WO2018114429A1 - Verfahren zur destillativen gewinnung von rein-2-ethylhexylacrylat oder rein-2-propylheptylacrylat aus dem entsprechenden roh-alkylacrylat - Google Patents

Verfahren zur destillativen gewinnung von rein-2-ethylhexylacrylat oder rein-2-propylheptylacrylat aus dem entsprechenden roh-alkylacrylat Download PDF

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WO2018114429A1
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acrylate
pure
separation stage
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Ortmund Lang
Bernd Metzen
Claus Hechler
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    • C07C69/52—Esters of acyclic unsaturated carboxylic acids having the esterified carboxyl group bound to an acyclic carbon atom
    • C07C69/533—Monocarboxylic acid esters having only one carbon-to-carbon double bond
    • C07C69/54—Acrylic acid esters; Methacrylic acid esters

Definitions

  • R is an alkyl radical.
  • Acrylates such as, for example, 2-ethylhexyl acrylate and 2-propylheptyl acrylate are generally obtained industrially by reacting alcohol (for example 2-ethylhexanol or 2-propylheptanol) and acrylic acid.
  • alcohol for example 2-ethylhexanol or 2-propylheptanol
  • acrylic acid for example 2-ethylhexanol or 2-propylheptanol
  • a product mixture is formed, also called crude acrylate, in which the acrylate generally predominates.
  • R thus corresponds to 2-ethylhexyl and 2-propylheptyl.
  • Alkyl acrylates are used for paints, adhesives, construction chemicals, paper coatings and plastics.
  • the crude acrylate obtained in a synthesis must be further purified by distillation.
  • distillative recovery of acrylate from crude acrylate is carried out after a preferred pre-cleaning, e.g. by extraction, in the art, e.g. in the thesis "Polymerization inhibition of (meth) acrylates", TU Darmstadt (Department of Chemistry), 2003, by Holger Becker on pages 21 to 24 is shown, in two series-connected distillation columns:
  • ROH alcohol
  • ROR diether
  • the higher boilers based on the 2-ethylhexyl acrylate or 2-propylheptyl acrylate
  • 2-ethylhexyloxy ester or 2-propylheptyloxy ester (ROCH 2 CH 2 C (0O) OR)
  • the desired product ie pure 2-ethylhexyl acrylate or pure 2-propylheptyl acrylate
  • the bottom effluent of column I is fed to a high-boiling precipitator J (see Fig. 3-7 on page 24 of the above-mentioned thesis).
  • the object of the invention was to provide an improved process for the distillative recovery of pure 2-ethylhexyl acrylate or pure 2-propylheptyl acrylate from the respective corresponding crude alkyl acrylate, which, while maintaining the respective required specifications for the Pure 2-ethylhexyl acrylate and pure 2-propylheptyl acrylate, is more economical, especially with regard to investment and energy costs.
  • a process for the recovery by distillation of pure 2-ethylhexyl acrylate or pure 2-propylheptyl acrylate from the corresponding crude alkyl acrylate is found, which is characterized in that the method in a dividing wall column (1) with separating internals and evaporator (7) in which a partition wall (8) in the column longitudinal direction to form an upper common column region (9), a lower common column region (14), a feed part (10, 12) with a side feed parts (2) and a removal part (1 1, 13 ) with a side removal part (3), the column has a number of theoretical plates in the range of 10 to 60, the side feed parts (2) for the corresponding crude alkyl acrylate on a theoretical plate in the range starting at least two theoretical plates above the lowest and ending at least two theoretical plates below the highest theoretical Separation stage is arranged, the side removal parts (3) for the pure 2-ethylhexyl acrylate or pure 2-propylheptyl on a theoretical separation stage in the range beginning at
  • Under crude alkyl acrylate is especially a mixture having an acrylate content of in each case> 40 wt .-% to ⁇ 99 wt .-%, in particular> 60 wt .-% to ⁇ 98 wt .-%, 2-ethylhexyl acrylate or 2 -Propylheptylacrylat to understand.
  • the crude 2-ethylhexyl acrylate used in the process according to the invention has in particular the following composition:
  • the crude 2-propylheptyl acrylate used in the process according to the invention has in particular the following composition:
  • the process according to the invention is carried out in a dividing wall column (1) in which a dividing wall (8) in the longitudinal direction of the column forms an upper common column region (9), a lower common column region (14), an inlet part (10, 12) and a Removal part (1 1, 13) is arranged.
  • a dividing wall column is a distillation column with a vertical dividing wall, which prevents cross-mixing of liquid and vapor streams in some areas.
  • the partition which usually consists of a flat sheet metal and can be welded, screwed or plugged, divides the column in the longitudinal direction in the central region into an inlet part and a removal part.
  • the mixture to be separated, the corresponding crude alkyl acrylate is fed to the feed section and the product, the pure 2-ethylhexyl acrylate or, correspondingly, pure 2-propylheptyl acrylate, is withdrawn from the withdrawal section.
  • the process is preferably carried out continuously.
  • the dividing wall column is, as usually each distillation column, equipped with an evaporator (bottom evaporator) (7) and a condenser (6) at the top of the column.
  • the residence time in the evaporator (7) and the associated piping system is advantageously limited to 1 to 60 minutes, more preferably 10 to 30 minutes.
  • the liquid quantity ratio at the upper end of the dividing wall (8) on the reinforcing member (10) and the stripping section (1 1) of the column ie quantity on reinforcing member (10): quantity on stripping section (1 1), in one area from 1: 0.2 to 1: 5, ie 5 to 0.2, preferably in a range of 1: 0.5 to 1: 2, that is 2 to 0.5 set.
  • This is preferably done in such a way that the liquid is collected at the upper end of the partition and fed via a control or adjusting device in said ratio to the gain or stripping section of the column. This ensures lower energy consumption.
  • the amounts of the vapor streams are transferred to the stripping section (12) and the reinforcing section (13) of the column, that is to say to the stripping section (12): Amount on reinforcing member (13), in a ratio in the range of 1: 0.5 to 1: 2.0, ie 2 to 0.5, preferably in a ratio in the range of 1: 0.9 to 1: 1, 5 , ie 1 / 0.9 to 1/1, 5, set.
  • the process according to the invention is preferably carried out at a pressure in the column head of from 10 mbar to 5 bar, preferably from 10 to 100 mbar.
