktionsgasgemisch einer ersten teilweisen Kondensation unter Rückfluss zugeführt wird aus der ein erster Flüssigkeitsstrom umfassend die Gesamtheit des Wassers, einen Anteil des Ethanols und einen Anteil von nicht mehr als 30 Gew.-% des Methanol erhalten wird, ein zweiter Flüssigkeitsstrom umfassend Methanol und Ethanol erhalten wird, sowie ein erster Gasstrom umfassend den gesamten Wasserstoff und Stickstoff und das gesamte Kohlenmonoxid, sowie mindestens 90 Gew.-% des Kohlendioxid, Methan und Dimethylether erhalten wird.
Hierbei ist es ganz besonders bevorzugt, wenn der vorgenannte erste Gasstrom der zweiten teil weisen Kondensation zugeführt wird, aus der ein zweiter Gasstrom erhalten wird, der den gesamten Wasserstoff und Stickstoff und das gesamte Kohlenmonoxid des der zweiten teilweisen Kondensation zugeführten ersten Gasstroms zusammen mit mindestens je 95 Gew.-% des der zweiten teilweisen Kondensation zugeführten ersten Gasstroms an Kohlendioxid, Methan und Dimethylether neben maximal 50 Gew.-% des ihr zugeführten Methanol umfasst. Des Weiteren wird ganz besonders bevorzugt aus dieser zweiten teilweisen Kondensation ein dritter Flüssigkeitsstrom umfassend Methanol, Ethanol und nicht mehr als je 5 Gew.-% des der zweiten teilweisen Kondensation zugeführten ersten Gasstroms an Dimethylether und Kohlendioxid erhalten.
Der vorgenannte, erste Flüssigkeitsstrom wird gemäß der hier beschriebenen besonders bevorzugten Ausführung der Kombination der ersten und zweiten bevorzugten Weiterentwicklung einer ersten Destillationskolonne in deren Mitte zwischen Abtriebs- und Verstärkungsteil zugeführt und aus der ersten Destillationskolonne wird reiner Dimethylether am Kopf, Wasser und Ethanol am Boden, sowie Methanol im Bereich des Abtriebsteils entnommen.
Der vorgenannte zweite und gegebenenfalls auch der dritte Flüssigkeitsstrom werden insbesondere bevorzugt einer zweiten Destillationskolonne zugeführt und dieser am Kopf der Dimethylether, sowie am Boden Methanol gegebenenfalls zusammen mit verbleibendem Ethanol entnommen, oder alternativ einem sogenannten Stripper, wie Ihn der Fachmann allgemein kennt zugeführt, aus dem ebenso am Boden Methanol gegebenenfalls zusammen mit verbleibendem Ethanol und am Kopf Dimethylether entnommen wird. Die beiden teilweisen Kondensationen gemäß der vorstehend dargestellten besonders bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung werden hierbei üblicherweise bei einem Druck im Bereich von 50 bis 90 bar, bevorzugt bei einem Druck von etwa 75 bar betrieben.
Die erste teilweise Kondensation wird bevorzugt im Bereich der Waschkolonne bei einer Temperatur im Bereich von I20°C bis 1 60ÜC betrieben und Kondensationswärmetauscher, sowie nachgeschalteter Auffangbehälter werden bei einer Temperatur im Bereich von 70°C bis 120°C betrieben.
Die zweite teilweise Kondensation wird hierbei üblicherweise bei einer Temperatur im Bereich von 40°C bis 80°C betrieben. Innerhalb der Kombination der vorstehend beschriebenen ersten und zweiten bevorzugten Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es des Weiteren besonders bevorzugt, dass das Reaktionsgasgemisch das Reaktionsprodukt (P) Benzol, die nicht kondensierbaren Reaktionsgase (G) Wasserstoff, Stickstoff und Methan und den Hochsieder (H) Toluol umfasst und dass dieses Reaktionsgasgemisch einer ersten teilweisen Kondensation unter Rückfluss mit Ableitung zugeführt wird aus der ein erster Flüssigkeitsstrom umfassend die Gesamtheit des Toluols und einen Anteil von nicht mehr als 50 Gew.-% des Benzol erhalten wird, ein zweiter Flüssigkeitsstrom umfassend Benzol erhalten wird, sowie ein erster Gasstrom umfassend den gesamten Wasserstoff und Stickstoff und das gesamte Methan, sowie Benzol erhalten wird.
Hierbei ist es ganz besonders bevorzugt, wenn der vorgenannte erste Gasstrom der zweiten teilweisen Kondensation zugeführt wird, aus der ein zweiter Gasstrom erhalten wird, der den gesamten Wasserstoff und Stickstoff und das gesamte Methan des der zweiten teil weisen Kondensation zugeführten ersten Gassiroms umfasst. Des Weiteren wird aus dieser zweiten teilweisen Kondensation besonders bevorzugt ein dritter Flüssigkeitsstrom umfassend mindesten 95 Gew.-% des der zweiten teilweisen Kondensation zugeführten Benzols erhalten. Der vorgenannte, erste Flüssigkeitsstrom wird gemäß der hier beschriebenen besonders bevorzugten Ausführung der Kombination der ersten und zweiten bevorzugten Weiterentwicklung einer ersten Destillationskolonne in deren Mitte zwischen Abtriebs- und Verstärkungsteil zugeführt und aus der ersten Destillationskolonne wird reines Benzol am Kopf, sowie reines Toluol am Boden entnommen.
Der vorgenannte zweite und gegebenenfalls auch der dritte Flüssigkeitsstrom werden insbesondere bevorzugt einer zweiten Destillationskolonne zugeführt und dieser am Kopf reines Benzol entnommen, oder alternativ einem sogenannten Stripper, wie Ihn der Fachmann allgemein kennt zugeführt, aus dem ebenso am Kopf reines Benzol entnommen wird. Die beiden teilweisen Kondensationen gemäß der vorstehend dargestellten besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden hierbei üblicherweise bei einem Druck im Bereich von 30 bis 40 bar, bevorzugt bei einem Druck von etwa 35 bar betrieben.
Die erste teilweise Kondensation wird bevorzugt im Bereich der Waschkolonne bei einer Temperatur im Bereich von 140°C bis 220°C betrieben und Kondensationswärmetauscher, sowie nachgeschalteter Auffangbehälter werden bei einer Temperatur im Bereich von 70°C bis 150°C betrieben.
Die zweite teilweise Kondensation wird hierbei üblicherweise bei einer Temperatur im Bereich von
50°C bis 80°C betrieben. Innerhalb der zuvor beschriebenen zweiten besonders bevorzugten Weiterentwicklung des er indungsgernäßen Verfahrens ist es des Weiteren besonders bevorzugt, dass das Reaktionsgasgemisch al Reaktionsprodukt (?) ein Gemisch aus Anilin und Phenol, als nicht kondensierbaren Reaktionsgase (G) Wasserstoff, Stickstoff und Ammoniak, als Leichtsieder (L) Wasser und Benzol und als Hochsieder (H) Diphenylamin umfasst und dass dieses Reaktionsgasgemisch einer ersten teilweisen Kondensation unter Rückfluss mit Ableitung zugeführt wird aus der ein erster Flüssigkeitsstrom umfassend die Gesamtheit des Diphenylamin und einen Anteil von nicht mehr als 50 Gew.-% des Reaktionsprodukts (P) erhalten wird, ein zweiter Flüssigkeitsstrom umfassend das Reaktionsprodukt (P) erhalten wird, sowie ein erster Gasstrom umfassend den gesamten Wasserstoff und Stickstoff und den gesamten Ammoniak, sowie mindestens je 95 Gew.-% an Benzol und Wasser erhalten wird.
