WO2014122044A1 - Verfahren zur abtrennung von acrolein aus dem prozessgas einer heterogen katalysierten oxidation von propen - Google Patents

Verfahren zur abtrennung von acrolein aus dem prozessgas einer heterogen katalysierten oxidation von propen Download PDF

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WO2014122044A1
WO2014122044A1 PCT/EP2014/051573 EP2014051573W WO2014122044A1 WO 2014122044 A1 WO2014122044 A1 WO 2014122044A1 EP 2014051573 W EP2014051573 W EP 2014051573W WO 2014122044 A1 WO2014122044 A1 WO 2014122044A1
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acrolein
organic phase
phase
quenching
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PCT/EP2014/051573
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Wolfgang BÖCK
Wolfgang Taugner
Udo Gruber
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Evonik Industries Ag
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    • C07C45/35—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds in propene or isobutene

Definitions

  • the oxidation of the propene takes place in introduced in Rohrbündelrekatoren catalysts at elevated temperatures (300 - 400 ° C) and slightly elevated pressure.
  • steam and other inert gases are often added to the feed gas in order to stay outside the ignition limits with the feed gas composition.
  • the heat of reaction is usually dissipated by a liquid salt melt which circulates through the shell space of the tube bundle reactor.
  • Catalysts are given a variety of mixed oxide systems containing molybdenum, bismuth, iron, cobalt, nickel, and other promoters as a basis, for example as indicated in PCT application WO 2008/046843 or WO
  • Supported catalysts eg as shell catalysts are used. all
  • Reaction systems is common that in the oxidation reaction in addition to the target product acrolein also various other by-products are formed (u.a.
  • high-boiling wastewater is usually disposed of thermally. But it can also be taken other disposal routes.
  • the acrolein is then washed out (absorbed) from the process gas stream which has been pre-purified in this way, since condensation results from the dilution and the low boiling point would be completely uneconomical. From the obtained sorbate solution, the acrolein and the remaining low boilers are distilled off. The acrolein-freed sorbent can then be used again for the absorption of acrolein.
  • the sorption liquid used is usually water or a mixture of water and an organic solvent.
  • the acrolein can be further distilled to separate the low boilers. From the cited and many other references it is known that acrolein, or acrylic acid, formaldehyde or allyl alcohol easily polymerize. Therefore stabilizer is added in the workup part or the acrolein itself in order to reduce the polymerization tendency. It has been found suitable for this purpose, e.g. Hydroquinone, but there are also a variety of other stabilizer systems
  • DE 2263496 describes a process for preparing acrylic acid and acrolein in which the acrolein- and acrylic acid-containing gas mixture coming from a catalytic gas-phase oxidation of propene for the extractive removal of acylic acid is passed through a washing liquid which is a mixture of water and organic liquid , The resulting high-boiling, acrylic acid-containing aqueous / organic solution is separated off as the bottom phase.
  • high-boiling organic extractant in particular 2-ethylhexanol is used.
  • the acrylic acid is separated in several work-up steps by distillation from the aqueous / organic solution.
  • WO 2010044990 A1 describes a process for the extractive removal of acrylic acid from the wastewater of an acrolein process with the aid of liquefied C 3 gases, propylene and / or propane as extractant with the aim of recovering acrylic acid. This method allows for easy distillative removal of the solvent from the acrylic acid-containing extraction solution, which is an advantage over higher-boiling extractants.
  • WO2001096271 producing acrolein finally disclosed starting with an absorbance of propylene / propane in an organic solvent (C 8- 2o alkane or alkene), then in which propylene / propane z. B. by distillation (claim 4) is separated from the absorbent (claims 1, 3). Entrained absorbent is then washed out with water from the propylene / propane stream. The resulting mixture of water / organic solvents is prepared by phase separation so that the two phases are reused separately in the process (page 59, line 1 - page 60, line 8).
  • the present invention therefore has for its object a process for the separation of acrolein from the process gas of a heterogeneously catalyzed oxidation of propene to provide, with the addition of an organic solvent in the
  • Processing part allows an increase in the operating time of the system, while avoiding the disadvantages of the known processes, and in particular a
  • heterogeneous catalyst in the presence of a diluent gas in a reaction stage to produce an acrolein-containing
  • Quenching stage consisting of bottom, middle and top parts for the separation of by-products in the presence of water and an organic phase containing hardly any water-soluble organic solvent
  • a sparingly water-soluble organic solvent is understood in particular to mean an organic solvent which has a water solubility of ⁇ 20 g / l, preferably of ⁇ 6.0 g / l, particularly preferably of ⁇ 2.0 g / l, each at 20 ° C.
  • a collecting bottom is preferably installed at the lower end of the head part, above which the discharge of the organic / aqueous phase to the phase separator I is (see FIG Intermediate sump particularly well liquid can be discharged.
  • step C1 in addition to or instead of the non-condensable gas stream (non-condensable process gas) further inert gases, such as
  • Incinerator can be used as a diluent gas.
  • the process thus makes it possible overall to increase the operating time of the plant and the throughput of educt or product streams.
  • Constant maintenance of the content of organic phase thereby enabling a stable driving style.
  • Bottom part of the absorption stage and / or the distillation stage is introduced.
  • the organic solvent is preferably in mixed the feed stream of the organic phase to the absorption stage or introduced separately below this position. In the case of solvent entry into the bottom of the distillation stage, this measure also prevents the penetration of the solvent or of the organic phase into the top part of the distillation stage and thus into the product acrolein.
  • Preferably used is an organic solvent having a boiling point at atmospheric pressure of 150 to 230 ° C, more preferably 170 to 190 ° C.
  • an organic solvent having a boiling point at atmospheric pressure of 150 to 230 ° C, more preferably 170 to 190 ° C.
  • Stripping gas is used here in particular the process gas.
  • organic solvent is a branched or
  • Acrylic acid with the formation of acrylic acid esters ie in the case of 2-ethylhexanol to 2-ethylhexyl acrylate or with acetic acid to 2-ethylhexyl acetate and with formaldehyde to 2-ethylhexylformal and 2-Ethylhexyldiformal, these process products are together with the solvent part of the organic phases used in the invention , which are also referred to in this context as a solvent matrix (LM).
  • LM solvent matrix
  • the solvent matrix should also have a good uptake capacity for oligomers formed and other organic by-products, which is the case in a special way with the organic phases formed from the abovementioned alcohols.
  • the process according to the invention is that, based on the amount of propene introduced into the reaction stage A), between 0.05 and 1% by weight, preferably between 0.1 and 0.5% by weight, of organic solvent is added, preferably as much organic Solvent is supplemented that a constant content of organic phase is maintained. This can be done by
  • the acrolein-containing gas stream from A) reaches the bottom part of the corresponding step B) at a temperature of 200-280 ° C., in particular 220-250 ° C.
  • the process gas is already cooled in the aftercooler of the reaction stage A to lower the cooling water requirement in the quenching stage. Higher temperatures would also increase the formation of by-products.
  • the bottom temperature between 60 and 90 ° C at a pressure in the top of 1, 2 to 1, 8 bar (absolute pressure) is adjusted so that no separate organic phase in the bottom part of the quench B is present.
  • the bottom temperature of the quenching stage B is particularly preferably adjusted by removing a partial flow of the liquid condensed there and, after appropriate cooling, returning it to the lower third of the quenching stage B (lower recirculation). Uniform feeding and temperature adjustment, especially via external heat exchangers, is possible in this way.
  • a partial stream is removed from the process from the removed partial stream of the condensed liquid.
  • a constant liquid level in the bottom of the column and a largely constant proportion of by-products is achieved.
  • a partial stream of the condensate present in the top part of the quenching stage B is removed, preferably on ⁇ 20 ° C cooled and the top of the quenching stage B is fed again, whereby the entering from the Mitteilteil the quenching stage B acrolein-containing gas stream is cooled and continuously further condensate is generated, which is returned as reflux in the middle part of the quenching stage (upper recirculation ).
  • a partial stream of the condensate from the top of the quench stage B is fed to the phase separation I.
  • phase separation I is carried out at a temperature of from 8 to 60 ° C., preferably from 10 to 50 ° C., particularly preferably from 12 to 40 ° C. This is especially an optimal
  • phase separation I is carried out with a residence time of from 0.5 to 20 minutes, preferably from 1 to 10 minutes. These conditions also contribute to an optimal separation of the organic phase with the existing solvent with minimal losses.
  • Also preferred according to the invention is a process in which the aqueous fraction I from the phase separation I is at least partially supplied to the reflux of the condensate produced from the quenching stage B.
  • Another preferred method according to the invention is a method in which the elements derived from
  • aqueous solution sorbent solution
  • the sorption solution from the distillation is used immediately in situ and virtually lossless and minimizes the total amount of waste streams. Through this By way of operation, the residence time in the phase separation II can be adjusted so that optimum separation of the organic phase becomes possible.