  • a temperature control is provided in the upper common column region (9), with a temperature signal, which may be from a single or averaged by several measuring points below the top theoretical separation stage, preferably counted from the top of the third theoretical separation stage, the distillate as a control variable , the reflux ratio or, preferably, the amount of return uses.
  • a temperature control is provided in the lower column region, with a temperature signal which can come from a single or averaged of several measuring points above the lowest theoretical separation stage, preferably counted from below on the second theoretical separation stage, as the manipulated variable uses the sump withdrawal amount.
  • a level control at the bottom of the column, which uses the page removal amount as a manipulated variable.
  • the ratio of the cross-sectional areas of the region of the extraction part (11, 13) to the region of the inlet part (10, 12) is preferably 4: 1 to 1: 4, more preferably 1: 5: 1 to 1: 1, 5, e.g. at 1: 1.
  • the dividing wall column (1) has a number of theoretical plates in the range of 10 to 60.
  • Separating internals are located in the common upper column area (9) and in the common lower column area (14) and in the inlet part (10, 12) and removal part (1 1, 13).
  • the indication of the number of theoretical plates of the dividing wall column (1) always refers to the sum of the theoretical plates in the common upper column region (9), the common lower column region (14) and the inlet part (10, 12).
  • the number of theoretical plates in the extraction part (1 1, 13) is the same size as in the inlet part (10, 12), but can also be larger, for example, 1 to 5 larger, or smaller, for example, 1 to 5 smaller, be.
  • the side feed parts (2) for the corresponding crude alkyl acrylate is on a theoretical separation stage in the range beginning at least two theoretical plates above the lowest and ending at least two theoretical plates below the top theoretical plate, preferably on a theoretical plate in the range beginning at least four theoretical plates above the lowest and ending at least four theoretical see separation stages below the top theoretical separation stage arranged.
  • the side removal parts (3) for the pure 2-ethylhexyl acrylate or pure 2-propylheptyl acrylate is on a theoretical separation stage in the range starting at least two theoretical plates above the lowest and ending at least two theoretical plates below the top theoretical plate, preferably in the range starting at least four theoretical plates above the lowest and ending at least four theoretical plates below the top theoretical plate.
  • the dividing wall (8) is in the column in the range starting at least one theoretical separation stage above the lowest and ending at least one theoretical separation stage below the top theoretical separation stage, preferably in the range beginning at least two theoretical separation stages above the lowest and ending at least two theoretical separation stages below top theoretical separation stage, particularly preferably in the middle, arranged.
  • the dividing wall column (1) has a number of theoretical plates in the range of 15 to 30, the side feed parts (2) for the corresponding crude alkyl acrylate is on a theoretical separation stage in the range starting at least eight theoretical plates above the lowest and terminating at least six theoretical plates below the topmost theoretical plate, the side-siphon parts (3) for the pure 2-ethylhexyl acrylate or pure 2-propylheptyl acrylate being at a theoretical plate in the range starting at least five theoretical
  • Separating stages above the lowest and ending at least eight theoretical plates arranged below the uppermost theoretical separation stage and the dividing wall (8) in the column is arranged in the range beginning at least three theoretical plates above the lowest and ending at least three theoretical plates below the top theoretical plate.
  • the side removal parts (3) both on the same theoretical separation stage as the side inlet parts (2) and below or above the side inlet parts lie; but of course each on the other side of the partition (8) (see Figure 1);
  • the opposing side removal parts (3) are below, for example one to 25, especially 5 to 20, especially 6 to 15, theoretical plates below, the side inlet parts (2). (The counting of the separation stages takes place in the column or in the relevant column area or in the relevant column part always from bottom to top).
  • dual-flow trays are used as separating internals in the dividing wall column.
  • the term dual-flow tray denotes in a known manner a column bottom with openings that are passed by vapor and liquid in the counterflow.
  • Mixtures that can be subjected to thermal treatment in a column are typically fluid, i. gaseous, liquid or gaseous / liquid.
  • Dual-flow trays are preferably used in the region of the dividing wall (10, 11, 12, 13); In a further preferred embodiment, dual-flow trays are also used in the common upper column region (9) and in the common lower column region (14).
  • a further advantageous embodiment is the use of dual-flow trays in the region of the dividing wall (10, 11, 12, 13) and in the common lower column region (14) as well as the use of random packings or packings in the common upper column region (9).
  • WO 03/043712 A1 BASF AG it was shown for a conventional column without a partition wall that a targeted reduction of the diameter of the openings in the dual-flow trays achieves a considerable reduction in susceptibility to soiling and thus a considerable extension of the operating time of tray columns could be.
  • the targeted design of the opening conditions, the gas distribution to the inlet side and the sampling side can be accurately adjusted. Due to the different opening ratios of the dual-flow trays, different amounts of gas are produced on both sides of the dividing wall with the same pressure loss. This can be dispensed with a complex gas distribution below the partition.
  • the opening ratio is set by the size and / or number of openings.
  • the ratio of the sum of the opening areas and the total area of the dual-flow floor is designated in a known manner as the opening ratio of a dual-flow tray.
  • the openings of the dual-flow trays within a column can be designed differently, specifically in such a way that the diameter of the openings and / or the number of openings are varied.
  • the openings in the dual-flow trays are circular.
  • the skilled person can easily determine the required opening ratio depending on the gas and liquid load and the opening diameter.
  • the diameter of the openings in the dual-flow trays is preferably in the range of 10 to 80 mm, wherein above the inlet arranged dual-flow trays preferably openings in the range of 10 to 50 mm, arranged below the inlet dual-flow trays on the other hand preferably have openings with diameters in the range of 15 to 80 mm.
  • the opening ratio of the dual-flow trays is preferably in the range of 10 to 30%.
  • the acrylic monomer ie the 2-ethylhexyl acrylate and 2-propylheptyl acrylate
  • suitable polymerization inhibitors in order to obtain a to avoid unwanted polymerization. That is, the process according to the invention is preferably carried out in the presence of effective amounts of one or more stabilizers.
  • Suitable stabilizers are in principle all polymerization inhibitors which are recommended for stabilizing (meth) acrylic acid and (meth) acrylic esters in, for example, DE 10 2005 053 982 A1 (BASF AG) and DE 102 58 329 A1 (BASF AG).