Hierbei ist es ganz besonders bevorzugt, dass der vorgenannte erste Gasstrom der zweiten teilweisen Kondensation mit Phasenseparation zugeführt wird, aus der ein zweiter Gasstrom erhalten wird, der den gesamten Wasserstoff und Stickstoff und mindestens 80 Gew.-% an Ammoniak des der zweiten teilweisen Kondensation zugefuhrten ersten Gasstroms umfasst. Des Weiteren wird aus der zweiten teilweisen Kondensation ein dritter Flüssigkeitsstrom umfassend mindesten 95 Gew.-% des der zweiten teilweisen Kondensation zugeführten Benzol und ein vierter Flüssigkeitsstrom umfassend mindesten 95 Gew.-% des der zweiten teilweisen Kondensation zugefuhrten Wassers erhalten.
Der vorgenannte, erste und zweite Flüssigkeitsstrom wird gemäß der hier beschriebenen besonders bevorzugten Ausführung der zweiten besonders bevorzugten Weiterentwicklung einer Destillationskolonne zugeführt. Hierbei wird der erste Flüssigkeitsstrom im Abtriebsteil der Kolonne zugeführt und der zweite Flüssigkeitsstrom im Verstärkungsteil der Kolonne zugeführt. Zwischen Abtriebs- und Verstärkungsteil der Kolonne wird das Reaktionsprodukt (P) abgenommen. Die beiden teilweisen Kondensationen gemäß der vorstehend dargestellten besonders bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung werden hierbei üblicherweise bei einem Druck im Bereich von 2 bis 10 bar, bevorzugt bei einem Druck von etwa 5 bar betrieben.
Die erste teilweise Kondensation wird bevorzugt im Bereich der Waschkolonne bei einer Temperatur im Bereich von 140°C bis 150°C betrieben und Kondensationswärmetauscher, sowie nachgeschalteter Auffangbehälter werden bei einer Temperatur im Bereich von 1 10°C bis 150°C betrieben.
Die zweite teilweise Kondensation wird hierbei üblicherweise bei einer Temperatur im Bereich von 60°C bis 120°C betrieben. Innerhalb der zuvor beschriebenen dritten besonders bevorzugten Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es des Weiteren besonders bevorzugt, dass das Reaktionsgasgemisch das Reaktionsprodukt (P) Isopropylbenzol, die nicht kondensierbaren Reaktionsgase (G) Propylen und Propan, den Leichtsieder (L) Benzol und den Hochsieder (H) Diisopropylbenzol umfasst und wenn dieses Reaktionsgasgemisch einer ersten teilweisen Kondensation unter Rückfluss mit Ableitung zugeführt wird aus der ein erster Flüssigkeitsstrom umfassend die Gesamtheit des Diisopropylbenzol und einen Anteil von nicht mehr als 10 Gew.-% des Isopropylbenzol erhalten wird, ein zweiter Flüssigkeitsstrom umfassend das Isopropylbenzol erhalten wird, sowie ein erster Gasstrom umfassend das gesamte Propylen und mehr als 95 Gew.-% des Propan, sowie mehr als 90 Gew.-% des Benzol erhalten wird. Hierbei ist es ganz besonders bevorzugt, wenn der vorgenannte erste Gasstrom der zweiten teilweisen Kondensation unter Rückfluss mit Ableitung zugeführt wird, aus der ein zweiter Gasstrom erhalten wird, der mindestens je 70 Gew.-% an Propylen und Propan des der zweiten teilweisen Kondensation zugeführten ersten Gasstroms umfasst. Des Weiteren ird au dieser zweiten teilweisen Kondensation ein dritter Flüssigkeitsstrom umfassend mindesten 70 Gew.-% des der zweiten teilweisen Kondensation zugeführten Benzol und ein vierter Flüssigkeitsstrom umfassend mindesten 60 Gew.-% des der zweiten teilweisen Kondensation zugeführten Isopropylbenzols erhalten.
Der vorgenannte, erste und zweite Flüssigkeitsstrom wird gemäß der hier beschriebenen besonders bevorzugten Ausführung der dritten besonders bevorzugten Weiterentwicklung einer Destillationskolonne zugeführt. Hierbei wird der erste Flüssigkeitsstrom im Abtriebsteil der Kolonne zugeführt und der zweite Flüssigkeitsstrom im Verstärkungsteil der Kolonne zugeführt. Zwischen Abtriebs- und Verstärkungsteil der Kolonne wird das Reaktionsprodukt (P) abgenommen. Die beiden teilweisen Kondensationen gemäß der vorstehend dargestellten besonders bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung werden hierbei üblicherweise bei einem Druck im Bereich von 1 bis 5 bar, bevorzugt bei einem Druck von etwa 2 bar betrieben.
Die erste teilweise Kondensation wird bevorzugt im Bereich der Waschkolonne bei einer Temperatur im Bereich von 150°C bis 190°C betrieben und Kondensationswärmetauscher, sowie nachgeschalteter Auffangbehälter werden bei einer Temperatur im Bereich von 140°C bis 160°C betrieben.
Die zweite teilweise Kondensation wird bevorzugt im Bereich der Waschkolonne bei einer Temperatur im Bereich von 100°C bis 150°C betrieben und Kondensationswärmetauscher, sowie nachgeschalteter Auffangbehälter werden bei einer Temperatur im Bereich von 60°C bis 110°C betrieben.
Innerhalb der zuvor beschriebenen dritten besonders bevorzugten Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es des Weiteren ebenfalls besonders bevorzugt, dass das Reaktionsgasgemisch das Reaktionsprodukt (P) Ethylbenzol, die nicht kondensierbaren Reaktionsgase (G) Ethylen, Propylen und Ethan, den Leichtsieder (L) Benzol und den Hochsieder (H) Diethylbenzol umfasst und wenn dieses Reaktionsgasgemisch einer ersten teilweisen Kondensation unter Rückfluss mit Ableitung zugeführt wird aus der ein erster Flüssigkeitsstrom umfassend die Gesamtheit des Diethylbenzol und einen Anteil von nicht mehr als 10 Gew.-% des Ethylbenzol erhalten wird, ein zweiter Flüssigkeitsstrom umfassend das Ethylbenzol erhalten wird, sowie ein erster Gasstrom umfassend je mehr als 95 Gew.-% des Ethylen, Propylen und Ethan, sowie mehr als 20 Gew.-% des Benzol erhalten wird.