  • phase separator II operated according to the invention, in addition to a sufficiently long residence time, the choice of a suitable phase separator II operated according to the invention, in addition to a sufficiently long residence time, the choice of a suitable phase separator II operated according to the invention, in addition to a sufficiently long residence time, the choice of a suitable phase separator II operated according to the invention, in addition to a sufficiently long residence time, the choice of a suitable phase separator II operated according to the choice of a suitable
  • Phase separation II at a temperature of 10 to 90 ° C, preferably from 15 to 60 ° C, more preferably from 20 to 40 ° C is performed. This ensures optimal separation of the organic phase with the solvent present at the given viscosities with minimal losses. Also preferred according to the invention is a process in which the phase separation II is carried out with a residence time of from 0.5 to 20 minutes, preferably from 1 to 10 minutes. This also contributes to an optimal separation of the organic phase with the existing solvent with minimal losses, without the
  • the amount of organic phase II which is introduced into the quenching stage B) is from 0.1 to 3% by weight, preferably from 0.2 to 1% by weight, based on the total in the reaction stage A) registered amounts of propene. This ensures optimum development of the effect of the organic phase with minimal loading by the additionally introduced material flows.
  • Also preferred according to the invention is a process in which the aqueous fraction II from the phase separation II is partly recycled to the absorption stage C), preferably to the top portion of the absorption stage, and preferably a further substream of the aqueous fraction II is discharged from the process.
  • the process water is recycled immediately and virtually lossless and the
  • a method in which the content of organic phase in the sorption solution is 0.1 to 5% by weight, preferably 0.2 to 3% by weight, is preferred.
  • the content of solvent-containing organic phase is so high that forms a separable organic phase II.
  • Also preferred according to the invention is a process in which the sorption solution at a temperature of 5-18.degree. C., preferably 6-12.degree. C. and at a pressure at the top of the absorption stage C) is between 1.1 and 1.7 bar in the absorption stage C. is introduced. This ensures a substantial absorption of acrolein from the quench gas stream.
  • the quenching, absorption and / or distillation stage are each preferably carried out in the form of a column.
  • the advantage here is u.a. the simple process control, the variable installation of packages or trays and thus the adaptation to different boundary conditions of the process, e.g. Flows, separation stages, etc. These are preferably
  • the inventive method allows the use of very low compared to the known methods amounts of solvent which integrated into an existing Acroleinstrom without much additional equipment or
  • Fig. 1 shows an embodiment of the method according to the invention.
  • Tube bundle reactor (corresponding to stage A) supplied. There then takes place on suitable catalysts, the reaction of the propene to acrolein and other by-products (reaction).
  • the process gas leaving the reactor below (4, reaction gas) is first in a first column (with trays and packs, hereinafter as Quenchkolonne referred to, level B) of high boilers freed.
  • a first column with trays and packs, hereinafter as Quenchkolonne referred to, level B
  • level B of high boilers freed.
  • a cooling of the preferably 220- 250 ° C entering process gas by means of a cooling circuit.
  • a cooling circuit in the upper part of the quench column a further cooling of the process gas, which comes from the central part of the column upwards, is condensed out of the saturated gas stream of liquid, which is recycled as reflux to the middle part of the column.
  • absorption column the acrolein from the process gas, which exits the quench column at the top, is now in a subsequent column (with structured packings, hereinafter referred to as absorption column,
  • stage D Desorption indicated, according to stage D) supplied. There, the distillative separation of the acrolein from the sorption solution. In the stripping section of the column, the sorption solution is largely freed from acrolein and can then be returned to the absorption column (10), wherein the sorbent solution is still added to a small extent of water (1 1). In the enrichment section of the column, the acrolein is concentrated to near the azeotropic point and the leaving Acroleinbrüdenstrom in an injection condenser (23) condensed by circulating in the circulated supercooled acrolein, the stabilizer (13) is added.
  • Stabilizer is usually used hydroquinone or other suitable stabilizers.
  • the return necessary for the separation is applied to the column
  • an organic solvent which is hardly soluble in water, forms an organic phase upon mixing with water, and which preferably has a boiling point of 150-230 ° C, preferably 170-190 ° C. Further preferably, the solvent should also have a good absorption capacity for oligomers formed and other organic by-products. Particularly suitable for this purpose, 2-ethylhexanol has been found or the organic phases formed therewith. To supplement organic solvent this example is registered in the lower part of the absorption stage C (5).
  • Solvent matrix are cleaned. This is from the partial flow 6 of the
  • step C Absorption column (step C) recirculated sorption solution 6 with the
  • Phase separator II an organic phase II (LM II) separated.
  • An operation in a range of 10 ° C - 90 ° C is maintained, in a particularly suitable manner, a temperature range of 15 ° C - 60 ° C.
  • the phase separator II is involved in the process after the heat exchanger designated as WT1.
  • WT1 the warm sorption liquid from the sump of the desorption column is cooled with cold laden sorption liquid from the sump of the absorption column and the loaded sorption liquid preheated before entering the desorption column to optimize the energy network.
  • the solvent-containing organic phase can be separated from a partial flow of the sorption, but it can also be recirculated
  • Sorption liquid are passed through the phase separator II in total.
  • the residence time (VWZ) in the phase separator II results from the volume of the completely flooded phase separator II and the volume flow of liquid passed through.
  • a sufficiently good separation is achieved with residence times of 0.5 to 20 minutes, particularly preferably a VWZ of 1 to 10 minutes and set them accordingly.
  • Phase separator II withdrawn amount is calculated so that slightly more liquid is withdrawn, as LM II is obtained in the phase separator II and thereby the Formation of a boundary layer in the phase separator II is avoided. This has proved to be advantageous since polymers are increasingly formed at the boundary layer.
  • the volatile solvent matrix components are stripped off from the organic phase II (7, LM II) fed to the bottom circuit of the quencher because the LM II forms a second phase (principle of steam distillation).
  • the LM II In the upper (including the head portion) cooling circuit condenses at the lower temperatures, the LM II to a large extent with the remaining condensate and is then separated via a in the upper cooling circuit (8) located phase separator I from the cooling circuit.
  • the separated organic phase I (LM I) is in the bottom of the absorption column
  • Step C (9).
  • the operating parameters for the phase separator I are similar to those for phase separator II with respect to the VWZ, but the operating temperature can be set lower because the distilled LM I has a lower viscosity than the LM II from phase separator II loaded with high boilers freely adjustable in wide ranges
  • the adjustable amount is mainly due to the distillation capacity in the
  • the content of LM adjusts according to the supplied fresh solvent amount and the losses of LM with the waste water (15, 16) and the exhaust gas (18).
  • the LM content should be at least high enough to form an organic phase (comprising LM), excessive LM concentrations in the sorption solution possibly impair the separation effect in the absorption column.
  • the LM content in the sorption solution is advantageously from 0.1 to 5% by weight, preferably from 0.2 to 3% by weight.
  • the impurities absorbed by the solvent remain in the bottom of the quench column and are burned together with the wastewater.
  • the advantage here is that in acrylic acid wastewater (16) the impurities are sufficiently soluble and no separate organic phase is formed, which the
  • Another advantage of this process is that the solvent content before the task of sorption on the absorption column and before the task of the upper cooling circuit to the quench column or the return of the quench column is lowered so far in the solvent content that at these points in the columns packs (as in the embodiment ) can be used. This is known to allow a higher throughput for a given apparatus size than when using trays as column internals.
  • FIG. 2 In contrast to the method according to Example 1 (FIG. 1
  • Comparative Example 1 of Phase Separator I and Phase Separator II is not installed and no solvent is supplied to the process.
  • FIG. 3 In contrast to the method according to Example 1 (FIG. 3
  • Comparative Example 2 of Phase Separator I and Phase Separator II is not installed and solvent is fed to the process in the bottom of the absorption. This accumulates in the sorbent to some extent and is together with the process waste water from the sorption (stream 15) as polluted org. Phase removed from the process and disposed of thermally.
  • FIG. 4 In contrast to the method according to example 1 (FIG. 4
  • FIG. 1 FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4
  • Example 1 Example 2 Example 3 in the description unit according to
  • Infeed is limited to about 80% of the plant load from Example 1. At higher load, the performance of the system is through
  • the fresh solvent consumption is> 0.4% by weight of solvent based on the amount of propene used
  • Example 4 shows that a plant operation as in Example 1 is made possible, but fresh solvent consumption is also> 0.4% by weight of solvent, based on the amount of propene used.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Acrolein aus dem Prozessgas einer heterogen katalysierten Oxidation von Propen mit Luftsauerstoff, wobei aus dem Prozessgas zunächst mittels Quenchung Hochsieder (u.a. Acrylsäure) abgetrennt werden und dann mittels Absorption und anschließender Destillation technisches Acrolein mit geringen Leichtsiederanteilen gewonnen wird. Dabei wird in den Kolonnen und Wärmetauschern im Aufarbeitungsprozess in geringen Mengen ein Lösungsmittel zugesetzt, mit dem insbesondere gebildete Oligomere abgetrennt werden und eine Schaumbildungsneigung in den Apparaten bzw. Kolonnen verringert wird. Das Lösungsmittel wird erfindungsgemäß in Situ innerhalb des bestehenden Verfahrens in Form einer organischen Phase abgetrennt und recycliert.