  • Suitable stabilizers can be, for example, N-oxides (nitroxyl or N-oxyl radicals, ie compounds which have at least one> N-0 group), such as, for example, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetra- methylpiperidine-N-oxyl or 4-oxo-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxyl, phenols and naphthols such as p-methoxyphenol, p-aminophenol , p-nitrosophenol, 2-tert-butylphenol, 4-tert-butylphenol, 2,4-di-tert-butylphenol, 2-methyl-4-tert-butylphenol, 2,6-tert-butyl 4-methylphenol or 4-tert-butyl-2,6-dimethylphenol, quinones, such as Hydroquinone or hydroquinone monomethyl ether, aromatic amines, e.g.
  • ⁇ , ⁇ -diphenylamine phenylenediamines, e.g. N, N'-dialkyl-p-phenylenediamine, wherein the alkyl radicals may be the same or different and each independently have 1 to 4 carbon atoms and may be straight-chain or branched, such as e.g. N, N'-dimethyl-p-phenylenediamine or N, N'-diethyl-p-phenylenediamine, hydroxylamines, e.g. ⁇ , ⁇ -diethylhydroxylamine, imines, e.g. Methyl ethyl imine or methylene violet, sulfonamides, e.g.
  • N-methyl-4-toluenesulfonamide or N-tert-butyl-4-toluenesulfonamide oximes, such as aldoximes, ketoximes or amidoximes, such as e.g. Diethylketoxime, methylethylketoxime or salicylaldoxime, phosphorus-containing compounds, such as e.g. Triphenylphosphine, triphenyl phosphite or triethyl phosphite, sulfur containing compounds such as e.g. Diphenyl sulfide or phenothiazine, metal salts, e.g. Cerium (III) acetate or cerium (III) ethylhexanoate, or mixtures thereof.
  • oximes such as aldoximes, ketoximes or amidoximes, such as e.g. Diethylketoxime, methylethylketoxime or salicylaldoxime
  • the stabilization is preferably carried out with phenothiazine (PTZ), p-methoxyphenol (MeHQ), hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxyl, 4-oxo-2,2,6,6 tetramethylpiperidine-N-oxyl, 2,6-tert-butyl-4-methylphenol or mixtures thereof.
  • phenothiazine (PTZ) and / or p-methoxyphenol (MeHQ) as the polymerization inhibitor.
  • the inhibitors can be added as pure substance, it is advantageous to add the inhibitor dissolved in a solvent as a solution which can be dosed in a simple and reproducible manner, inhibitor mixtures in principle also being possible in a single solution.
  • a liquid already present in the acrylate synthesis process or the mixture of substances in the column is used as the solvent.
  • Particularly preferred for the choice as solvent is the acrylate product itself (here 2-ethylhexyl or 2-propylheptyl acrylate) or one of the synthetic starting materials for the acrylate (in this case acrylic acid or 2-ethylhexanol or 2-propylheptanol).
  • the drawing shows in the single figure a dividing wall column 1 with a partition wall 8, the dividing wall column 1 in a common upper column area 9, an inlet part 10 and 12, with reinforcing member 10 and output member 12, a removal part 1 1 and 13 with a stripping section 1 1 and a reinforcing part 13, as well as a common lower column region 14.
  • Separating internals are in the column areas 9 and 14 and in the parts 10 to 13.
  • the corresponding crude alkyl acrylate 2 occurs between the column parts 10 and 12 in the dividing wall column 1 a.
  • the pure 2-ethylhexyl acrylate or, correspondingly, pure 2-propylheptyl acrylate, 3, is taken off between column parts 11 and 13, preferably in liquid form.
  • the vapor stream 15 produced at the top of the column is partially condensed in the condenser 6, which is optionally supplemented by an aftercooler, and divided into the reflux stream 16 and the distillate stream 4.
  • the non-condensed portion from the condenser 6 contains the low-boiling impurities and is withdrawn in vapor form as stream 19.
  • the liquid 17 is partially vaporized in an evaporator 7 and returned via the pipe 18 into the column.
  • a partial stream 5 containing the higher-boiling impurities is withdrawn.
  • the evaporator 7 may be designed as a natural circulation evaporator or as a forced circulation evaporator, in the latter case, a circulation pump for the liquid flow 17 is additionally required. It is particularly advantageous with regard to avoiding unwanted polymerization reactions to use a falling-film evaporator instead of the forced-circulation evaporator, since the shortest residence times are possible with this design. To reduce the residence time of the liquid in the evaporator system, it is advantageous not to position the posture in the lower column hood, but in the feed line of the liquid 17.
  • a stabilizer 1 (23) (so-called process stabilizer, eg PTZ in particular) in the reinforcement part (10) of the inlet part (10, 12), there in particular just below the upper end of the partition wall (8) is added.
  • the stabilizer 1 may in particular be used as a solution in a suitable solvent, especially as listed above, e.g. 2-ethylhexyl acrylate or 2-propylheptyl acrylate, are used.
  • a suitable solvent especially as listed above, e.g. 2-ethylhexyl acrylate or 2-propylheptyl acrylate
  • a stabilizer 2 (22) (so-called storage stabilizer, for example MeHQ in particular) is preferably introduced into the container (20) which collects the condensate (26) and / or into the conduit of a quench circuit (21) and / or at the top of the condenser (6).
  • the preferably configured quench circuit ie the liquid recycle stream of a portion of the condensate, eg 10 to 50 weight percent of the condensate, into the Capacitor (6)
  • the preferably configured quench circuit ie the liquid recycle stream of a portion of the condensate, eg 10 to 50 weight percent of the condensate, into the Capacitor (6)
  • the preferably configured quench circuit ie the liquid recycle stream of a portion of the condensate, eg 10 to 50 weight percent of the condensate, into the Capacitor (6)
  • the supply of lean air (25) (mixture of air and nitrogen, in particular such that an oxygen content of 4 to 9 vol.% Results) occurs particularly either at the lower end of the evaporator (7) or at the lower end of the column (1).
  • process stabilizer (24), in particular PTZ, is additionally added to the reinforcing part (13) below the side removal parts (3).
  • a "low boiler” (based on the relevant alkyl acrylate) is a substance whose boiling point is lower than the boiling point of the alkyl acrylate in question, ie 2-ethylhexyl acrylate or 2-propylheptyl acrylate, at the same pressure.