Hierbei ist es ganz besonders bevorzugt, wenn der vorgenannte erste Gasstrom der zweiten teilweisen Kondensation unter Rückfluss mit Ableitung zugeführt wird, aus der ein zweiter Gasstrom erhalten wird, der mindestens je 90 Gew.-% an Ethylen, Propylen und Ethan des der zweiten teilweisen Kondensation zugeführten ersten Gasstroms umfasst.
Des Weiteren wird aus dieser zweiten teil weisen Kondensation ein dritter Flüssigkeitsstrom umfassend mindesten 70 Gew.-% des der zweiten teilweisen Kondensation zugeführten Benzol und ein vierter Flüssigkeitsstrom umfassend mindesten 60 Gew.-% des der zweiten teilweisen Kondensation zugeführten Ethylbenzols erhalten. Der vorgenannte, erste und zweite Flüssigkeitsstrom wird gemäß der hier beschriebenen besonders bevorzugten Ausführung der dritten besonders bevorzugten Weiterentwicklung einer Destillationskolonne zugeführt. Hierbei wird der erste Flüssigkeitsstrom im Abtriebsteil der Kolonne zugeführt und der zweite Flüssigkeitsstrom im Verstärkungsteil der Kolonne zugeführt. Zwischen Abtriebs- und Verstärkungsteil der Kolonne wird das Reaktionsprodukt (P) abgenommen.
Die beiden teil weisen Kondensationen gemäß der vorstehend dargestellten besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden hierbei üblicherweise bei einem Druck im Bereich von 1 bis 3 bar, bevorzugt bei einem Druck von etwa 1 , 1 bar betrieben.
Die erste teilweise Kondensation wird bevorzugt im Bereich der Waschkolonne bei einer Temperatur im Bereich von 1 10°C bis 170° C betrieben und Kondensationswärmetauscher, sowie nachgeschalteter Auffangbehälter werden bei einer Temperatur im Bereich von 90°C bis 115°C betrieben. Die zweite teilweise Kondensation wird bevorzugt im Bereich der Waschkolonne bei einer Temperatur im Bereich von 70°C bis 100°C betrieben und Kondensationswärmetauscher, sowie nachgeschalteter Auffangbehälter werden bei einer Temperatur im Bereich von 50°C bis 80°C betrieben.
Innerhalb der zuvor beschriebenen vierten besonders bevorzugten Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfährens ist es besonders bevorzugt, dass das Reaktionsgasgemisch als Reaktionsprodukt (P) eine Mischung aus Benzol und Toluol, als nicht kondensierbare Reaktionsgase (G) Ethylen, Wasserstoff und Methan, sowie als Hochsieder (H) Wasser, Ethylbenzol und Styrol umfasst und wenn dieses Reaktionsgasgemisch einer ersten teilweisen Kondensation unter Rückfluss mit Phasen trennung zugeführt wird aus der ein erster Flüssigkeitsstrom umfassend die Gesamtheit des Styrol und einen Anteil von mindestens 99 Gew.-% des Ethylbenzol erhalten wird, ein zweiter Flüssigkeitsstrom umfassend mindestens 99 Gew.-% des Wassers erhalten wird, sowie ein erster Gasstrom umfassend mehr als 85 Gew.-% des Reaktionsproduktes erhalten wird.
Hierbei ist es ganz besonders bevorzugt, wenn der vorgenannte erste Gasstrom der zweiten teilweisen Kondensation unter Phasentrennung zugeführt wird, aus der ein zweiter Gasstrom erhalten wird, der mindestens je 90 Gew.-% an Wasserstoff, Methan und Ethylen des der zweiten teilweisen Kondensation zugeführten ersten Gasstroms umfasst.
Des Weiteren wird aus dieser zweiten teilweisen Kondensation ein dritter Flüssigkeitsstrom umfassend mindesten 70 Gew.-% des der zweiten teilweisen Kondensation zugeführten Reaktionsproduktes (P) und ein vierter Flüssigkeitsstrom umfassend das restliche Wasser des der zweiten teilweisen Kondensation zugeführten Gasstroms erhalten. Der vorgenannte, erste Flüssigkeitsstrom wird gemäß der hier beschriebenen besonders bevorzugten Ausführung der vierten besonders bevorzugten Weiterentwicklung einer Destillationskolonne zugeführt. Hierbei wird der erste Flüssigkeitsstrom zwischen Abtriebsteil und Verstärkungsteil der Kolonne zugeführt. Am Kopf der Kolonne wird das Reaktionsprodukt (P) abgenommen, am Boden der Kolonne wird Styrol entnommen.
Mögliche Austuhrungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im Folgenden mit Hilfe der Figuren und anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, ohne jedoch die Erfindung darauf zu begrenzen.
Die Figuren zeigen in der Fig. 1 ein Verfahrensfließbild gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 , in den Fig's. 2 ein Verfahrensfließbild gemäß dem Ausführungsbeispiel 2 (Fig. 2a) und 3 (Fig. 2b), in der Fig. 3 e in Verfahrensfl ießbild gemäß dem Ausführungsbeispiel 4, in der Fig. 4 ein Verfahrensfiießbild gemäß dem Ausführungsbeispiel 5 und 6 und i n der F i g . 5 ei n Verfahrensfließbild gemäß dem Ausführungsbeispiel 7.
Die Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform eines Kondensators für die erfindungsgemäße teilweise Kondensation. Einem solchen Kondensator wird ein Gasstrom (FS) zugeführt, der in einem Kondensationswärmetauscher teilweise kondensiert wird und diesen als Strom (PCS) umfassend mindestens eine flüssige Phase und eine Gasphase wieder verlässt. Dieser Strom (PCS) wird in einem Auffangbehälter mit Tropfenabscheider in einen Flüssigkeitsstrom (OSu) und einen Gasstrom (OSQ) getrennt. In den Fig. 1 und 2 ist ein möglicherweise in dieser Form ausgeführter Kondensator jeweils mit (Ci) bezeichnet.
Die Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Kondensators für die erfindungsgemäße teilweise Kondensation. Dieser Kondensator erlaubt die teilwei e Kondensation mit Rücklauf und Ableitung eines zweiten Flüssigkeitsstroms. Einem solchen Kondensator wird ein Gasstrom (FS) zugeführt. Dieser Gasstrom (FS) tritt in eine Waschkolonne mit Füllkörpern ein, wo er unter Rücklauf des Kondensats (RS) teilweise kondensiert wird. Die Waschkolonne verlässt ein erster Flüssigkeitsstrom (OSu) un d e i n G a s s t r o m ( G S ) . D er G a s s trom w i rd e i n e m Kondensationswärmetauscher wiederum teilweise kondensiert und tritt als Strom (PCS) umfassend mindestens eine flüssige Phase und eine Gasphase aus diesem aus. Dieser Strom (PCS) wird in einem Auffangbehälter mit Tropfenabscheider in einen Flüssigkeitsstrom und einen Gasstrom (OSG) getrennt, wobei der Flüssigkeitsstrom abgeteilt wird und zu diesem Anteil (OSL2) den Kondensator verlässt. Der andere Anteil dieses Flüssi gkei tsstroms wird als Kondensat (RS) der Waschkolonne wieder zugeführt. In den Fig. 1 bis 4 ist ein möglicherweise in dieser Form ausgeführter Kondensator jeweils mit (C22) bezeichnet. Die Fig. 8 zeigt noch eine Ausführungsform eines Kondensators für die erfindungsgemäße teilweise Kondensation. Einem solchen Kondensator wird ein Gasstrom (FS) zugeführt, der in einem Kondensationswärmetauscher teilweise kondensiert wird und diesen als Strom (PCS) umfassend zwei flüssige Phasen und eine Gasphase wieder verläset. Dieser Strom (PCS) wird in einem Auffangbehälter mit Tropfenabscheider in einen ersten Flüssigkeitsstrom (OSLi) und zweiten Flüssigkeitsstrom (OS) 2) und einen Gasstrom (OSG) getrennt. Die Trennung zwischen erstem Flüssigkeitsstrom (OSu) und zweitem Flüssigkeitsstrom (OSu) im Auffangbehälter erfolgt durch die schwerkraftbedingte Phasentrennung einer polaren und unpolaren flüssigen Phase unterschiedlicher Dichte. In den Fig. 3 und 5 ist ein möglicherweise in dieser Form ausgeführter Kondensator jeweils mit (C12) bezeichnet.