Description

Verfahren zur Abtrennung von Acrolein aus dem Prozessgas einer heterogen katalysierten Oxidation von Propen
Die heterogen katalysierte Oxidation von Propen mit Luftsauerstoff nach dem gegenwärtigen Stand der Technik wird in den neuesten Auflagen von Ullmann's Enzyclopedia of Industrial Chemistry, D. Arntz et al., online, Edition 15.04.2007, Band 1 , Wiley-VCH-Verlag und Kirk-Othmer Enzyclopedia of Chemical Technology, W. G. Etzhorn, online, Edition 18.12.2009, Band 1 , John Wiley and Sons Inc. umfassend beschrieben.
Die Oxidation des Propen erfolgt dabei an in Rohrbündelrekatoren eingebrachten Katalysatoren bei erhöhten Temperaturen ( 300 - 400 °C ) und leicht erhöhtem Druck. Dem Feedgas werden neben Propen und Luft oft auch Dampf und andere Inertgase zugemischt, um mit der Feedgaszusammensetzung außerhalb der Zündgrenzen zu bleiben. Die Reaktionswärme wird meist durch eine flüssige Salzschmelze, die durch den Mantelraum des Rohrbündelreaktors zirkuliert, abgeführt. Als geeignete
Katalysatoren wird eine Vielzahl unterschiedlicher Mischoxidsysteme angegeben, die als Basis Molybdän, Wismut, Eisen, Kobalt, Nickel und weitere Promotoren enthalten, wie beispielsweise angegeben in PCT-Anmeldung WO 2008/046843 oder WO
2008/104432. Aus vielen Patentschriften sind verschiedenste weitere derartige
Mischoxidsysteme bekannt, die die erzielbare Acroleinausbeute erhöhen. Es werden dabei sowohl Vollkatalysatoren (z. B. als Tabletten oder Hohlzylinder) als auch
Trägerkatalysatoren (z. B. als Schalenkatalysatoren) eingesetzt. Allen
Reaktionssystemen gemeinsam ist, dass bei der Oxidationsreaktion neben dem Zielprodukt Acrolein auch diverse weitere Nebenprodukte gebildet werden (u.a.
Acrylsäure, Essigsäure, Formaldehyd, Acetaldehyd, Allylalkohol, CO, C02). Um das Acrolein als Einsatzstoff für weitere Synthesereaktionen verwenden zu können, muss es aus diesem Reaktionsgemisch abgetrennt und aufgereinigt werden. Die prinzipielle Vorgehensweise ist dazu ebenfalls in obigen Literaturstellen
nachzulesen. Zunächst ist das Reaktionsgas abzukühlen und dann aus dem
Reaktionsgas die hochsiedenden Anteile und Wasser abzutrennen. Das
hochsiederhaltige anfallende Abwasser wird üblicherweise thermisch entsorgt. Es können aber auch andere Entsorgungswege eingeschlagen werden. Aus dem so vorgereinigten Prozessgasstrom wird dann das Acrolein ausgewaschen (absorbiert), da eine Auskondensation aufgrund der Verdünnung und der niedrigen Siedetemperatur vollkommen unwirtschaftlich wäre. Aus der erhaltenen Sorbatlösung werden das Acrolein und die noch vorhandenen Leichtsieder abdestilliert. Die von Acrolein befreite Sorptionsflüssigkeit kann dann erneut zur Absorption von Acrolein eingesetzt werden. Als Sorptionsflüssigkeit wird üblicherweise Wasser eingesetzt oder ein Gemisch aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel.
Falls nötig, kann das Acrolein im Weiteren zur Abtrennung der Leichtsieder noch weiter destilliert werden. Aus den genannten und vielen weiteren Literaturstellen ist bekannt, dass Acrolein, bzw. Acrylsäure, Formaldehyd oder Allylalkohol leicht polymerisieren. Daher wird im Aufarbeitungsteil bzw. dem Acrolein selbst Stabilisator zugesetzt, um die Polymerisationsneigung zu verringern. Als geeignet hat sich dafür z.B. Hydrochinon erwiesen, es werden jedoch auch eine Vielzahl anderer Stabilisatorsysteme
beschrieben. Auch durch den Zusatz von Stabilisator kann eine Polymerisation im Aufarbeitungsteil nicht 100%ig verhindert werden. Insbesondere durch die thermische Belastung bei der Abtrennung des Acrolein aus der Sorptionsflüssigkeit werden immer in kleinem Umfang Oligomere gebildet, die sich über die Zeit in der Sorptionsflüssigkeit anreichern und zur Bildung von Polymeren führen, die dann wiederum eine
Verschmutzung der Produktionseinrichtungen mit der Notwendigkeit einer Reinigung verursachen.
DE 2263496 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Acrylsäure und Acrolein, bei dem das aus einer katalytischen Gasphasenoxidation von Propen kommende Acrolein- und Acrylsäure-haltige Gasgemisch zur extraktiven Abtrennung von Acylsäure durch eine Waschflüssigkeit, die eine Mischung aus Wasser und organischer Flüssigkeit ist, geleitet wird. Die dabei entstehende hochsiedende, Acrylsäure-haltige wässrig- /organische Lösung wird als Sumpfphase abgetrennt. Als hochsiedendes organisches Extraktionsmittel wird insbesondere 2-Ethylhexanol verwendet. Die Acrylsäure wird in mehreren Aufarbeitungsschritten destillativ von der wässrig-/organischen Lösung abgetrennt. Dazu wird zunächst Wasser abdestilliert und die Acrylsäure aus der verbliebenen organischen Flüssigkeit abdestilliert und dann die organische Flüssigkeit als Waschflüssigkeit wiederverwendet. Nachteil des Verfahrens ist, dass relativ große Mengen Lösungsmittel verwendet und im Kreis gefahren werden müssen, die in einem aufwendigen Prozess wiedergewonnen werden müssen, das bedeutet einen nicht unerheblichen Energieaufwand sowie eine weitere Quelle zusätzlicher
Verunreinigungen, welche insbesondere durch die Reaktion des Lösungsmittels mit Acrylsäure entstehen. Neben der möglichst effizienten Abtrennung von Nebenprodukten aus dem
Acroleinprozess ist es ferner notwendig, eine Ablagerung von sich bildenden
Polymernebenprodukten in den Apparaten (zum Beispiel Kolonnen,
Kolonneneinbauten, Wärmetauschern) und Rohrleitungen zu verhindern, die schnell zu einer Verschlechterung der Wärmedurchgänge oder des Anlagendurchsatzes führen würden. Dies kann zwar prinzipiell auch durch Verwendung von Wasser/Lösungsmittel- Gemischen als Waschlösung insbesondere in der Quenchstufe geschehen, wie es in einem Verfahren gemäß DE 2263496 stattfindet. Nachteil dabei ist aber vor allem der gesonderte Aufwand für dessen Reinigung und Recyclierung. WO 2010044990 A1 beschreibt dagegen ein Verfahren zur extraktiven Abtrennung von Acrylsäure aus dem Abwasser eines Acroleinprozesses mit Hilfe von verflüssigten C3- Gasen Propylen und/ oder Propan als Extraktionsmittel mit dem Ziel Acrylsäure zurückzugewinnen. Dieses Verfahren ermöglicht die leichte destillative Abtrennung des Lösungsmittels von der Acrylsäure-haltigen Extraktionslösung, was einen Vorteil gegenüber höhersiedenden Extraktionsmitteln darstellt.
WO2001096271 offenbart schließlich die Herstellung von Acrolein beginnend mit einer Absorption von Propylen/Propan in ein organisches Lösungsmittel (C8-2o-Alkan oder Alken), bei dem Propylen/Propan anschließend z. B. destillativ (Anspruch 4) vom Absorptionsmittel abgetrennt wird ( Ansprüche 1 ,3). Mitgerissenes Absorptionsmittel wird danach mit Wasser aus dem Propylen/Propan-Strom ausgewaschen. Das erhaltene Gemisch aus Wasser/organische Lösungsmittel wird durch Phasentrennung aufbereitet, damit die beiden Phasen getrennt in den Prozess wiederverwendet werden (Seite 59, Zeile 1 - Seite 60, Zeile 8).
Für die Wirtschaftlichkeit eines Produktionsprozesses ist es allgemein von besonderer Bedeutung, dass die Betriebsdauer zwischen notwendigen Reinigungsstillständen möglichst lange sowie der Energieverbrauch im laufenden Betrieb möglichst niedrig ist.
Durch den Einsatz verbesserter katalysatoren wie beispielsweise beschrieben in WO 2008/104432 oder WO 2008/046843 ist es mittlerweile gelungen den Acyrlsäureanteil im Acroleinprozess weiter zu reduzieren, so dass ein Verfahren mit Verwendung von großen Mengen von Lösungsmitteln zur Abtrennung der Acrylsäure gemäß
DE 2263496 wirtschaftlich noch weniger attraktiv geworden ist.
Die vorliegende Erfindung hat daher zur Aufgabe, einen Prozess zur Abtrennung von Acrolein aus dem Prozessgas einer heterogen katalysierten Oxidation von Propen bereitzustellen, der unter Zusatz eines organischen Lösungsmittels im