  • a 'high boiler' (based on the relevant alkyl acrylate) is a substance whose boiling point is higher than the boiling point of the relevant alkyl acrylate, ie 2-ethylhexyl acrylate or 2-propylheptyl acrylate, at the same pressure.
  • the operating modes are presented on the basis of data from a thermodynamic simulation of an overall plant for the production of 2-ethylhexyl acrylate.
  • thermodynamic simulation of the process was performed with the software Aspen Plus® (short: Aspen).
  • Aspen is a comprehensive simulation software used to model, simulate, and optimize chemical processes and equipment in the industry.
  • Aspen has extensive model databases to model the basic operations as well as substance databases for the material properties of many different substances.
  • the properties of mixtures are calculated by Aspen using different thermodynamic models from the substance data of pure substances.
  • a crude 2-ethylhexyl acrylate stream of 19180 kg / h with a temperature of 145 ° C was liquid fed to the 14th theoretical separation stage of a dividing wall column (1) with a total of 22 theoretical plates.
  • the crude 2-ethylhexyl acrylate had the following composition:
  • the side trigger (3) had the following composition:
  • the distillation yield for 2-ethylhexyl acrylate was over 93%.
  • At the lower end of the partition wall (8) was the division of the vapor flow amounts, stripping section (12): reinforcing member (13), in the ratio 1: 1.
  • the heating capacity of the evaporator was 2175 kW.
  • a crude 2-ethylhexyl acrylate stream of 19180 kg / h with a temperature of 145 ° C was liquid fed to the 14th theoretical separation stage of a dividing wall column (1) with a total of 22 theoretical plates.
  • the crude 2-ethylhexyl acrylate had the following composition:
  • the side trigger (3) had the following composition:
  • a crude 2-ethylhexyl acrylate stream of 19180 kg / h at a temperature of 145 ° C was liquid at the 14th theoretical separation stage of a dividing wall column (1) with a total of 22 theoretical see stages fed.
  • the crude 2-ethylhexyl acrylate had the following composition:
  • the side trigger (3) had the following composition:

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Abstract

Verfahren zur destillativen Gewinnung von Rein-2-Ethylhexylacrylat oder Rein-2-Propylheptylacrylat aus dem entsprechenden Roh-Alkylacrylat, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in einer Trennwandkolonne (1) mit trennwirksamen Einbauten und Verdampfer (7) durchgeführt wird, in der eine Trennwand (8) in Kolonnenlängsrichtung unter Ausbildung eines oberen gemeinsamen Kolonnenbereichs (9), eines unteren gemeinsamen Kolonnenbereichs (14), eines Zulaufteils (10, 12) mit einer Seitenzulaufstelle (2) und eines Entnahmeteils (11, 13) mit einer Seitenentnahmestelle (3) angeordnet ist, die Kolonne eine Anzahl von theoretischen Trennstufen im Bereich von 10 bis 60 aufweist, wobei die Anzahl der theoretischen Trennstufen der Trennwandkolonne (1) sich auf die Summe der theoretischen Trennstufen im gemeinsamen oberen Kolonnenbereich (9), dem gemeinsamen unteren Kolonnenbereich (14) und dem Zulaufteil (10, 12) bezieht, die Seitenzulaufstelle (2) für das entsprechende Roh-Alkylacrylat auf einer theoretischen Trennstufe im Bereich beginnend mindestens zwei theoretische Trennstufen oberhalb der untersten und endend mindestens zwei theoretische Trennstufen unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe angeordnet ist, die Seitenentnahmestelle (3) für das Rein-2-Ethylhexylacrylat oder Rein-2-Propylheptylacrylat auf einer theoretischen Trennstufe im Bereich beginnend mindestens zwei theoretische Trennstufen oberhalb der untersten und endend mindestens zwei theoretische Trennstufen unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe angeordnet ist und die Trennwand (8) in der Kolonne im Bereich beginnend mindestens eine theoretische Trennstufe oberhalb der untersten und endend mindestens eine theoretische Trennstufe unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe angeordnet ist, wobei man das Flüssigkeitsmengenverhältnis am oberen Ende der Trennwand (8) auf den Verstärkungsteil (10) und den Abtriebsteil (11) der Kolonne in einem Bereich von 1 : 0,2 bis 1 : 5 einstellt.

Description

Verfahren zur destillativen Gewinnung von Rein-2-Ethylhexylacrylat oder Rein-2-Propylheptyla- crylat aus dem entsprechenden Roh-Alkylacrylat
Beschreibung
Ester der Acrylsäure, H2C=CH-C(=0)OR, werden im Folgenden auch Acrylate genannt. R steht für einen Alkylrest.
Acrylate wie zum Beispiel 2-Ethylhexylacrylat und 2-Propylheptylacrylat werden großtechnisch in der Regel durch Umsetzung von Alkohol (Beispiel: 2-Ethylhexanol bzw. 2-Propylheptanol) und Acrylsäure gewonnen. Bei der Synthese (Veresterungsreaktion) entsteht ein Produktgemisch, auch Roh-Acrylat genannt, worin das Acrylat in der Regel überwiegt.
Im vorliegenden Fall entspricht R also 2-Ethylhexyl und 2-Propylheptyl.
Alkylacrylate finden Anwendung für Lacke, Klebstoffe, Bauchemikalien, Papierbeschichtungen und Kunststoffe.
Um den Spezifikationsanforderungen zu entsprechen, muss das in einer Synthese anfallende Roh-Acrylat weiter destillativ gereinigt werden. Die Spezifikationsanforderungen für reine Acrylate sehen z.B. insbesondere einen Mindestgehalt an Acrylat von 99,5 Gew.-% und einen maximal zulässigen Gehalt an Acetat, RO(C=0)CH3, von 1500 ppm und an Diether, ROR, von 1000 ppm vor.
Die Gewinnung von Acrylat aus dem Roh-Acrylat ist wegen der geringen Unterschiede in den relativen Flüchtigkeiten der Komponenten ein kompliziertes destillationstechnisches Problem und wird daher in der Regel durch eine Zweikolonnenschaltung durchgeführt (s.u.). Aufgrund der Empfindlichkeit der zur Polymerisation neigenden Acrylate sind besondere Kolonneneinbauten in der Regel besonders vorteilhaft.