Die Fig. 9 zeigt noch eine weitere Ausführungsform eines Kondensators für die erfindungsgemäße teilweise Kondensation. Dieser ist insbesondere eine besondere Kombination der Erscheinungsformen gemäß der Fig. 7 und 8. In einem solchen Kondensator wird ein Gasstrom (FS) einer Waschkolonne wie in Fig. 7 zugeführt, der unter Rücklauf des Kondensats (RS) teilweise kondensiert wird. Die Waschkolonne verlässt ein erster Fiüssigkeitsstrom (OSu) und ein Gasstrom (GS), der in einem Kondensationswärmetauscher teilweise kondensiert wird und diesen als Strom (PCS) umfassend zwei flüssige Phasen und eine Gasphase wieder verlässt. Dieser Strom (PCS) wird in einem Auffangbehälter mit Tropfenabscheider in einen ersten Flüssigkeitsstrom (RS) und zweiten Flüssigkeitsstrom (OSL2) und einen Gasstrom (OSG) getrennt. Die Trennung zwischen erstem Flüssigkeitsstrom (RS) und zweitem Flüssigkeitsstrom (OSL2) im Auffangbehälter erfolgt durch die schwerkraftbedingte Phasentrennung einer polaren und unpolaren flüssigen Phase unterschiedlicher Dichte. Der erste Fiüssigkeitsstrom (RS) ist der Flüssigkeitsstrom umfassend die Phase mit höherer Dichte. Dieser wird der Waschkolonne wieder zugeführt. Der zweite Flüssigkeitsstrom (OSu) umfassend die flüssige Phase mit geringerer Dichte wird aus dem Kondensator herausgeführt. In der Fig. 5 ist ein möglicherweise in dieser Form ausgeführter Kondensator mit (C2 ) bezeichnet.
Die Fig. 10 zeigt einen Kondensator der Bauart und der Funktionsweise, wie dies bezüglich der Fig. 7 bereits beschrieben wurde, aber mit dem Unterschied, dass keine Ableitung eines zweiten Flüssigkeitsstroms vorgesehen ist.
Die Fig. 11 zeigt einen Kondensator der Bauart und der Funktionsweise, wie dies bezüglich der Fig. 9 bereits beschrieben wurde, aber mit dem Unterschied, dass zusätzlich eine Ableitung eines dritten Flüssigkeitsstroms (OSu) vorgesehen ist. Beispiele
Beispiel 1 : Verfahren gemäß erster besonders bevorzugter Weiterentwicklung angewendet auf Rcaktionsgasgemische umfassend das Reaktionsprodukt (P) Toluoldiamin (TDA)
Ausgehend von dem Beispiel 1 der GB 832939 wurde ein Reaktionsgasgemisch gemäß der Tabelle 1 erhalten.
Tabelle 1: Zustand und Zusammensetzung des Reaktionsgasgemisches im Strom (1) gem. Flg. 1
Figure imgf000024_0001
Dieses "Reaktionsgasgemisch wurde einem Verfahren, wie es im Fließbild der Fig. 1 dargestellt ist unterworfen. Hierzu wurde zunächst der Strom des Reaktionsgasgemisches (1 ) zusammengesetzt gemäß der Tabelle 1 in einem ersten Kondensator (ICi) gemäß der Fig. 6 bei einer Temperatur im Bereich von etwa 200°C bis 220°C teilweise kondensiert, so dass ein erster Flüssigkeitsstrom (3) zusammengesetzt, gemäß Angabe in Tabelle 2 und ein erster Gasstrom (2) zusammengesetzt gemäß Angabe in Tabelle 2, erhalten wurde.
Der erste Gasstrom (2) wurde sodann einer zweiten teil weisen Kondensation in einem zweiten
Kondensator (2Ci) gemäß der Fig. 6 unterworfen. Aus dieser Kondensation wurden ein zweiter Gasstrom (4) und ein zweiter Flüssigkeitsstrom (5) erhalten. Beide sind gemäß der Angabe in Tabelle 2 zusammengesetzt.
Der zweite Gasstrom (4) wurde einer dritten teilweisen Kondensation in einem dritten Kondensator (C22) gemäß der Fig. 7 unterworfen. Diese teilweise Kondensation wurde als teilweise Kondensation unter Rückfluss und mit Ableitung eines Teilstroms des Kondensats ausgeführt, so dass aus der dritten teilweisen Kondensation ein dritter (7) und ein vierter Flüssigkeitsstrom (8) erhalten wurde. Des Weiteren wurde aus der dritten teilweisen Kondensation ein dritter Gasstrom (6) erhalten. Der dritte und vierte Flüssigkeitsstrom (7, 8), wie auch der dritte Gasstrom (6) waren wiederum gemäß der Tabelle 2 zusammengesetzt. Die Temperatur in der Waschkolonne betrug im Bereich von 86°C bis 160°C, die Temperatur im Kondensationswärmetauscher und Auffangbehälter betrug im Bereich von 50°C bis 86°C. Die vorstehenden Bereiche entstanden aufgrund einer sich einstellenden Temperaturverteilung in den einzelnen Vorrichtungen.
Der erste Flüssigkeitsstrom (3) wurde einer Rektifikationskolonne (D) zwischen Abtriebs- und Verstärkungsteil zugeführt aus der ein Kopfstrom (9) und ein Sumpfstrom (10), zusammengesetzt wiederum gemäß der Tabelle 2, entnommen wurde.
Alle vorgenannten teil weise Kondensationen wurden bei Drücken von etwa 3 bar ausgeführt. D. h. es wurden die Drücke nicht über ein Maß hinaus erniedrigt, wie es sich durch den allgemeinen Druckverlust in den Strömen und oder Kondensatoren ohnehin ergeben würde. Tabelle 2: Zusammensetzung der Ströme gemäu Hg. 1 in Massenprozent von Strom (1)
Figure imgf000025_0001
Diese erfindungsgemäße Verfahrensvariante umgeht die Notwendigkeit der vollständigen Kondensation und Verdampfung des Wassers und des TDA's, enthalten in dem Reaktionsgasgemisch (1 ), was zu signifikanten F.nergieeinsparungen führt, indem die Enthalpie des Reaktionsgasgemisches maximal im Rahmen der vorgenannten teilweisen Kondensationen zur Trennung der Komponenten verwendet wird. Beispiel 2: Verfalireii gemäß erster und zweiter bevorzugter Weiterentwicklung umfassend angewendet auf Reaktionsgasgemi.se he umfassend das Reaktionsprodukt (P) Methanol
Es wurde ein Reaktionsgasgemisch gemäß der Tabelle 3 dem nachfolgend beschriebenen Verfahren unterworfen.