Aufarbeitungsteil eine Erhöhung der Betriebszeit der Anlage ermöglicht, dabei jedoch die Nachteile der bekannten Prozesse vermeidet, sowie insbesondere eine
Unterdrückung von Schaumbildung in den Kolonnen und eine Durchsatzerhöhung in bestehenden Anlagen erlaubt sowie gleichzeitig eine möglichst einfache und kostengünstige Aufarbeitung und Recyclierung des eingesetzten Lösungsmittels ermöglicht.
Beschreibung der Erfindung
Es gelingt erfindungsgemäß, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, durch Bereitstellung eines kontinuierlichen Verfahrens zur Herstellung von Acrolein, bei dem die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden A) Gasphasenoxidation von Propen mit Hilfe von Luft an einem
heterogenen Katalysator in Anwesenheit eines Verdünnungsgases in einer Reaktionsstufe unter Erzeugung eines Acrolein-haltigen
Gasstromes (Prozessgas)
B) Auffangen des Acrolein-haltigen Gasstromes aus A) in einer
Quenchstufe bestehend aus Sumpf-, Mittel- und Kopfteil zur Abtrennung von Nebenprodukten in Gegenwart von Wasser und einer kaum wasserlösliches organisches Lösungmittel enthaltenden organischen Phase
C) Auffangen des Acrolein-haltigen Gasstromes aus der Quenchstufe B) in einer Absorptionsstufe bestehend aus Sumpf-, Mittel- und Kopfteil in Gegenwart von Wasser und einer kaum wasserlösliches organisches Lösungmittel enthaltenden organischen Phase zur Gewinnung einer organische Phase enthaltenden wässrigen Acrolein-Lösung und eines nicht kondensierbaren Gasstromes C1 ) zumindest teilweise Rückführung des nicht kondensierbaren
Gasstromes aus C) als Verdünnungsgas in die Reaktionsstufe A)
D) Destillative Abtrennung des Acroleins aus der organische Phase
enthaltenden wässrigen Acrolein-Lösung aus C) in einer Destillationsstufe,
wobei die verbleibende vom Acrolein befreite, organische Phase enthaltende wässrige Lösung aus der Destillationsstufe D) ausgetragen wird, so dass sich eine organische Phase II bildet, die vom zugehörigen wässrigen Anteil II getrennt wird (Phasentrennung II), die organische Phase II in den Sumpfteil der Quenchstufe B) eingetragen wird, aus welchem die organische Phase II durch Destillation und /oder Strippung zusammen mit einem wässrigen Anteil über den Kopfteil abgetrennt wird, so dass sich eine organische Phase I bildet, welche vom zugehörigen wässrigen Anteil I getrennt wird ( Phasentrennung I) und in den Sumpfteil der Absorptionsstufe C) eingetragen wird. Unter einem kaum wasserlöslichen organischen Lösungsmittel wird insbesondere ein organisches Lösungsmittel verstanden, dass eine Wasserlöslichkeit von < 20g/l, vorzugsweise von < 6,0g/l, besonders bevorzugt von < 2,0g/l jeweils bei 20°C aufweist. Im Fall der Ausführung der Quenchstufe B) in Form einer Kolonne ist am unteren Ende des Kopfteils vorzugsweise ein Fangboden installiert, über dem sich der Austrag der organisch/wässrigen Phase zum Phasentrenner I befindet (vgl. Figur 1 ), so dass aus dem so entstandenen Zwischensumpf besonders gut Flüssigkeit ausgetragen werden kann. In Schritt C1 können auch ergänzend zu oder anstelle des nicht kondensierbaren Gasstromes (nicht kondensierbaren Prozessgases) weitere Inertgase, wie zum
Beispiel Stickstoff oder Wasserdampf oder sauerstoffarmes Abgas aus einer
Verbrennungsanlage als Verdünnungsgas verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht insbesondere durch den Zusatz eines organischen Lösungsmittels und die sich daraus bildenden organischen Phasen im Aufarbeitungsteil die Abtrennung von potentiell Polymer bildenden Verunreinigungen und damit eine Erhöhung der Betriebszeit der Anlage und dabei gleichzeitig, das eingesetzte Lösungsmittel intern zu rezirkulieren und destillativ zu reinigen, ohne dass es eines zusätzlichen apparativen Aufwands bedarf. Auch wird die
Schäumungsneigung im System insbesondere in der Destillationsstufe reduziert. Das Verfahren ermöglicht somit insgesamt eine Erhöhung der Betriebszeit der Anlage und des Durchsatzes an Edukt- bzw. Produktströmen.
Bevorzugt wird dabei ein Verfahren bei dem permanent oder intermittierend kaum wasserlösliches organisches Lösungsmittel zur Ergänzung der organischen Phase an geeigneter Stelle des Verfahrens eingebracht wird. So wird insbesondere das
Konstanthalten des Gehalts an organischer Phase und dadurch eine stabile Fahrweise ermöglicht.
Besonders bevorzugt ist es ferner, dass das organische Lösungsmittel in den
Sumpfteil der Absorptionsstufe und/oder der Destillationsstufe eingebracht wird. Durch den Eintrag in die Sumpf der Absorptionsstufe wird insbesondere die Hauptfunktion der Absorptionsstufe, die Abtrennung des Acroleins aus dem Quenchgas aus der Stufe B) am wenigsten beeinträchtigt. Das organische Lösungsmittel wird dazu vorzugsweise in den Zufuhrstrom der organischen Phase zur Absorptionsstufe eingemischt oder separat unterhalb dieser Position eingeführt. Im Fall des Lösungsmitteleintrags in den Sumpf der Destillationsstufe wird durch diese Maßnahme auch das Durchschlagen des Lösungsmittels bzw. der organischen Phase in den Kopfteil der Destillationsstufe und damit ins Produkt Acrolein verhindert.
Vorzugsweise eingesetzt wird ein organisches Lösungsmittel, das einen Siedepunkt bei Normaldruck von 150 bis 230 °C, besonders bevorzugt 170 bis 190 °C aufweist. Dadurch ist insbesondere die Austragung des Lösungsmittels vom Sumpfteil in den Kopfteil durch Strippung und Destillation in der Quenchstufe gewährleistet. Als
Strippgas dient hier insbesondere das Prozessgas.
Besonders bevorzugt wird als organisches Lösungsmittel ein verzweigter bzw.
unverzweigter offenkettiger C6- bis C10-Alkohol, insbesondere 2-Ethylhexanol verwendet, welches auch großtechnisch in hinreichenden Mengen zu Verfügung steht. Da die Alkohole mit im Prozess auftretenden Substanzen reagieren, z.B. mit
Acrylsäure unter Bildung von Acrylsäureestern, also im Falle von 2-Ethylhexanol zu 2- Ethylhexylacrylat bzw. mit Essigsäure zu 2-Ethylhexylacetat und mit Formaldehyd zu 2- Ethylhexylformal und 2-Ethylhexyldiformal, werden diese Prozessprodukte zusammen mit dem Lösungsmittel Bestandteil der erfindungsgemäß verwendeten organischen Phasen, welche in diesem Zusammenhang auch als Lösungsmittelmatrix (LM) bezeichnet werden. Dies ist im vorliegenden Prozess sogar von Vorteil, denn weiterhin bevorzugt sollte die Lösungsmittelmatrix auch eine gute Aufnahmefähigkeit für gebildete Oligomere und weitere organische Nebenprodukte aufweisen, was mit der aus den genannten Alkoholen gebildeten organischen Phasen in besonderer Weise der Fall ist. Weiter bevorzugt ist beim erfindungsgemäßen Verfahren, dass bezogen auf die in die Reaktionsstufe A) eingetragenen Menge an Propen zwischen 0,05 und 1 Gew.%, vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,5 Gew.% organisches Lösungsmittel ergänzt wird, vorzugsweise soviel organisches Lösungsmittel ergänzt wird, dass ein gleichbleibender Gehalt an organischer Phase aufrechterhalten wird. Dies kann durch
Gehaltsbestimmung der organischen Phasen, insbesondere der organischen Phase im Ausgangsstrom der Phasentrennungen, insbesondere der Phasentrennung II durch bekannte Analysenmethoden überprüft und entsprechend nachjustiert werden.
Dadurch wird eine besonders vorteilhafte und gleichmäßige Fahrweise des erfindungsgemäßen Verfahrens und eine Minimierung des Lösungsmittelverbrauchs ermöglicht.
Weiter bevorzugt ist beim erfindungsgemäßen Verfahren auch, dass der Acrolein- haltige Gasstrom aus A) mit einer Temperatur von 200-280°C, insbesondere von 220- 250°C in den Sumpfteil des entsprechenden Schritts B) gelangt. Das Prozessgas wird dazu bereits im Nachkühler der Reaktionsstufe A entsprechend abgekühlt, um den Kühlwasserbedarf in der Quenchstufe abzusenken. Höhere Temperaturen würden darüberhinaus die Bildung von Nebenprodukten verstärken. Somit wird eine