Die destillative Gewinnung von Acrylat aus Roh-Acrylat erfolgt nach einer bevorzugt durchgeführten Vorreinigung, z.B. durch Extraktion, im Stand der Technik, wie er z.B. in der Dissertation .Polymerisationsinhibierung von (Meth-)Acrylaten', TU Darmstadt (Fachbereich Chemie), 2003, von Holger Becker auf den Seiten 21 bis 24 dargestellt wird, in zwei hintereinandergeschalteten Destillationskolonnen:
In einer ersten Destillationskolonne wird ein Gemisch von überwiegend Niedersiedern (bez. auf das 2-Ethylhexylacrylat bzw. 2-Propylheptylacrylat), wie z.B. Wasser, Alkohol (ROH), Acetat (RO(C=0)CH3), Diether (ROR), als Kopfprodukt abgezogen, wobei die organischen Niedersie- der zur Veresterung zurückgeführt werden können. Im Sumpf wird das Acrylat und die Höher- sieder abgetrennt. In einer zweiten nachgeschalteten Destillationskolonne werden als Sumpfprodukt die Höhersieder (bez. auf das 2-Ethylhexylacrylat bzw. 2-Propylheptylacrylat), wie z.B. 2-Ethylhexyloxyester bzw. 2-Propylheptyloxyester (ROCH2CH2C(=0)OR), abgetrennt. Das Wertprodukt (also das Rein-2-Ethylhexylacrylat oder Rein-2-Propylheptylacrylat) wird als Kopf- produkt der zweiten Destillationskolonne entnommen. Vgl. die Kolonnen H und I in Abb. 3-7 auf Seite 24 der o.g. Dissertation. Der Sumpfablauf der Kolonne I wird einem Schwersiederabschei- der J zugeführt (vgl. Abb. 3-7 auf Seite 24 der o.g. Dissertation).
DE 3302525 A1 (BASF AG) sowie die Fachliteratur, beispielsweise Kaibel et al. in Chem. Eng. Technol. 10 (1987), Seiten 92 bis 98, und in Chem. Ing.-Tech. 61 (1989), Nr. 2, Seiten 104 bis 1 12, beschreiben allgemein die Anwendung von Trennwandkolonnen bei der destillativen Reinigung von organischen Verbindungen.
US 2013/0284586 A1 (LG Chem. Ltd.) beschreibt die Verwendung einer Trennwandkolonne zur destillativen Reinigung von 2-Ethylhexylacrylat.
Demgegenüber lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur destillativen Gewinnung von Rein-2-Ethylhexylacrylat oder Rein-2-Propylheptylacrylat aus dem jeweils entsprechenden Roh-Alkylacrylat zur Verfügung zu stellen, das, bei Einhaltung der jeweili- gen geforderten Spezifikationen für das Rein-2-Ethylhexylacrylat und Rein-2-Propylheptylac- rylat, wirtschaftlicher ist, insbesondere bezüglich der Investitions- und Energiekosten.
Demgemäß wurde ein Verfahren zur destillativen Gewinnung von Rein-2-Ethylhexylacrylat oder Rein-2-Propylheptylacrylat aus dem entsprechenden Roh-Alkylacrylat gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das Verfahren in einer Trennwandkolonne (1 ) mit trennwirksamen Einbauten und Verdampfer (7) durchgeführt wird, in der eine Trennwand (8) in Kolonnenlängsrichtung unter Ausbildung eines oberen gemeinsamen Kolonnenbereichs (9), eines unteren gemeinsamen Kolonnenbereichs (14), eines Zulaufteils (10, 12) mit einer Seitenzulaufsteile (2) und eines Entnahmeteils (1 1 , 13) mit einer Seitenentnahmesteile (3) angeordnet ist, die Kolonne eine Anzahl von theoretischen Trennstufen im Bereich von 10 bis 60 aufweist, die Seitenzulaufsteile (2) für das entsprechende Roh-Alkylacrylat auf einer theoretischen Trennstufe im Bereich beginnend mindestens zwei theoretische Trennstufen oberhalb der untersten und endend mindestens zwei theoretische Trennstufen unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe angeordnet ist, die Seitenentnahmesteile (3) für das Rein-2-Ethylhexylacrylat oder Rein-2-Propylheptylacrylat auf einer theoretischen Trennstufe im Bereich beginnend mindestens zwei theoretische Trennstufen oberhalb der untersten und endend mindestens zwei theoretische Trennstufen unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe angeordnet ist und die Trennwand (8) in der Kolonne im Bereich beginnend mindestens eine theoretische Trennstufe oberhalb der untersten und endend mindestens eine theoretische Trennstufe unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe angeordnet ist. Unter Rein-2-Ethylhexylacrylat und Rein-2-Propylheptylacrylat ist besonders ein Acrylat mit einer Reinheit von jeweils > 98,5 Gew.-%, insbesondere > 99,5 Gew.-%, zu verstehen.
Unter Roh-Alkylacrylat ist besonders ein Gemisch mit einem Gehalt an Acrylat von jeweils > 40 Gew.-% bis < 99 Gew.-%, insbesondere > 60 Gew.-% bis < 98 Gew.-%, 2-Ethylhexylacrylat bzw. 2-Propylheptylacrylat zu verstehen.
Das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Roh-2-Ethylhexylacrylat weist besonders die folgende Zusammensetzung auf:
40 bis 99 Gew.-%, z.B. 70 bis 99 Gew.-%, insbesondere 60 bis 98 Gew.-%, z.B. 79 bis 98 Gew.-%, 2-Ethylhexylacrylat,
0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere 1 bis 7 Gew.-%, 2-Ethylhexanol,
0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 7 Gew.-%, Höhersieder (bez. auf 2-Ethylhexylacrylat), 0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 7 Gew.-%, weitere Niedersieder (bez. auf 2-Ethylhexylacrylat).
Das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Roh-2-Propylheptylacrylat weist besonders die folgende Zusammensetzung auf:
40 bis 99 Gew.-%, z.B. 70 bis 99 Gew.-%, insbesondere 60 bis 98 Gew.-%, z.B. 79 bis 98 Gew.- %, 2-Propylheptylacrylat,
0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere 1 bis 7 Gew.-%, 2-Propylheptanol,
0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 7 Gew.-%, Höhersieder (bez. auf 2-Propylheptylacrylat),
0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 7 Gew.-%, weitere Niedersieder (bez. auf 2-Propylheptylacrylat).