Tabelle 3: Zustand und Zusammensetzung des Reaktionsgasgemisches im Strom (1) gem. Bsp. 2
Figure imgf000026_0001
Dieses Reaktionsgasgemisch wurde einem Verfahren, wie es im Fließbild der Fig. 2a dargestellt ist, unterworfen. Hierzu wurde zunächst der Strom des Reaktionsgasgemisches (1) zusammengesetzt gemäß der Tabelle 3 in einem ersten Kondensator (C22) gemäß der Fig. 7 einer ersten teilweisen Kondensation unterworfen. Diese erste teilweise Kondensation wurde unter Rückfluss und mit Ableitung eines Teils des Kondensats ausgeführt, so dass ein erster Flüssigkeitsstrom (3) und ein zweiter Flüssigkeitsstrom (10) erhalten wurde. Der erste Kondensator (C22) wurde in der Waschkolonne bei einer Temperatur im Bereich 128°C bis 160°C und im Kondensationswärmetauscher und Auffangbehälter im Bereich von 78°C bis 1 16°C betrieben.
Aus dieser ersten teilweisen Kondensation wurde auch ein erster Gasstrom (2) erhalten, der einer zweiten teilweisen Kondensation in einem zweiten Kondensator (Ci) gemäß Fig. 6 zugeführt wurde. Diese zweite teilweise Kondensation wurde bei Temperaturen im Bereich von 40°C bis 78°C ausgeführt und aus dieser wurden ein zweiter Gassirom (4) und ein dritter Flüssigkeitsstrom (5) erhalten. Die Flüssigkeitsströme (5) und (10) wurden zusammen einem Stripper (V) zugeführt, aus dem ein Gasstrom (6) und ein Flüssigkeitsstrom (7) erhalten wurde. Der Flüssigkeitsstrom (3) wurde einer Rektifikationskolonne (D) zwischen Abtriebs- und Verstärkungsteil zugeführt, der im Abtriebsteil reiner Methanol entnommen wurde.
Tabelle 4% Zusammensetzung der Strome gemäß Kg. 2a in Massenprozent von Strom (1)
Figure imgf000027_0001
Die jeweiligen Ströme (2-12) sind gemäß der Tabelle 4 zusammengesetzt. Das Verfahren wurde mit Ausnahme des vorgenannten Strippers (V) und der Rektifikationskolonne (D) bei Drücken von etwa 50-100 bar ausgeführt. Der Stripper (V) und die Rektifikationskolonne (D) wurden bei einem Druck unterhalb von 50 bar, und zwar bei ungefähr Umgebungsdruck (1013 hPa), betrieben. D. h. es wurden die Drücke nicht über ein Maß hinaus erniedrigt, wie es sich durch den allgemeinen Druckverlust in den Strömen und/oder Kondensatoren ohnehin ergeben würde.
Diese erfindungsgemäße Verfahrensvariante umgeht die Notwendigkeit der vollständigen Kondensation und Verdampfung des Methanols, enthalten in dem Reaktionsgasgemisch (1), was zu signifikanten Energieeinsparungen führt, indem die Enthalpie des Reaktionsgasgemisches maximal im Rahmen der vorgenannten teilweisen Kondensationen zur Trennung der Komponenten verwendet wird.
Beispiel 3: Verfahren gemäß erster und zweiter bevorzugter Weiterentwicklung umfassend angewendet auf Reaktionsgasgeniisc he umfassend das Reaktionsprodukt (F) Benzol
Es wurde ein Reaktionsgasgemisch gemäß der Tabelle 5 dem nachfolgend beschriebenen Verfahren unterworfen.
Tabelle 5: Zustand und Zusammensetzung des Reaktionsgasgemisches Im Strom (1) gem. Bsp. 3
Figure imgf000029_0001
Dieses Reaktionsgasgemisch wurde ebenfalls einem Verfahren, wie es im Fließbild der Fig. 2b dargestellt ist, unterworfen. Hierzu wurde zunächst der Strom des Reaktionsgasgemisches ( 1 ) zusammengesetzt gemäß der Tabelle 5 in einem ersten Kondensator (C22) gemäß der Fig. 7 einer ersten teilweisen Kondensation unterworfen. Diese erste teilweise Kondensation wurde unter Rückfluss und mit Ableitung eines Teils des Kondensats ausgeführt, so dass ein erster Flüssigkeitsstrom (3) und ein zweiter Flüssigkeitsstrom (10) erhalten wurde.
Der erste Kondensator (C22) wurde in der Waschkolonne bei einer Temperatur im Bereich 1 6°C bis 220°C und im Kondensationswärmetauscher und Auffangbehälter im Bereich von 75°C bis 146°C betrieben.
Aus dieser ersten teilweisen Kondensation wurde auch ein erster Gasstrom (2) erhalten, der einer zweiten teilweisen Kondensation in einem zweiten Kondensator (Ci) gemäß Fig. 6 zugeführt wurde. Diese zweite teilweise Kondensation wurde bei Temperaturen im Bereich von 50°C bis 75°C ausgeführt und aus dieser wurden ein zweiter Gasstrom (4) und ein dritter Flüssigkeitsstrom (5) erhalten. Die Flüssigkeitsströme (5) und (10) wurden zusammen einem Stripper (V) zugeführt, aus dem ein Gasstrom (6) und ein Flüssigkeitsstrom (7) erhalten wurde. Der Flüssigkeitsstrom (3) wurde einer Rektifikationskolonne (D) zwischen Abtriebs- und Verstärkungsteil zugeführt, der im Abtriebsteil reiner Methanol entnommen wurde.
Die jeweiligen Ströme (2-10) sind gemäß der Tabelle 4 zusammengesetzt. Das Verfahren wurde mit Ausnahme des vorgenannten Strippers bei Drücken von etwa 75 bar ausgeführt. D.h. es wurden die Drücke nicht über ein Maß hinaus erniedrigt, wie es sich durch den allgemeinen Druckverlust in den Strömen und/oder Kondensatoren ohnehin ergeben würde. Tabelle 6: Zusammensetzung der Ströme gemäß Fig. 2b in Massenprozeat von Strom (1)
Figure imgf000030_0001
Diese erfindungsgemäße Verfahrensvariante umgeht die Notwendigkeit der vol lständigen Kondensation und Verdampfung des Benzols enthalten in dem Reaktionsgasgemisch (1 ), was zu signifikanten Energieeinsparungen führt, indem die Enthalpie des Reaktionsgasgemisches maximal im Rahmen der vorgenannten teilweisen Kondensationen zur Trennung der Komponenten verwendet wird. Beispiel 4: Verfahren gemäß zweiter besonders bevorzugter Weiterentwicklung angewendet auf Reaktionsgasgemische umfassend als Reaktionsprodukt (F) ein Gemisch ans Anilin und Phenol.