energetisch und im Hinblick auf maximale Acrolein-Selektivität optimierte Fahrweise der Kombination aus der Reaktionsstufe A) und der nachfolgenden Quenchstufe B) ermöglicht.
Weiter bevorzugt ist beim erfindungsgemäßen Verfahren, dass in der Quenchstufe B die Sumpftemperatur zwischen 60 und 90 °C bei einem Druck im Kopfteil von 1 ,2 bis 1 ,8 bar (Absolutdruck) so eingestellt wird, dass keine separate organische Phase im Sumpfteil der Quenchstufe B vorhanden ist. Damit wird der Sumpfaustrag der im Prozess benötigten organischen Phase verhindert und auch gewährleistet, dass die flüchtigen Anteile der organischen Phase erfindungsgemäß in den Kopfteil der
Quenchstufe B transportiert werden.
Besonders bevorzugt wird dabei die Sumpftemperatur der Quenchstufe B eingestellt, indem ein Teilstrom der dort kondensierten Flüssigkeit abgeführt wird und nach entsprechendem Abkühlen dem unteren Drittel der Quenchstufe B wieder zugeführt wird (unteres Umpumpen). Die gleichmäßige Beschickung und Temperatureinstellung insbesondere via externe Wärmetauscher wird auf diese Weise möglich.
Ganz besonders bevorzugt wird dabei, dass aus dem abgeführten Teilstrom der kondensierten Flüssigkeit ein Teilstrom aus dem Verfahren ausgeschleust wird.
Dadurch werden Acrylsäure und weitere Nebenprodukte, insbesondere die in der organischen Phase II enthaltenen hochsiedenden Nebenprodukte, die nicht mit der organischen Phase II abgestrippt werden und das gebildete Reaktionswasser aus dem Sumpfteil der Quenchstufe und aus dem Verfahren ausgeschleust. Damit wird ein konstantes Flüssigkeitsniveau im Sumpf der Kolonne sowie ein weitgehend konstanter Anteil von Nebenprodukten erreicht.
Ebenso bevorzugt ist beim erfindungsgemäßen Verfahren, dass ein Teilstrom der im Kopfteil der Quenchstufe B vorhandenen Kondensats abgeführt wird, vorzugsweise auf < 20°C gekühlt und dem Kopfteil der Quenchstufe B wieder zugeführt wird, wodurch der aus dem Mitteilteil der Quenchstufe B eintretende Acrolein-haltige Gasstrom gekühlt wird und fortwährend weiteres Kondensat erzeugt wird, welches als Rücklauf in den Mittelteil der Quenchstufe zurückgeführt wird (oberes Umpumpen). Dies ermöglicht vor allem eine gleichmäßige Beschickung und Temperatureinstellung insbesondere via externen Wärmetauscher zur Kondensation von wässriger und organischer Phase bzw. Lösungsmittel.
Ebenso bevorzugt ist beim erfindungsgemäßen Verfahren, dass ein Teilstrom des Kondensats aus dem Kopfteil der Quenchstufe B der Phasentrennung I zugeführt wird. Dadurch ist eine In situ- Abtrennung der organischen Phase I auf sehr einfache und effiziente Weise möglich zur sofortigen Wiederverwendung im Verfahren.
Auch bevorzugt ist beim erfindungsgemäßen Verfahren, dass die Phasentrennung I bei einer Temperatur von 8 bis 60 °C, vorzugsweise von 10 bis 50 °C besonders bevorzugt von 12 bis 40°C durchgeführt wird. Dadurch wird insbesondere eine optimale
Abtrennung der organischen Phase mit dem vorhandenen Lösungsmittel bei minimalen Verlusten erreicht.
Erfindungsgemäß weiter bevorzugt ist ein Verfahren bei dem die Phasentrennung I mit einer Verweilzeit von 0,5 bis 20 min, vorzugsweise von 1 bis 10 min durchgeführt wird. Auch diese Bedingungen tragen zu einer optimalen Abtrennung der organischen Phase mit dem vorhandenen Lösungsmittel bei minimalen Verlusten bei.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist auch ein Verfahren, bei dem der wässrige Anteil I aus der Phasentrennung I zumindest teilweise dem Rücklauf des erzeugten Kondensats aus der Quenchstufe B zugeführt wird. Dadurch wird der Durchbruch von Acrylsäure in die Absorptionsstufe weitgehend verhindert und die Anreicherung von LM im Mittelteil der Quenchkolonne verringert.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist weiter ein Verfahren, bei dem die aus der
Destillationsstufe D ausgetragene vom Acrolein befreite, organische Phase
enthaltende wässrige Lösung (Sorptionslösung) teilweise direkt auf den Kopfteil der Absorptionsstufe C zurückgeführt wird und der restliche Teil des Phasentrennung II zugeführt wird.
Die Sorptionslösung aus der Destillation wird dabei sofort in situ- und praktisch verlustfrei verwertet sowie die Gesamtmenge der Abfallströme minimiert. Durch diese Fahrweise lässt sich die Verweilzeit in der Phasentrennung II so einstellen, dass eine optimale Abtrennung der organischen Phase möglich wird.
Für die optimale Funktion des erfindungsgemäß betriebenen Phasentrenners II ist dabei neben einer hinreichend langen Verweilzeit die Wahl einer geeigneten
Temperatur entscheidend. Bevorzugt ist daher ein Verfahren bei dem die
Phasentrennung II bei einer Temperatur von 10 bis 90 °C, vorzugsweise von 15 bis 60 °C besonders bevorzugt von 20 bis 40°C durchgeführt wird. Damit wird die optimale Abtrennung der organischen Phase mit dem vorhandenen Lösungsmittel bei den gegebenen Viskositäten unter minimalen Verlusten sichergestellt. Erfindungsgemäß bevorzugt wird auch ein Verfahren, bei dem die Phasentrennung II mit einer Verweilzeit von 0,5 bis 20 min, vorzugsweise von 1 bis 10 min durchgeführt wird. Das trägt ebenfalls zu einer optimalen Abtrennung der organischen Phase mit dem vorhandenen Lösungsmittel bei minimalen Verlusten bei, ohne dass die
Wirtschaftlichkeit des Verfahrens leidet. Erfindungsgemäß weiter bevorzugt wird ein Verfahren, bei dem die Menge an organischer Phase II, die in die Quenchstufe B) eingetragen wird 0,1 bis 3 Gew.%, vorzugsweise 0,2 bis 1 Gew.%, bezogen auf die insgesamt in die Reaktionsstufe A) eingetragenen Mengen an Propen beträgt. Dies gewährleistet eine optimale Entfaltung der Wirkung der organischen Phase bei minimaler Belastung durch die zusätzlich eingebrachten Stoffströme.
Erfindungsgemäß bevorzugt wird auch ein Verfahren bei dem der wässrige Anteil II aus der Phasentrennung II teilweise zur Absorptionsstufe C), vorzugsweise zum Kopfteil der Absorptionsstufe, zurückgeführt wird und vorzugsweise ein weiterer Teilstrom des wässrigen Anteils II aus dem Verfahren ausgeschleust wird. Dadurch wird das Prozesswasser sofort und praktisch verlustfrei verwertet sowie die
Gesamtmenge der Abfallströme minimiert. Durch die Ausschleusung wird die
Gesamtmenge der Flüssigkeit im Verfahren (hold-up) kontrolliert und die Anreicherung von Nebenprodukten in der wässrigen Phase vermieden.
Erfindungsgemäß bevorzugt wird weiter ein Verfahren bei dem der Gehalt an organischer Phase in der Sorptionslösung 0,1 bis 5 Gew.% beträgt , vorzugsweise 0,2 bis 3 Gew.%. Der Gehalt an Lösungsmittel-haltiger organischer Phase ist damit so hoch, dass sich eine abtrennbare organische Phase II ausbildet. Erfindungsgemäß wird auch bevorzugt ein Verfahren bei dem die Sorptionslösung mit einer Temperatur von 5 - 18°C, vorzugsweise 6 - 12°C und bei einem Druck am Kopfteil der Absorptionsstufe C) zwischen 1 ,1 und 1 ,7 bar in die Absorptionsstufe C) eingebracht wird. Dies gewährleistet eine weitgehende Absorption von Acrolein aus dem Quenchgasstrom.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren sind die Quench- , Absorptions- und/oder Destillationsstufe jeweils vorzugsweise in Form einer Kolonne ausgeführt. Der Vorteil dabei ist u.a. die einfache Verfahrensführung, der variable Einbau von Packungen oder Böden und damit die Anpassung an verschiedene Randbedingungen des Prozesses, z.B. Durchflüsse, Trennstufen etc.. Es handelt sich dabei vorzugsweise um
gebräuchliche Packungskolonnen, Füllkörperkolonnen oder Bodenkolonnen wie Glockenboden- bzw. Siebbodenkolonnen.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine Verwendung von im Vergleich zu den bekannten Verfahren sehr geringen Lösemittelmengen, welche integriert in eine vorhandene Acroleinanlage ohne großen zusätzlichen apparativen oder