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in einer Trennwandkolonne (1 ) durchgeführt, in der eine Trennwand (8) in Kolonnenlängsrichtung unter Ausbildung eines oberen gemeinsamen Kolon- nenbereichs (9), eines unteren gemeinsamen Kolonnenbereichs (14), eines Zulaufteils (10, 12) und eines Entnahmeteils (1 1 , 13) angeordnet ist.
Es wurde überraschend gefunden, dass die destillative Gewinnung von Rein-2-Ethylhexylac- rylat und Rein-2-Propylheptylacrylat aus dem entsprechenden Roh-Alkylacrylat entgegen der Annahme, dass eine zweistufige Betriebsweise mit unterschiedlichen Drücken erforderlich sei, in einer einzigen Kolonne, und zwar einer Trennwandkolonne und somit bei einheitlichem Druck durchgeführt werden kann. Eine Trennwandkolonne ist eine Destillationskolonne mit senkrechter Trennwand, die in Teilbereichen eine Quervermischung von Flüssigkeits- und Brüdenströmen verhindert. Die Trennwand, die i.d.R. aus einem ebenen Blech besteht und geschweißt, geschraubt oder gesteckt sein kann, unterteilt die Kolonne in Längsrichtung in deren mittlerem Bereich in einen Zulaufteil und einen Entnahmeteil. Das aufzutrennende Gemisch, das entsprechende Roh-Alkylacrylat, wird dem Zulaufteil zugeführt und das Produkt, das Rein-2-Ethylhexylacrylat oder entsprechend Rein-2-Propylheptylacrylat, wird aus dem Entnahmeteil abgezogen.
Das Verfahren wird bevorzugt kontinuierlich durchgeführt.
Die Trennwandkolonne ist, wie in der Regel jede Destillationskolonne, mit einem Verdampfer (Sumpfverdampfer) (7) und einem Kondensator (6) am Kolonnenkopf ausgestattet.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird in vorteilhafter Weise die Verweilzeit im Verdampfer (7) und dem zugehörigen Rohrleitungssystem bevorzugt auf 1 bis 60 Minuten, weiter bevorzugt auf 10 bis 30 Minuten, begrenzt. Dadurch wird trotz der Polymerisationsanfälligkeit des Gemisches ein störungsfreier Betrieb der Anlage, insbesondere nur geringfügige oder keine Verschmutzungen, gewährleistet. In einer bevorzugten Verfahrensvariante wird das Flüssigkeitsmengenverhältnis am oberen Ende der Trennwand (8) auf den Verstärkungsteil (10) und den Abtriebsteil (1 1 ) der Kolonne, also Menge auf Verstärkungsteil (10) : Menge auf Abtriebsteil (1 1 ), in einem Bereich von 1 : 0,2 bis 1 : 5, also 5 bis 0,2, bevorzugt in einem Bereich von 1 : 0,5 bis 1 : 2, also 2 bis 0,5, eingestellt. Dies erfolgt bevorzugt in der Weise, dass die Flüssigkeit am oberen Ende der Trennwand gesammelt und über eine Regelungs- oder Stellvorrichtung im genannten Verhältnis auf den Verstärkungs- bzw. Abtriebsteil der Kolonne aufgegeben wird. Dadurch wird ein niedrigerer Energieverbrauch gewährleistet.
In einer weiteren bevorzugten Verfahrensvariante kann zusätzlich oder alternativ zur Regelung des Flüssigkeitsmengenrücklaufverhältnisses am oberen Ende der Trennwand (8) auch das
Mengenverhältnis der Brüdenströme (= Dampfströme) am unteren Ende der Trennwand (8) auf den Abtriebsteil (12) und auf den Verstärkungsteil (13) der Kolonne eingestellt werden. Dies erfolgt bevorzugt durch Wahl der Trenneinbauten und/oder durch den zusätzlichen Einbau druck- verlusterzeugender Einbauten, beispielsweise von Blenden oder durch eine Mengenregelung der Brüdenströme.
In einer bevorzugten Verfahrensvariante werden die Mengen der Brüdenströme auf den Abtriebsteil (12) und den Verstärkungsteil (13) der Kolonne, also Menge auf Abtriebsteil (12) : Menge auf Verstärkungsteil (13), in einem Verhältnis im Bereich von 1 : 0,5 bis 1 : 2,0, also 2 bis 0,5, bevorzugt in einem Verhältnis im Bereich von 1 : 0,9 bis 1 : 1 ,5, also 1/0,9 bis 1/1 ,5, eingestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt bei einem Druck im Kolonnenkopf von 10 mbar bis 5 bar, bevorzugt von 10 bis 100 mbar, durchgeführt.
Bevorzugt ist im oberen gemeinsamen Kolonnenbereich (9) eine Temperaturregelung vorgesehen, mit einem Temperatursignal, welches von einer einzelnen oder gemittelt von mehreren Messstellen unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe, bevorzugt auf der dritten theoretischen Trennstufe von oben gezählt, stammen kann, die als Stellgröße den Destillatstrom, das Rücklaufverhältnis oder bevorzugt die Rücklaufmenge, nutzt.
Dadurch wird ein stabiler Betrieb der Kolonne gewährleistet mit der Folge einer weiteren Verbesserung der erzielbaren Produktreinheit.
In einer weiteren Verfahrensvariante ist zusätzlich oder alternativ eine Temperaturregelung im unteren Kolonnenbereich vorgesehen, mit einem Temperatursignal, welches von einer einzelnen oder gemittelt von mehreren Messstellen oberhalb der untersten theoretischen Trennstufe, bevorzugt auf der zweiten theoretischen Trennstufe von unten gezählt, stammen kann, die als Stellgröße die Sumpfentnahmemenge nutzt. Durch diese zusätzliche Maßnahme wird eine weitere Verbesserung des stabilen Kolonnenbetriebs erreicht. Darüber hinaus ist es zusätzlich oder alternativ möglich, eine Standregelung am Kolonnensumpf vorzusehen, die als Stellgröße die Seitenentnahmemenge nutzt. Das Verhältnis der Querschnittsflächen des Bereichs des Entnahmeteils (1 1 , 13) zum Bereich des Zulaufteils (10, 12) liegt bevorzugt bei 4 : 1 bis 1 : 4, besonders bevorzugt bei 1 ,5 : 1 bis 1 : 1 ,5, z.B. bei 1 : 1 .