Es wurde ein Reaktionsgasgemisch gemäß der Tabelle 7 dem nachfolgend beschriebenen Verfahren unterworfen.
Tabelle 7: Zustand und Zusammensetzung des Reaktionsgasgemisches im Strom (1) gem. Fig. 3
Figure imgf000031_0001
Dieses Reaktionsgasgemisch wurde einem Verfahren, wie es im Fließbild der Fig. 3 dargestellt ist unterworfen. Hierzu wurde zunächst der Strom des Reaktionsgasgemisches (1 ) zusammengesetzt gemäß der Tabelle 7 in einem ersten Kondensator (C22) gemäß der Fig. 7 einer ersten teilweisen Kondensation unterworfen.
Diese erste teilweise Kondensation wurde unter Rückfluss und mit Ableitung eines Teils des Kondensats ausgeführt, so dass ein erster Flüssigkeitsstrom (3) und ein zweiter Flüssigkeitsstrom (4) erhalten wurde. Der erste Kondensator (C22) wurde in der Waschkolonne bei einer Temperatur im Bereich 145°C bis 147°C und im Kondensationswärmetauscher und Auffangbehälter im Bereich von 1 18°C bis 145°C betrieben.
Aus dieser ersten teilweisen Kondensation wurde auch ein erster Gasstrom (2) erhalten, der einer zweiten teilweisen Kondensation mit Phasentrennung in einem zweiten Kondensator (Ci2) gemäß Fig. 8 zusammen mit dem Kopfstrom (12) aus einer zweiten Rektifikationskolonne (D2) zugeführt wurde.
Diese zweite teilweise Kondensation wurde bei Temperaturen im Bereich von 60°C bis 1 18°C ausgeführt und aus dieser wurde ein zweiter Gasstrom (5) und ein dritter (7) und vierter Flüssigkeitsstrom ( 1) erhalten. Der dritte Flüssigkeitsstrom (7) enthielt im Wesentlichen die unpolaren Komponenten und der vierte Fiüssigkeitsstrom (11) die polaren Komponenten. Der vierte Flüssigkeitsstrom (11) wird einer zweiten Rektifikationskolonne (D2) zugeführt, aus der ein weiterer Fiüssigkeitsstrom (6), umfassend im Wesentlichen Wasser und ein Kopfstrom (12) umfassend im Wesentlichen Ammoniak und Wasser, erhalten wurde.
Tabelle 8: Zusammensetzung der Ströme gemäß Kg. 3 in Massenprozent von Strom (1)
Figure imgf000032_0001
Die F lüssigkeitsströme (3), (4) und (7) wurden getrennt von einander an verschiedenen Stellen einer ersten Rektifikationskolonne (D) zugeführt. Hierbei wurden die Flüssigkeitsströme (4) und (7) dem Verstärkungsteil und der Flüssigkeitsstrom (3) dem Abtriebsteil der Rektifikationskolonne (D) zugeführt. Es zeigte sich, dass es unerheblich ist, ob die Ströme (4) und (7) getrennt oder zusammen der ersten Rektifikationskolonne (Di) zugeführt wurden. Wesentlich war nur, dass sie der ersten Rekti fikationskolonne (Di) im Verstärkungsteil zugeführt wurden, während der Strom (3) dem Abtriebsteil zugeführt wurde. Zwischen Abtriebs- und Verstärkungsteil wurde ein reines Gemisch (10) von Anilin und Phenol entnommen.
Die jeweiligen Ströme (2-1 1 ) sind gemäß der Tabelle 8 zusammengesetzt. Das Verfahren wurde mit Ausnahme der Rektifikationskolonnen (D D2) bei Drücken von etwa 5 bar ausgeführt. Die Rektifikationskolonnen (Di, D2) wurden bei absoluten Drücken im Bereich von 100 bis 600 mbar betrieben. D. h. es wurden die Drücke im Wesentlichen nicht über ein Maß hinaus erniedrigt, wie es sich durch den allgemeinen Druckverlust in den Strömen und/oder Kondensatoren ohnehin ergeben würde. Diese erfindungsgemäße Verfahrensvariame umgeht die Notwendigkeit der vollständigen Kondensation und Verdampfung des Anilin enthalten in dem Reaktionsgasgemisch ( 1 ), was zu signifikanten Energieeinsparungen führt, indem die Enthalpie des Reaktionsgasgemisches maximal im Rahmen der vorgenannten teilweisen Kondensationen zur Trennung der Komponenten verwendet wird.
Beispiel 5: Verfahren gemäß dritter besondere bevorzugter Weiterentwicklung angewendet auf Reaktionsgasgemische umfassend das Reaktionsprodukt (P) Isopropylbcnzol
Es wurde ein Reaktionsgasgemisch gemäß der Tabelle 9 dem nachfolgend beschriebenen Verfahren unterworfen.
Tabelle 9: Zustand und Zusammensetzung des Reaktionsgasgeniisches im Strom (1) gem. Bsp. 5
Figure imgf000034_0001
Dieses Reaktionsgasgemisch wurde einem Verfahren, wie es im Fließbild der Fig. 4 dargestellt ist unterworfen. Hierzu wurde zunächst der Strom des Reaktionsgasgemisches (1) zusammengesetzt gemäß der Tabelle 9 in einem ersten Kondensator (IC22) gemäß der Fig. 7 einer ersten teilweisen Kondensation unterworfen. Diese erste teilweise Kondensation wurde unter Rückfluss und mit Ableitung eines Teils des Kondensats ausgeführt, so dass ein erster Flüssigkeitsstrom (3) und ein zweiter Flüssigkeitsstrom (4) erhalten wurde.
Der erste Kondensator (IC22) wurde in der Waschkolonne bei einer Temperatur im Bereich 156°C bis 190°C und im Kondensationswärmetauscher und Auffangbehälter im Bereich von 145°C bis 156°C betrieben.
Aus dieser ersten teilweisen Kondensation wurde auch ein erster Gasstrom (2) erhalten, der einer zweiten teilweisen Kondensation unter Rückfluss mit Ableitung in einem zweiten Kondensator (2C22) gemäß Fig. 7 zugeführt wurde. Aus dieser zweiten teilweisen Kondensation wurde ein dritter (6) und ein vierter (7) Flüssigkeitsstrom neben einem zweiten Gasstrom (5) erhalten.
Der zweite Kondensator (2C22) wurde in der Waschkolonne bei einer Temperatur im Bereich 102°C bis 145°C und im Kondensationswärmetauscher und Auffangbehälter im Bereich von 65°C bis 102°C betrieben.