Energieaufwand wiedergewonnen und wiederverwendet werden mit den weiteren bereits genannten positiven Wirkungen auf Durchsatz und Anlagenverfügbarkeit. Dies ist bei einem großtechnischen Prozess sowohl unter ökonomischer als auch ökologischer Hinsicht von großem Vorteil.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Zur näheren Erläuterung der Erfindung anhand des Ausführungsbeispiels wird auf Fig. 1 Bezug genommen, die eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt. Dem Stand der Technik entsprechend wird zunächst Propen verdampft und das gasförmige Propen (3) mit Luft (1 ), Dampf (2) und Kreisgas (19, nicht kondensierbares Prozessgas = rezirkuliertes Prozessabgas) gemischt und die Mischung dem
Rohrbündelreaktor (entsprechend Stufe A) zugeführt. Dort erfolgt dann an geeigneten Katalysatoren die Umsetzung des Propens zu Acrolein und weiteren Nebenprodukten (Reaktion).
Das den Reaktor unten verlassende Prozessgas (4, Reaktionsgas) wird zunächst in einer ersten Kolonne (mit Böden und Packungen, im Weiteren als Quenchkolonne bezeichnet, entsprechend Stufe B) von Hochsiedern befreit. Zuerst erfolgt dazu im unteren Teil der Kolonne eine Kühlung des vorzugsweise mit 220- 250 °C eintretenden Prozessgases mittels eines Kühlkreislaufes. Im Mittelteil der Kolonne erfolgt dann die weitgehende Abreicherung der Hochsieder, insbesondere von Acrylsäure. In einem Kühlkreislauf im oberen Teil der Quenchkolonne erfolgt eine weitere Abkühlung des Prozessgases, das aus dem Mittelteil der Kolonne nach oben kommt, wobei aus dem gesättigten Gasstrom Füssigkeit auskondensiert wird, die als Rücklauf auf den Mittelteil der Kolonne zurückgeführt wird.
Dem Stand der Technik entsprechend wird nun das Acrolein aus dem Prozessgas, das aus der Quenchkolonne am Kopf austritt, in einer nachfolgenden Kolonne (mit strukturierten Packungen, im Weiteren als Absorptionskolonne bezeichnet,
entsprechend Stufe C) absorbiert. Dazu wird dieses Prozessgas der
Absorptionskolonne im Sumpfbereich zugeführt und vom Kolonnenkopf her mit Sorptionslösung gewaschen, wobei sich die Sorptionslösung mit Acrolein belädt. Das von Acrolein weitgehend befreit Prozessgas verlässt als Abgas (12) die Anlage und wird teilweise als Kreisgas (19, Verdünnungsgas, rezirkuliertes Prozessabgas) zur Inertisierung der Feedmischung des Reaktors zurückgeführt.
Weiterhin dem Stand der Technik entsprechend wird die mit Acrolein beladene
Sorptionsflüssigkeit aus dem Sumpf der Absorptionskolonne (entsprechend Stufe C) abgezogen und etwa mittig einer Destillationskolonne (Bodenkolonne, auch als
Desorptionskolonne bezeichnet, entsprechend Stufe D) zugeführt. Dort erfolgt die destillative Abtrennung des Acrolein aus der Sorptionslösung. Im Abtriebsteil der Kolonne wird die Sorptionslösung weitgehend von Acrolein befreit und kann dann auf die Absorptionskolonne zurückgeführt werden (10), wobei der Sorptionslösung noch in geringen Umfang VE Wasser (1 1 ) zugefügt wird. Im Verstärkungsteil der Kolonne wird das Acrolein bis nahe an den azeotropen Punkt aufkonzentriert und der austretende Acroleinbrüdenstrom in einem Einspritzkondensator (23) durch im Kreislauf zirkuliertes unterkühltes Acrolein auskondensiert, dem Stabilisator (13) zugesetzt wird. Als
Stabilisator wird in der Regel Hydrochinon oder auch andere geeignete Stabilisatoren verwendet. Der für die Trennung notwendige Rücklauf wird auf die Kolonne
zurückgeführt und das gewonnene Acrolein dem Acroleintanklager zugeführt (14).
Dieser bisher in wesentlichen Punkten dem Stand der Technik entsprechende
Aufarbeitungsprozess wird nun erfindungsgemäß um die beiden Phasentrenner I und II im Kopfkreislauf der Quenchkolonne und in der Rückführung der Sorptionslösung (10) auf die Absorptionskolonne ergänzt und die Betriebsweise des Aufarbeitungsprozesses entsprechend der weiteren Beschreibung erfindungsgemaß geändert.
Dem üblicherweise als Sorptionsflüssigkeit verwendeten Wasser wird ein organisches Lösungsmittel zugesetzt, das kaum in Wasser löslich ist, eine organische Phase bei der Mischung mit Wasser ausbildet, und das vorzugsweise einen Siedepunkt aufweist von 150 -230°C, vorzugsweise von 170 -190 °C. Weiterhin bevorzugt sollte das Lösungsmittel auch eine gute Aufnahmefähigkeit für gebildete Oligomere und weitere organische Nebenprodukte aufweisen. Als besonders gut geeignet für diesen Zweck hat sich 2-Ethylhexanol erwiesen bzw. die damit gebildeten organischen Phasen. Zur Ergänzung von organischem Lösungsmittel wird dieses beispielsgemäß im unteren Bereich der Absorptionsstufe C eingetragen (5).
Um dem weiteren Zweck des Lösungsmittels, nämlich der Abtrennung von potentiell Polymer bildenden Verunreinigungen Rechnung zu tragen, muss die
Lösungsmittelmatrix gereinigt werden. Dazu wird aus dem Teilstrom 6 der zur
Absorptionskolonne (Schritt C) zurückgeführten Sorptionslösung 6 mit dem
Phasentrenner II eine organische Phase II (LM II) abgetrennt. Ein Betrieb in einem Bereich von 10°C - 90 °C wird dabei eingehalten, in besonders geeigneter Weise ein Temperaturbereich von 15°C - 60 °C. Dementsprechend ist der Phasentrenner II nach dem als WT1 gekennzeichneten Wärmetauscher in den Prozess eingebunden. Im WT1 wird zur Optimierung des Energieverbundes die warme Sorptionsflüssigkeit aus dem Sumpf der Desorptionskolonne mit kalter beladener Sorptionsflüssigkeit aus dem Sumpf der Absorptionskolonne gekühlt und die beladene Sorptionsflüssigkeit vor Eintritt in die Desorptionskolonne vorgewärmt.
Die Lösungsmittel enthaltende organische Phase kann aus einem Teilstrom der Sorptionsflüssigkeit abgetrennt werden, es kann aber auch die rezirkulierte
Sorptionsflüssigkeit insgesamt durch den Phasentrenner II geleitet werden. Aus dem Volumen des vollständig gefluteten Phasentrenners II und dem durchgeleiteten Volumenstrom an Flüssigkeit ergibt sich die Verweilzeit (VWZ) im Phasentrenner II. Eine hinreichend gute Trennung wird bei Verweilzeiten von 0,5 - 20 min erzielt, besonders bevorzugt einer VWZ von 1 -10 min und diese entsprechend eingestellt.
Die abgeschiedene organische Phase II (LM II) wird nun auf den oberen Boden des Sumpfkreislaufs in der Quenchkolonne (Stufe B) geleitet (7). Die aus dem
Phasentrenner II abgezogene Menge wird dabei so bemessen, dass etwas mehr Flüssigkeit abgezogen wird, als LM II im Phasentrenner II anfällt und dadurch die Ausbildung einer Grenzschicht im Phasentrenner II vermieden wird. Dies hat sich als vorteilhaft erwiesen, da an der Grenzschicht vermehrt Polymere gebildet werden.
Aus der dem Sumpfkreislauf des Quenchers zugeführten organischen Phase II (7, LM II) werden dann durch das heiße Prozessgas die flüchtigen Lösungsmittelmatrixanteile im Gegensatz zu den sonstigen Hochsiedern abgestrippt, da die LM II eine zweite Phase ausbildet (Prinzip der Wasserdampfdestillation). Im oberen (den Kopfteil einbeziehenden) Kühlkreislauf kondensiert bei den tieferen Temperaturen die LM II zum großen Teil mit dem übrigen Kondensat aus und wird dann über einen im oberen Kühlkreislauf (8) befindlichen Phasentrenner I aus dem Kühlkreislauf abgetrennt. Die abgetrennte organische Phase I (LM I) wird in den Sumpf der Absorptionskolonne
(Stufe C) zurückgeführt (9). Die Betriebsparameter für den Phasentrenner I gleichen in Bezug auf die VWZ denen für Phasentrenner II, die Arbeitstemperatur kann jedoch tiefer eingestellt werden, da die abdestillierte LM I eine niedrigere Viskosität aufweist, als die mit Hochsiedern beladene LM II aus Phasentrenner II. Diese Betriebsweise erlaubt einen in weiten Bereichen frei einstellbaren
Lösungsmittelstrom im dargestellten geschlossenen Kreislauf durch den warmen Teil der Desorptionskolonne (Stufe D), ohne dass größere Lösungsmittelverluste auftreten. Die einstellbare Menge ist vor allem durch die Destillationskapazität in der