Die Trennwandkolonne (1 ) weist eine Anzahl von theoretischen Trennstufen im Bereich von 10 bis 60 auf.
Trennwirksame Einbauten befinden sich im gemeinsamen oberen Kolonnenbereich (9) und im gemeinsamen unteren Kolonnenbereich (14) sowie im Zulaufteil (10, 12) und Entnahmeteil (1 1 , 13).
Die Angabe der Anzahl der theoretischen Trennstufen der Trennwandkolonne (1 ) bezieht sich stets auf die Summe der theoretischen Trennstufen im gemeinsamen oberen Kolonnenbereich (9), dem gemeinsamen unteren Kolonnenbereich (14) und dem Zulaufteil (10, 12). In der Regel ist die Anzahl der theoretischen Trennstufen im Entnahmeteil (1 1 , 13) gleich groß wie im Zulaufteil (10, 12), kann jedoch auch größer, z.B. um 1 bis 5 größer, oder kleiner, z.B. um 1 bis 5 kleiner, sein. Die Seitenzulaufsteile (2) für das entsprechende Roh-Alkylacrylat ist auf einer theoretischen Trennstufe im Bereich beginnend mindestens zwei theoretische Trennstufen oberhalb der untersten und endend mindestens zwei theoretische Trennstufen unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe, bevorzugt auf einer theoretischen Trennstufe im Bereich beginnend mindestens vier theoretische Trennstufen oberhalb der untersten und endend mindestens vier theoreti- sehe Trennstufen unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe, angeordnet.
Die Seitenentnahmesteile (3) für das Rein-2-Ethylhexylacrylat oder Rein-2-Propylheptylacrylat ist auf einer theoretischen Trennstufe im Bereich beginnend mindestens zwei theoretische Trennstufen oberhalb der untersten und endend mindestens zwei theoretische Trennstufen unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe, bevorzugt im Bereich beginnend mindestens vier theoretische Trennstufen oberhalb der untersten und endend mindestens vier theoretische Trennstufen unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe, angeordnet.
Die Trennwand (8) ist in der Kolonne im Bereich beginnend mindestens eine theoretische Trennstufe oberhalb der untersten und endend mindestens eine theoretische Trennstufe unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe, bevorzugt im Bereich beginnend mindestens zwei theoretische Trennstufen oberhalb der untersten und endend mindestens zwei theoretische Trennstufen unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe, besonders bevorzugt jeweils mittig, angeordnet.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Trennwandkolonne (1 ) eine Anzahl von theoretischen Trennstufen im Bereich von 15 bis 30 auf, die Seitenzulaufsteile (2) für das entsprechende Roh-Alkylacrylat ist auf einer theoretischen Trennstufe im Bereich beginnend mindestens acht theoretische Trennstufen oberhalb der untersten und endend mindestens sechs theoretische Trennstufen unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe angeordnet, die Seitenentnahmesteile (3) für das Rein-2-Ethylhexylacrylat oder Rein-2-Propylheptylacrylat ist auf einer theoretischen Trennstufe im Bereich beginnend mindestens fünf theoretische
Trennstufen oberhalb der untersten und endend mindestens acht theoretische Trennstufen unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe angeordnet und die Trennwand (8) in der Kolonne ist im Bereich beginnend mindestens drei theoretische Trennstufen oberhalb des untersten und endend mindestens drei theoretische Trennstufen unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe angeordnet. Im Fall von gleicher Anzahl an theoretischen Trennstufen im Entnahmeteil (1 1 , 13) wie im Zulaufteil (10, 12) kann die Seitenentnahmesteile (3) sowohl auf der gleichen theoretischen Trennstufe wie die Seitenzulaufsteile (2) als auch unter- oder oberhalb der Seitenzulaufsteile liegen; aber selbstverständlich jeweils auf der anderen Seite der Trennwand (8) (vgl. Figur 1 ); bevor- zugt liegt die gegenüberliegende Seitenentnahmesteile (3) unterhalb, z.B. eine bis 25, besonders 5 bis 20, ganz besonders 6 bis 15, theoretische Trennstufen unterhalb, der Seitenzulaufsteile (2). (Das Zählen der Trennstufen erfolgt in der Kolonne bzw. im betreffenden Kolonnenbereich bzw. im betreffenden Kolonnenteil immer von unten nach oben).
Im Fall verschiedener Anzahl an theoretischen Trennstufen im Entnahmeteil (1 1 , 13) wie im Zu- laufteil (10, 12) wird zur Zählung der Anzahl theoretischer Trennstufen für die Festlegung der relativen Höhenposition von Zulauf- und Entnahmestelle diejenige Seite mit der höheren Gesamtanzahl an Trennstufen im Bereich der Trennwand (8) herangezogen.
Bezüglich der trennwirksamen Einbauten gibt es grundsätzlich keine Einschränkungen; bevor- zugt sind Füllkörper und/oder geordnete Packungen und/oder Böden vorgesehen.
In einer weiteren bevorzugten Verfahrensvariante werden Dual-Flow-Böden als trennwirksame Einbauten in der Trennwandkolonne eingesetzt. Der Begriff Dual-Flow-Boden bezeichnet in bekannter Weise einen Kolonnenboden mit Öffnungen, die von Dampf und Flüssigkeit im Gegen- ström passiert werden.
Bei der thermischen Behandlung von Gemischen, die eine oder mehrere polymerisierbare Verbindungen enthalten, in einer Kolonne, besteht immer das Problem, dass die Kolonne und die Kolonneneinbauten durch Ablagerungen verschmutzen und aufwendig gereinigt werden müssen, mit der Folge, dass der Betrieb unterbrochen werden muss. Als thermische Behandlung werden vorliegend Verfahren wie Destillation oder Rektifikation, Absorption, Extraktion oder
Strippen verstanden. Gemische, die der thermischen Behandlung in einer Kolonne unterworfen werden können, sind in der Regel fluid, d.h. gasförmig, flüssig oder gasförmig/flüssig.
Durch den Einsatz von Dual-Flow-Böden wird Verschmutzungsanfälligkeit der Trennwandkolonne gegenüber herkömmlichen Bodenkolonnen vermindert. Dadurch verlängert sich die Be- triebszeit der Kolonne und ihre Wirtschaftlichkeit ist somit erhöht.