Tabelle 10: Zusammensetzung der Ströme gemäß Kg. 4 in Massenprozent von Strom (1) in Bsp. 5
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Die Flüssigkeitsströme (3), (4) und (7) wurden zusammen einer Rektifikationskolonne (D) zugeführt. Hierbei wurden die Flüssigkeitsströme (4) und (7) dem Verstärkungsteil und der Flüssigkeitsstrom (3) dem Abtriebsteil der Rektifikationskolonne zugeführt. Zwischen Abtriebs- und Verstärkungsteil wurde reines Isopropylbenzol (10) entnommen. Daneben wurden der Kolonne ein Kopfstrom (8) und Sumpfstrom (9) entnommen.
Die jeweiligen Ströme (2-10) sind gemäß der Tabelle 10 zusammengesetzt. Das Verfahren wurde bei Drücken von etwa 2 bar ausgeführt. D. h. es wurden die Drücke nicht über ein Maß hinaus erniedrigt, wie es sich durch den allgemeinen Druckverlust in den Strömen und/oder Kondensatoren ohnehin ergeben würde.
Diese erfindungsgemäße Verfahrensvariante umgeht die Notwendigkeit der vollständigen
Kondensation und Verdampfung des Benzol und Isopropylbenzol enthalten in dem Reaktionsgasgemisch (1 ), was zu signifikanten F.nergieeinsparungen führt, indem die Enthalpie des
Reaktionsgasgemisches maximal im Rahmen der vorgenannten teilweisen Kondensationen zur Trennung der Komponenten verwendet wird. Beispiel 6: Verfahren gemäß dritter besonders bevorzugter Weiterentwicklung angewendet auf Reaktionsgasgemische umfassend das Reaktionsprodukt (P) Ethylbcnzol
Es wurde ein Reaktionsgasgemisch gemäß der Tabelle 1 1 dem nachfolgend beschriebenen Verfahren unterworfen.
Tabelle 11 : Zustand und Zusammensetzung des Reak tionsgasgcniisches im Strom (1) gem. Bsp. 6
Figure imgf000036_0001
Dieses Reaktionsgasgemisch wurde ebenfalls einem Verfahren, wie es im Fließbild der Fig. 4 dargestellt ist unterworfen. Hierzu wurde zunächst der Strom des Reaktionsgasgemisches (1) zusammengesetzt gemäß der Tabelle 11 in einem ersten Kondensator (IC22) gemäß der Fig. 7 einer ersten teilweisen Kondensation unterworfen.
Diese erste teilweise Kondensation wurde unter Rückfluss und mit Ableitung eines Teils des Kondensats ausgeführt, so dass ein erster Flüssigkeitsstrom (3) und ein zweiter Flüssigkeitsstrom (4) erhalten wurde.
Der erste Kondensator (IC22) wurde in der Waschkolonne bei einer Temperatur im Bereich 1 1°C bis 170°C und im Kondensationswärmetauscher und Auffangbehälter im Bereich von 90°C bis 1 1 1 °C betrieben. Aus dieser ersten teilweisen Kondensation wurde auch ein erster Gasstrom (2) erhalten, der einer zweiten teilweisen Kondensation unter Rückfluss mit Ableitung in einem zweiten Kondensator (2C22) gemäß Fig. 7 zugeführt wurde. Aus dieser zweiten teilweisen Kondensation wurden ein dritter (6) und ein vierter (7) Flüssigkeitsstrom neben einem zweiten Gasstrom (5) erhalten.
Der zweite Kondensator (2CK) wurde in der Waschkolonne bei einer Temperatur im Bereich 78°C bis 90CC und im Kondensationswärmetauscher und Auffangbehälter im Bereich von 55°C bis 78°C betrieben.
Tabelle 12: Zusammensetzung der Ströme gemäß Flg. 4 In Massenprozent von Strom (1) in Bsp. 6
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Die Flüssigkeitsströme (3), (4) und (7) wurden zusammen einer Rektifikationskolonne (D) zugeführt. Hierbei wurden die Flüssigkeitsströme (4) und (7) dem Verstärkungsteil und der Flüssigkeitsstrom (3) dem Abtriebsteil der Rektifikationskolonne zugeführt. Zwischen Abtriebs- und Verstärkungsteil wurde reines Isopropylbenzol (10) entnommen. Daneben wurden der Kolonne ein Kopfstrom (8) und
Sumpfstrom (9) entnommen.
Die jeweiligen Ströme (2-10) sind gemäß der Tabelle 12 zusammengesetzt. Das Verfahren wurde bei Drücken von etwa 1 ,1 bar ausgeführt. D. h. es wurden die Drücke nicht über ein Maß hinaus erniedrigt, wie es sich durch den allgemeinen Druckverlust in den Strömen und/oder Kondensatoren ohnehin ergeben würde.
Diese erfindungsgemäße Verfahrensvariante umgeht die Notwendigkeit der vollständigen Kondensation und Verdampfung des Benzol und Ethylbenzol enthalten in dem Reaktionsgasgemisch (1), was zu signifikanten Energieeinsparungen fuhrt, indem die Enthalpie des Reaktionsgasgemisches maximal im Rahmen der vorgenannten teilweisen Kondensationen zur Trennung der Komponenten verwendet wird.
Beispiel 7: Verfahren gemäß vierter besonders bevorzugter Weiterentwicklung angewendet auf Reaktionsgasgemische umfassend als Reaktionsprodukt (P) ein Gemisch aus Benzol und Toluol.
Es wurde ein Reaktionsgasgemisch gemäß der Tabelle 13 dem nachfolgend beschriebenen Verfahren unterworfen.
Tabelle 13: Zustand und Zusammensetzung des Reaktionsgasgemisches im Strom (1) gem. Fig. 5
Figure imgf000039_0001
Dieses Reaktionsgasgemisch wurde einem Verfahren, wie es im Fließbild der Fig. 5 dargestellt ist unterworfen. Hierzu wurde zunächst der Strom des Reaktionsgasgemisches (1) zusammengesetzt gemäß der Tabelle 13 in einem ersten Kondensator (C24) gemäß der Fig. 9 einer ersten teilweisen Kondensation unterworfen. Die erste teilweise Kondensation wurde unter Rückfluss und mit Phasenabscheidung ausgeführt, so dass ein erster Flüssigkeitsstrom (3) und ein zweiter Flüssigkeitsstrom (4) erhalten wurde. Der erste Flüssigkeitsstrom (3) enthielt im Wesentlichen die unpolaren Komponenten, während der zweite Flüssigkeitsstrom (4) im Wesentlichen die polaren Komponenten umfasste, d. h. das Wasser zusammen mit mitgeschleppten Gasresten an Methan und Ethylen. Der erste Kondensator (C24) wurde in der Waschkolonne bei einer Temperatur im Bereich 72°C bis 250°C und im Kondensationswärmetauscher und Auffangbehälter im Bereich von 65 °C bis 72°C betrieben.
Aus dieser ersten teilweisen Kondensation wurde auch ein erster Gasstrom (2) erhalten, der einer zweiten teilweisen Kondensation mit Phasentrennung in einem zweiten Kondensator (C12) gemäß Fig. 8, zugeführt wurde.