Quenchkolonne limitiert. Der Gehalt an LM stellt sich entsprechend der zugeführten Frischlösungsmittelmenge und den Verlusten an LM mit dem Abwasser (15, 16) und dem Abgas (18) ein. Der LM-Gehalt sollte mindestens so hoch sein, dass sich eine organische Phase (umfassend LM) ausbildet, zu hohe LM-Konzentrationen in der Sorptionslösung verschlechtern ggf. die Trennwirkung in der Absorptionskolonne. Beispielsgemäß vorteilhaft beträgtder LM- Gehalt in der Sorptionslösung 0,1 bis 5 Gew.% , bevorzugt 0,2-3 Gew.%.
Die durch das Lösungsmittel aufgenommenen Verunreinigungen verbleiben im Sumpf der Quenchkolonne und werden zusammen mit dem Abwasser verbrannt. Von Vorteil ist dabei, dass im acrylsäurehaltigen Abwasser (16) die Verunreinigungen gut genug löslich sind und keine separate organische Phase entsteht, welche den
anschließenden Verbrennungsprozess durch schwankenden Heizwert beeinträchtigen könnte. Ein weiterer deutlicher Vorteil dieses Prozesses ist, dass die
verfahrensbedingten Apparate genutzt werden und keine zusätzlichen Apparate für eine externe Lösungsmittelaufarbeitung notwendig werden. Der Lösungsmittelverbrauch ist soweit herabgesetzt, dass nur vergleichsweise geringe Lösungsmittelverluste im Abgas und im Abwasser ergänzt werden müssen.
Ein weiterer Vorteil dieser Prozessführung ist, dass der Lösungsmittelgehalt vor Aufgabe der Sorptionsflüssigkeit auf die Absorptionskolonne und vor Aufgabe des oberen Kühlkreislaufs auf die Quenchkolonne bzw. der Rücklauf der Quenchkolonne soweit im Lösungsmittelgehalt erniedrigt ist, dass an diesen Stellen in den Kolonnen Packungen (wie im Ausführungsbeispiel) eingesetzt werden können. Dies erlaubt bei gegebener Apparategröße bekanntermaßen einen höheren Durchsatz als bei der Nutzung von Böden als Kolonneneinbauten.
Versuchsbeschreibung der Vergleichsbeispiele 1 bis 3
Die Vergleichsbeispiele wurden analog dem oben beschriebenem Beispiel ausgeführt jedoch mit den folgenden Unterschieden:
Figur 2: Im Gegensatz zu Verfahren gemäß Beispiel 1 (Figur 1 ) sind im
Vergleichsbeispiel 1 der Phasentrenner I und Phasentrenner II nicht installiert und es wird dem Verfahren kein Lösungsmittel zugeführt.
Figur 3: Im Gegensatz zu Verfahren gemäß Beispiel 1 (Figur 1 ) sind im
Vergleichsbeispiel 2 der Phasentrenner I und Phasentrenner II nicht installiert und es wird dem Verfahren Lösungsmittel in den Sumpf der Absorption zugeführt. Dieses reichert sich in der Sorptionsflüssigkeit in gewissen Umfang an und wird zusammen mit dem Prozessabwasser aus dem Sorptionskreislauf (Strom 15) als verschmutzte org. Phase aus dem Prozess entfernt und thermisch entsorgt.
Figur 4: Im Gegensatz zu Verfahren gemäß Beispiel 1 (Figur 1 ) ist im
Vergleichsbeispiel 3 der Phasentrenner II installiert und es wird dem Verfahren Lösungsmittel in den Sumpf der Absorption zugeführt. Die aus dem Phasentrenner II, der wie in Beispiel 1 betrieben wird, abgezogene organische Phase II (LM II) wird einer 2-stufigen
Vakuumdestillation zugeführt. In einer ersten Stufe werden Leichtsieder abgetrennt, in einer zweiten Stufe der destillierbare Anteil der LM von
Hochsiedern abdestilliert. Dieser Anteil wird zusammen mit dem frischen Lösungsmittel (Strom 5) wieder in den Sumpf der Absorptionsstufe zurückgeführt.
Die in den Beispielen (Vergleichsbeispielen) verwendeten Verfahrenseinstellungen sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
Tabelle 1 : Verfahrenseinstellungen der Beispiele / Vergleichsbeispiele
Nr. Beispiel VergleichsVergleichsVergleichsin beispiel 1 beispiel 2 beispiel 3
Beschreibung Einheit
den gemäß gemäß gemäß gemäß Fig. Figur 1 Figur 2 Figur 3 Figur 4
Luft (trocken) Nm3/h 28500 24000 28500 28500
Dampf kg/h 1500 1263 1500 1500
Propen (Pe) Nm3/h 3800 3200 3800 3800
Prozessgas °C 240 240 240 240
2 Ethylhexanol kg/h 14 30 30 kg/100kgPe 0,2 0,4 0,4
Destillat aus ext. kg/h n.a n.a. 70 Aufarbeitung
Sorptionslösung m3/h 67,5 n.a. n.a. 67,5
Temperatur °C 25 n.a. n.a. 25
VWZ Min 6 n.a. n.a. 6
Gehalt organischer Gew.% 0,3 n.a. n.a. 0,5 Phase
organische Phase aus kg/h 60 n.a. n.a. n.a. Phasentrenner II
kg/100kgPe 0,8
Kühlkreislauf m3/h 60 n.a. n.a. n.a.
Temp. °C 20 n.a. n.a. n.a.
VWZ Min. 6 n.a. n.a. n.a. organische Phase aus kg/h 40 n.a. n.a. n.a. Phasentrenner I
kg/100kgPe 0,6 VergleichsVergleichsVergleichs¬
Nr. Beispiel
beispiel 1 beispiel 2 beispiel 3 in den Beschreibung Einheit gemäß
gemäß gemäß gemäß Figuren Figur 1
Figur 2 Figur 3 Figur 4
10 Sorptionslösung m3/h 135 120 135 135
°C 8 8 8 8
1 1 VE Wasser m3/h 1 ,2 1 ,2 1 ,2 1 ,2
12 Druck am Austritt bara 1 ,3 1 ,3 1 ,3 1 ,3 aus der
Absorptionsstufe
13 Stabilisator (10 % kg/h 50 42 50 50
Hydrochinon in
Acrolein)
14 Acrolein kg/h 8000 6737 8000 8000
15 Abwasser aus dem t/h 1 ,2 1 ,2 1 ,2 1 ,2
Sorbatkreislauf
16 Abwasser aus der t/h 5,4 4,6 5,4 5,4
Quenchstufe
17 organische Phase kg/h n.a. n.a. n.a. 100 aus Phasentrenner
II zur externen
Aufarbeitung
18 Prozessabgas zur Nm3/h 25600 21600 25600 25600
Verbrennung
19 Rezirkuliertes Nm3/h 22000 18560 22000 22000
Prozessabgas
20 Temperatur Sumpf °C 70 70 70 70
Quencher
21 Druck am Kopf des bara 1 ,5 1 ,5 1 ,5 1 ,5
Quenchers
22 Temperatur im °C 14 14 14 14
Kopfkreislauf
Quencher
n. a.: nicht anwendbar Ergebnisse der BeispieleA ergleichsbeispiele:
Die aufgeführten Beispiele/Vergleichsbeispiele wurden in jeweils einer Anlage durchgeführt, wie sie den in Figuren 1 bis 4 gezeigten Anlagen entspricht. Die angegebenen Ergebnisse sind dabei im Wesentlichen durch die beschriebenen Parameter bestimmt.
Fig. 1 Erfindungsgemäßer Prozess
Anlagenbetrieb > 1 Jahr bis Reinigung erforderlich wird
Spez. Lösungsmittel-Verbrauch ca. 0,2 Gew.% Frischlösungsmittel bezogen auf die eingesetzte Propen-Menge Vergleichsbeispiele 1 -3:
Fig. 2 Es zeigt sich dabei, dass die maximal einstellbare Anlagenlast (d.h. Pe
Einspeisung) auf etwa 80% der Anlagenlast aus Beispiel 1 begrenzt ist. Bei höherer Last wird das Betriebsverhalten der Anlage durch
Schaumbildung in der Destillation instabil. Weiterhin wird beobachtet, dass selbst bei dieser niedrigeren Last bereits nach max. 3 Monaten eine Reinigung des Sumpfbereichs der Destillation erforderlich wird (Bildung von Polymerablagerungen). Kein Lösungsmittelverbrauch.
Fig. 3 Es zeigt sich, dass in diesem Fall keine Produktionsminderung wegen
Schaumbildung in der Destillation mehr notwendig wird und das
Reinigungsintervall der Produktionsanlage auf bis zu 6 Monate verlängert wird. Der Frischlösungsmittelverbrauch liegt dabei bei > 0,4 Gew.% Lösungsmittel bezogen auf die eingesetzte Propenmenge
Fig. 4 Es zeigt sich dabei, dass ein Anlagenbetrieb wie in Beispiel 1 ermöglicht wird, der Frischlösungsmittelverbrauch dabei aber auch bei > 0,4 Gew.% Lösungsmittel bezogen auf die eingesetzte Propenmenge liegt. Das
Investitionsvolumen für die Vakuumdestillationsanlage ist wesentlich höher als für den Phasentrenner I und der Betrieb aufgrund der teerartigen Konsistenz des Destillationsrückstandes störanfällig Bezugszeichentabelle
Nr. in Figuren Beschreibung
1 Luft (trocken)
2 Dampf
3 Propen
4 Prozessgas
2 Ethylhexanol
5
Destillat aus ext. Aufarbeitung
6 Sorptionslösung
7 organische Phase aus Phasentrenner II
8 Kühlkreislauf
9 organische Phase aus Phasentrenner I
10 Sorptionslösung
1 1 VE Wasser
12 Druck am Austritt aus der Absorptionsstufe
13 Stabilisator (10 % Hydrochinon in Acrolein)
14 Acrolein
15 Abwasser aus dem Sorbatkreislauf
16 Abwasser aus der Quenchstufe
17 organische Phase aus Phasentrenner II zur externen Aufarbeitung
18 Prozessabgas zur Verbrennung
19 Rezirkuliertes Prozessabgas
20 Temperatur Sumpf Quencher
21 Druck am Kopf des Quenchers
22 Temperatur im Kopfkreislauf Quencher
23 Einspritzkondensator
WT1 Wärmetauscher 1