Tabelle 14: Zusammensetzung der Ströme gemäß Fig. 5 in Massenprozent von Strom (1)
Figure imgf000040_0001
Diese zweite teilweise Kondensation wurde bei Temperaturen im Bereich von 35°C bis 65°C ausgeführt und aus dieser wurde ein zweiter Gasstrom (5) und ein dritter (6) und vierter Flüssigkeitsstrom (7) erhalten. Der dritte Flüssigkeitsstrom (6) enthielt im Wesentlichen die unpolaren Komponenten und der vierte Flüssigkeitsstrom (7) die polaren Komponenten in Form reinen Wassers.
Der Flüssigkeitsstrom (3) wurde einer Rektifikationskolonne (D) zwischen Abtriebs- und Verstärkungsteil zugeführt. Am Kopf der Kolonne (D) wurde reines Reaktionsprodukt (8) in Form eines Gemisches aus Benzol und Toluol entnommen. Kurz unterhalb des Kolonnenkopfes wurde in einem weiteren Strom (10) reines Ethylbenzol entnommen und am Boden der Kolonne wurde reines Styrol (9) entnommen. Die jeweiligen Ströme (2-10) sind gemäß der Tabelle 14 zusammengesetzt. Das Verfahren wurde bei Drücken von etwa 1 ,5 bar ausgeführt. D. h. es wurden die Drücke nicht über ein Maß hinaus erniedrigt, wie es sich durch den allgemeinen Drackverlust in den Strömen und/oder Kondensatoren ohnehin ergeben würde. Diese erfindungsgemäße Verfahrensvariante umgeht die Notwendigkeit der vollständigen Kondensation und Verdampfung von Benzol und Toluol und erlaubt darüber hinaus die weitere Trennung der Komponenten Benzol und Toluol ohne weitere Destillatioaskolonne. Dies führt zu signifikanten Energieeinsparungen, indem die Enthalpie des Reaktionsgasgemisches maximal im Rahmen der vorgenannten teilweisen Kondensationen zur Trennung der Komponenten verwendet wird.

Claims

Palentansprüche:
1. Verfahren zur vereinfachten Abtrennung eines Reaktion sprodukts (P) aus
Reaktionsgasgemischen einer Temperatur oberhalb von Raumtemperatur (23°C) bestehend aus dem vorgenannten Reaktionsprodukt (P), mindestens einem Leichtsieder (L) und/oder nicht kondensierbaren Reaktionsgas (G) und mindestens einem Hochsieder (H) umfassend mindestens einen Destillations- und oder Rektifikationsschritt, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem mindestens einen Destillations- und oder Rektifikationsschritt das Reaktionsgasgemisch mindestens zwei teilweisen Kondensationsschritten unterzogen wird in denen in mindestens einem a) ersten teilweisen Kondensationsschritt mindestens 80 Gew.-% der dem diesem ersten teilweisen Kondensationsschritt zugeführten Hochsieder (H) kondensiert werden und aus dem somit mindestens ein Flüssigkeitsstrom umfassend Hochsieder (H) und gegebenenfalls R eaktionsprodukt (P), sowie ein Gasstrom umfassend das Reaktionsprodukt (P) erhalten wird, und in einem b) zweiten teilweisen Kondensationsschritt höchstens 5 Gew. -% der diesem zweiten teilweisen Kondensationsschritt zugeführten Leichtsieder (L) und/oder nicht kondensierbaren Reaktionsgase (G) kondensiert werden und aus dem somit mindestens ein Flüssigkeitsstrom umfassend das zugeführte Reaktionsprodukt (P), sowie ein Gasstrom umfassend die zugeführten Leichtsieder (L) und/oder nicht kondensierbaren Reaktionsgase (G) erhalten wird, wobei
1) mindestens einer der Flüssigkeitsströme, die Reaktionsprodukt (P) umfassen dem mindestens einen Destillations- und/oder Rektifikationsschritt an einer Stelle der Destillations- und/oder Rektifikationskolonne zugeführt werden, die oberhalb der Stelle liegt von der aus dieser Destillations- und oder Rektifikationskolonne das
Reaktionsprodukt (P) abgezogen wird, und/oder
2) mindestens einer der Flüssigkeitsströme, die Hochsieder (H) umfassen dem mindestens einen Destillations- und/oder Rektifikationsschritt an einer Stelle der Destillations- und/oder Rektifikationskolonne zugeführt werden, die unterhalb der Stelle liegt von der aus dieser Destillations- und/oder Rektifikationskolonne das
Reaktionsprodukt (P) abgezogen wird. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass di e erste teilwei se Kondensation gemäß dem Schritt a) und die zweite teilweise Kondensation gemäß dem
Schritt b) direkt hintereinander ausgeführt werden, wobei der Gasstrom aus der ersten teilweisen Kondensation der zweiten teilweisen Kondensation unmittelbar zugeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der aus der zweiten teil weisen Kondensation erhaltene Gasstrom umfassend auch Reaktionsprodukt (P) einer dritten teilweisen Kondensation zugeführt wird, in der mindestens 80 Gew.-% des der dritten teilweisen Kondensation zugeführten Reaktionsproduktes (P) kondensiert werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der teilweisen Kondensationen unter Rückfluss des Kondensats dieser teilweisen Kondensation ausgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des rückgeführten Kondensats abgeleitet und als weiterer Flüssigkeitsstrom aus dieser teilweisen Kondensation herausgeführt wird.
Verfahren gemäß eines der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der teilweisen Kondensationen auch eine Phasenseparation zwischen zwei flüssigen, miteinander unter den Bedingungen der teilweisen Kondensation nicht vollständig mischbaren Phasen umfasst.
Verfahren gemäß eines der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsgasgemisch das Reaktionsprodukt (P) Toluoldiamin, die nicht kondensierbaren
Reaktionsgase (G) Wasserstoff und Stickstoff, den Leichtsieder (L) Wasser und Hochsieder eines Siedepunktes von mehr als 300°C bei Umgebungsdruck (1013 hPa) umfasst.
Verfahren gemäß eines der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsgasgemisch das Reaktionsprodukt (P) Methanol, die nicht kondensierbaren Reaktionsgase (G) Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Wasserstoff, Stickstoff und Methan, den Leichtsieder (L) Dimethylether und die Hochsieder (H) Wasser und Ethanol umfasst oder dass das Reaktionsgasgemisch das Reaktionsprodukt (P) Benzol, die nicht kondensierbaren Reaktionsgase (G) Wasserstoff, Stickstoff und Methan und den Hochsieder (H) Toluol, umfasst. 9. Verfahren gemäß eines der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsgasgemisch als Reaktionsprodukt (P) ein Gemisch aus Benzol und Toluol, als nicht kondensierbare Reaktionsgase (G) F.thylen, Wasserstoff und Methan, sowie als Hochsieder (H) Wasser, F.thylbenzol und Styrol umfasst.
Verfahren gemäß eines der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsgasgemisch das Reaktionsprodukt (P) Isopropylbenzol, die nicht kondensierbaren Reaktionsgase (G) Propylen und Propan, den Leichtsieder (L) Benzol und den Hochsieder (H) Diisopropylbenzol oder das Reaktionsprodukt (P) Ethylbenzol, die nicht kondensierbaren Reaktionsgase (G) Ethylen, Propylen und Ethan, den Leichtsieder (L) Benzol und den Hochsieder (H) Diethylbenzol, umfasst.
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