Claims

Patentansprüche
1 . Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Acrolein, bei dem die
nachfolgenden Schritte durchgeführt werden
A) Gasphasenoxidation von Propen mit Hilfe von Luft an einem heterogenen Katalysator in Anwesenheit eines Verdünnungsgases in einer Reaktionsstufe
B) Auffangen des Acrolein-haltigen Gasstromes aus A) in einer Quenchstufe bestehend aus Sumpf-, Mittel- und Kopfteil zur Abtrennung von Nebenprodukten in Gegenwart von Wasser und einer kaum wasserlösliches organisches Lösungmittel enthaltenden organischen Phase
C) Auffangen des Acrolein-haltigen Gasstromes aus der Quenchstufe B) in einer Absorptionsstufe bestehend aus Sumpf-, Mittel- und Kopfteil in Gegenwart von Wasser und einer kaum wasserlösliches organisches Lösungmittel enthaltenden organischen Phase zur Gewinnung einer organische Phase enthaltenden wässrigen Acrolein-Lösung und eines nicht kondensierbaren Gasstromes
C1 ) zumindest teilweise Rückführung des nicht kondensierbaren Gasstromes aus C) als Verdünnungsgas in die Reaktionsstufe A)
D) Destillative Abtrennung des Acroleins aus der organische Phase
enthaltenden wässrigen Acrolein-Lösung aus C) in einer Destillationsstufe
wobei die verbleibende vom Acrolein befreite, organische Phase enthaltende wässrige Lösung aus der Destillationsstufe D) ausgetragen wird, so dass sich eine organische Phase II bildet, die vom zugehörigen wässrigen Anteil II getrennt wird (Phasentrennung II), die organische Phase II in den Sumpfteil der Quenchstufe B) eingetragen wird, aus welchem die organische Phase II durch Destillation und /oder Strippung zusammen mit einem wässrigen Anteil über den Kopfteil abgetrennt wird, so dass sich eine organische Phase I bildet, welche vom zugehörigen wässrigen Anteil I getrennt wird (Phasentrennung I) und in den Sumpfteil der Absorptionsstufe C) eingetragen wird. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass permanent oder intermittierend kaum wasserlösliches organisches Lösungsmittel zur Ergänzung der organischen Phase an geeigneter Stelle des Verfahrens eingebracht wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Lösungsmittel in den Sumpfteil der Absorptionsstufe und/oder der
Destillationsstufe eingebracht wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein organisches Lösungsmittel eingesetzt wird, das einen Siedepunkt bei
Normaldruck von 150 bis 230 °C, vorzugsweise von 170 bis 190 °C aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als organisches Lösungsmittel ein verzweigter bzw. unverzweigter offenkettiger C6- bis CI O- Alkohol, vorzugsweise 2-Ethylhexanol verwendet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf die in die Reaktionsstufe A) eingetragenen Menge an Propen 0,05 bis 1 Gew.%, vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,5 Gew.% organisches Lösungsmittel ergänzt wird, vorzugsweise soviel organisches Lösungsmittel ergänzt wird, dass ein gleichbleibender Gehalt an organischer Phase aufrechterhalten wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Acrolein-haltige Gasstrom aus A) mit einer Temperatur von 200-280 °C vorzugsweise von 220-250 °C in den Sumpfteil des entsprechenden Schritts B) gelangt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Quenchstufe B die Sumpftemperatur zwischen 60 und 90 °C bei einem Druck im Kopfteil von 1 ,2 bis 1 ,8 bar so eingestellt wird, dass keine separate organische Phase im Sumpfteil der Quenchstufe B vorhanden ist.
Verfahren gemäß Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Sumpftemperatur der Quenchstufe B eingestellt wird, indem ein Teilstrom der dort kondensierten Flüssigkeit abgeführt wird und nach entsprechendem Abkühlen dem unteren Drittel der Quenchstufe B wieder zugeführt wird (unteres Umpumpen).
10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem abgeführten Teilstrom der kondensierten Flüssigkeit ein Teilstrom aus dem Verfahren ausgeschleust wird.
1 1 . Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilstrom der im Kopfteil der Quenchstufe B vorhandenen Kondensats abgeführt wird, vorzugsweise auf < 20°C gekühlt und dem Kopfteil der
Quenchstufe B wieder zugeführt wird, wodurch der aus dem Mitteilteil der Quenchstufe B eintretende Acrolein-haltige Gasstrom gekühlt wird und fortwährend weiteres Kondensat erzeugt wird, welches als Rücklauf in den Mittelteil der Quenchstufe zurückgeführt wird (oberes Umpumpen).
12. Verfahren gemäß Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilstrom des Kondensats der Phasentrennung I zugeführt wird.
13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis12, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasentrennung I bei einer Temperatur von 8 bis 60 °C, vorzugsweise von 10 bis 50 °C besonders bevorzugt von 12 bis 40°C durchgeführt wird.
14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis13, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasentrennung I mit einer Verweilzeit von 0,5 bis 20 min, vorzugsweise von 1 bis 10 min durchgeführt wird.
15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der wässrige Anteil I aus der Phasentrennung I zumindest teilweise dem Rücklauf des erzeugten Kondensats zugeführt wird.
16. Verfahren gemäß mindestens einer der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, dass die aus der Destillationsstufe D ausgetragene vom Acrolein befreite, organische Phase enthaltende wässrige Lösung
(Sorptionslösung) teilweise direkt auf den Kopfteil der Absorptionsstufe C zurückgeführt wird und der restliche Teil der Phasentrennung II zugeführt wird.
17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasentrennung II bei einer Temperatur von 10 bis 90 °C,
vorzugsweise von 15 bis 60 °C, besonders bevorzugt von 20 bis 40 °C durchgeführt wird.
18. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasentrennung II mit einer Verweilzeit von 0,5 bis 20 min, vorzugsweise von 1 bis 10 min durchgeführt wird.
19. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an organischer Phase II, die in die Quenchstufe B) eingetragen wird 0,1 bis 3 Gew.%, vorzugsweise 0,2 bis 1 Gew.%, bezogen auf die insgesamt in die Reaktionsstufe A) eingetragenen Mengen an Propen beträgt.
20. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der wässrige Anteil II aus der Phasentrennung II teilweise zur
Absorptionsstufe C), vorzugsweise zum Kopfteil der Absorptionsstufe, zurückgeführt wird und vorzugsweise ein weiterer Teilstrom des wässrigen Anteils II aus dem Verfahren ausgeschleust wird.
21 . Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an organischer Phase in der Sorptionslösung 0,1 bis 5 Gew.% beträgt , vorzugsweise 0,2 bis 3 Gew.%.
22. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16 oder 21 dadurch gekennzeichnet, dass die Sorptionslösung mit einer Temperatur von 5 - 18°C, vorzugsweise 6 - 12°C und bei einem Druck am Kopfteil der Absorptionsstufe C) zwischen 1 ,1 und 1 ,7 bar in die Absorptionsstufe C) eingebracht wird.
23. Verfahren gemäß mindestens einer der Ansprüche 1 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, dass die Quench- , Absorptions- und/oder Destillationsstufe jeweils in Form einer Kolonne ausgeführt ist.
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CN201480007476.6A CN104968638B (zh) 2013-02-06 2014-01-28 从丙烯非均相催化氧化的工艺气体中除去丙烯醛的方法
KR1020157023886A KR102182457B1 (ko) 2013-02-06 2014-01-28 프로펜의 불균질 촉매화 산화의 공정 가스로부터 아크롤레인을 제거하는 방법
JP2015556450A JP6391596B2 (ja) 2013-02-06 2014-01-28 プロペンの不均一系触媒反応による酸化のプロセスガスからのアクロレインの分離方法
US14/762,124 US9334215B2 (en) 2013-02-06 2014-01-28 Method for removing acrolein from the process gas of a heterogeneously catalysed oxidation of propene
EP14702783.3A EP2953919B1 (de) 2013-02-06 2014-01-28 Verfahren zur abtrennung von acrolein aus dem prozessgas einer heterogen katalysierten oxidation von propen
SG11201506145UA SG11201506145UA (en) 2013-02-06 2014-01-28 Method for removing acrolein from the process gas of a heterogeneously catalysed oxidation of propene
MYPI2015001958A MY168974A (en) 2013-02-06 2014-01-28 Method for removing acrolein from the process gas of a heterogeneously catalysed oxidation of propene
MX2015009783A MX2015009783A (es) 2013-02-06 2014-01-28 Metodo para retirar acroleina del gas de proceso de una oxidacion catalizada heterogeneamente de propeno.
BR112015018268-2A BR112015018268B1 (pt) 2013-02-06 2014-01-28 processo contínuo para preparação de acroleína
RU2015137758A RU2647593C2 (ru) 2013-02-06 2014-01-28 Способ отделения акролеина от технологического газа, образующегося при гетерогенно-катализируемом окислении пропена
ES14702783.3T ES2610383T3 (es) 2013-02-06 2014-01-28 Procedimiento para la separación de acroleína a partir del gas de proceso de una oxidación de propeno catalizada heterogéneamente
SA515360862A SA515360862B1 (ar) 2013-02-06 2015-08-05 طريقة لفصل الأكرولين عن غاز عملية أكسدة بروبين محفِّزة على نحو غير متجانس

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3770145A1 (de) 2019-07-24 2021-01-27 Basf Se Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von acrolein oder acrylsäure als zielprodukt aus propen

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2765127A1 (de) 2013-02-06 2014-08-13 Evonik Industries AG Verfahren zur Abtrennung von Acrolein aus dem Prozessgas einer heterogen katalysierten Oxidation von Propen
US10093551B2 (en) * 2014-09-23 2018-10-09 Basf Se Process and plant for treatment of secondary components obtained in acrolein and/or (meth)acrylic acid production

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2263496A1 (de) 1972-12-27 1974-07-25 Degussa Verfahren zur gewinnung von acrylsaeure und acrolein
WO2001096271A2 (de) 2000-06-14 2001-12-20 Basf Aktiengesellschaft Verfahren zur herstellung von acrolein und/oder acrylsäure
WO2008046843A1 (de) 2006-10-20 2008-04-24 Evonik Degussa Gmbh Mischoxidkatalysatoren für die katalytische gasphasenoxidation
WO2008104432A1 (de) 2007-03-01 2008-09-04 Evonik Degussa Gmbh Aus hohlen formen bestehende mischoxidkatalysatoren
WO2010044990A1 (en) 2008-10-15 2010-04-22 Arkema Inc. Method of recovering carboxylic acids from dilute aqueous streams

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2514968A (en) * 1949-04-15 1950-07-11 Shell Dev Purification of crude acrolein by rectified absorption
US3097215A (en) * 1960-04-08 1963-07-09 Shell Oil Co Recovery of hydrocarbon oxidation products
US3433840A (en) * 1966-12-29 1969-03-18 Sumitomo Chemical Co Process for recovering acrolein by quenching,absorption and plural distillation
US3768806A (en) 1971-12-30 1973-10-30 Xerox Corp Bi-directionally movable platform control
DE19654516C1 (de) 1996-12-27 1998-10-01 Degussa Verfahren zur Auftrennung des Produktgasgemisches der katalytischen Synthese von Methylmercaptan
DE19654515C1 (de) 1996-12-27 1998-10-01 Degussa Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Methylmercaptan
JP2003176252A (ja) * 2001-12-13 2003-06-24 Mitsubishi Chemicals Corp （メタ）アクロレイン又は（メタ）アクリル酸の製造方法
US7604788B2 (en) 2002-09-26 2009-10-20 Evonik Degussa Gmbh Process for the conversion of polysulfanes
DE10245164B4 (de) 2002-09-26 2014-11-13 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Umwandlung von Polysulfanen
US7190270B2 (en) 2004-11-05 2007-03-13 Zih Corp. System and method for detecting transponders used with printer media
DE102005056377A1 (de) * 2005-11-24 2007-05-31 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Acrolein, oder Acrylsäure, oder deren Gemisch aus Propan
DE102005062010A1 (de) * 2005-12-22 2007-06-28 Basf Ag Verfahren der heterogen katalysierten partiellen Gasphasenoxidation von Propylen zu Acrylsäure
EP2679579A1 (de) * 2012-06-27 2014-01-01 Evonik Industries AG Integriertes Verfahren zur Herstellung von Acrolein und 3-Methylmercaptopropionaldehyd
EP2765127A1 (de) 2013-02-06 2014-08-13 Evonik Industries AG Verfahren zur Abtrennung von Acrolein aus dem Prozessgas einer heterogen katalysierten Oxidation von Propen

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2263496A1 (de) 1972-12-27 1974-07-25 Degussa Verfahren zur gewinnung von acrylsaeure und acrolein
WO2001096271A2 (de) 2000-06-14 2001-12-20 Basf Aktiengesellschaft Verfahren zur herstellung von acrolein und/oder acrylsäure
WO2008046843A1 (de) 2006-10-20 2008-04-24 Evonik Degussa Gmbh Mischoxidkatalysatoren für die katalytische gasphasenoxidation
WO2008104432A1 (de) 2007-03-01 2008-09-04 Evonik Degussa Gmbh Aus hohlen formen bestehende mischoxidkatalysatoren
WO2010044990A1 (en) 2008-10-15 2010-04-22 Arkema Inc. Method of recovering carboxylic acids from dilute aqueous streams

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
D. ARNTZ ET AL.: "Ullmann's Enzyclopedia of Industrial Chemistry", vol. 1, 15 April 2007, WILEY-VCH-VERLAG
W. G. ETZHORN: "Kirk-Othmer Enzyclopedia of Chemical Technology", vol. 1, 18 December 2009, JOHN WILEY AND SONS INC.

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3770145A1 (de) 2019-07-24 2021-01-27 Basf Se Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von acrolein oder acrylsäure als zielprodukt aus propen
WO2021013640A1 (en) 2019-07-24 2021-01-28 Basf Se A process for the continuous production of either acrolein or acrylic acid as the target product from propene

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