Bevorzugt werden Dual-Flow-Böden im Bereich der Trennwand (10, 1 1 , 12, 13) eingesetzt; in einer weiter bevorzugten Ausführungsform werden Dual-Flow-Böden auch im gemeinsamen oberen Kolonnenbereich (9) und im gemeinsamen unteren Kolonnenbereich (14) eingesetzt. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist der Einsatz von Dual-Flow-Böden im Bereich der Trennwand (10, 1 1 , 12, 13) und im gemeinsamen unteren Kolonnenbereich (14) sowie der Einsatz von Füllkörpern oder Packungen im gemeinsamen oberen Kolonnenbereich (9). In der WO 03/043712 A1 (BASF AG) wurde für eine konventionelle Kolonne ohne Trennwand gezeigt, dass durch gezielte Ausgestaltung der Durchmesser der Öffnungen in den Dual-Flow- Böden eine erhebliche Reduzierung der Verschmutzungsanfälligkeit und somit eine erhebliche Verlängerung der Betriebszeit von Bodenkolonnen erreicht werden konnte.
Für Trennwandkolonnen gilt, dass über beide Seiten der Trennwand der gleiche Druckverlust herrscht. Eine genaue Einstellung der Gasaufteilung über die jeweiligen Böden auf der Zulaufseite und auf der Entnahmeseite ist durch die Wahl der Öffnungsverhältnisse der Böden auf der Zulaufseite und auf der Entnahmeseite von großem Vorteil.
Durch die gezielte Ausgestaltung der Öffnungsverhältnisse kann die Gasaufteilung zu der Zulaufseite und der Entnahmeseite genau eingestellt werden. Durch die unterschiedlichen Öffnungsverhältnisse der Dual-Flow-Böden entstehen bei gleichem Druckverlust unterschiedliche Gasmengen auf beiden Seiten der Trennwand. Dadurch kann auf eine aufwendige Gasverteilung unterhalb der Trennwand verzichtet werden.
Das Öffnungsverhältnis wird über die Größe und/oder Anzahl der Öffnungen eingestellt. Als Öffnungsverhältnis eines Dual-Flow-Bodens wird in bekannter Weise das Verhältnis aus der Summe der Öffnungsflächen und der Gesamtfläche des Dual-Flow-Bodens bezeichnet. Erfindungsgemäß können die Öffnungen der Dual-Flow-Böden innerhalb einer Kolonne unterschiedlich ausgestaltet, und zwar dergestalt, dass der Durchmesser der Öffnungen und/oder die Anzahl der Öffnungen variiert werden.
Es besteht grundsätzlich keine Einschränkung bezüglich der Form der Öffnungen:
Diese können jede geometrische Form, beispielsweise Kreise, Ellipsen, Rechtecke oder Polygone, aufweisen. Bevorzugt sind die Öffnungen in den Dual-Flow-Böden kreisförmig.
Der Fachmann kann in Abhängigkeit von Gas- und Flüssigkeitsbelastung sowie Öffnungsdurchmesser das erforderliche Öffnungsverhältnis leicht bestimmen. Der Durchmesser der Öffnungen in den Dual-Flow-Böden liegt bevorzugt im Bereich von 10 bis 80 mm, wobei oberhalb des Zulaufs angeordnete Dual-Flow-Böden bevorzugt Öffnungen im Bereich von 10 bis 50 mm, unterhalb des Zulaufs angeordnete Dual-Flow-Böden dagegen bevorzugt Öffnungen mit Durchmessern im Bereich von 15 bis 80 mm aufweisen.
Das Öffnungsverhältnis der Dual-Flow-Böden liegt bevorzugt im Bereich von 10 bis 30 %.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird das Acrylmomonere, d.h. das 2-Ethylhexylacrylat und 2- Propylheptylacrylat, bevorzugt durch geeignete Polymerisationsinhibitoren stabilisiert, um eine ungewünschte Polymerisation zu vermeiden. D.h., das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt in Gegenwart wirksamer Mengen eines Stabilisators oder mehrerer Stabilisatoren durchgeführt. Als Stabilisatoren eignen sich prinzipiell alle Polymerisationsinhibitoren, die zur Stabilisierung von (Meth)acrylsäure und (Meth)acrylsäureestern in z.B. DE 10 2005 053 982 A1 (BASF AG) und DE 102 58 329 A1 (BASF AG) empfohlen werden.
Geeignete Stabilisatoren können beispielsweise N-Oxide (Nitroxyl- oder N-Oxyl-Radikale, also Verbindungen, die wenigstens eine >N-0-Gruppe aufweisen), wie z.B. 4-Hydroxy-2,2,6,6-tetra- methylpiperidin-N-oxyl oder 4-Oxo-2,2, 6, 6-tetramethylpiperidin-N-oxyl, Phenole und Naphthole, wie p-Methoxyphenol, p-Aminophenol, p-Nitrosophenol, 2-tert.-Butylphenol, 4-tert.-Butylphenol, 2,4-Di-tert.-butylphenol, 2-Methyl-4-tert.-butylphenol, 2,6-tert.-Butyl-4-methylphenol oder 4-tert- Butyl-2,6-dimethylphenol, Chinone, wie z.B. Hydrochinon oder Hydrochinonmonomethylether, aromatische Amine, wie z.B. Ν,Ν-Diphenylamin, Phenylendiamine, wie z.B. N,N'-Dialkyl-p-phe- nylendiamin, wobei die Alkylreste gleich oder verschieden sein können und jeweils unabhängig voneinander 1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweisen und geradkettig oder verzweigt sein können, wie z.B. N,N'-Dimethyl-p-phenylendiamin oder N,N'-Diethyl-p-phenylendiamin, Hydroxylamine, wie z.B. Ν,Ν-Diethylhydroxylamin, Imine, wie z.B. Methylethylimin oder Methylenviolett, Sulfonamide, wie z.B. N-Methyl-4-toluolsulfonamid oder N-tert.-Butyl-4-toluolsulfonamid, Oxime, wie Al- doxime, Ketoxime oder Amidoxime, wie z.B. Diethylketoxim, Methylethylketoxim oder Salicylal- doxim, phosphorhaltige Verbindungen, wie z.B. Triphenylphosphin, Triphenylphosphit oder Triethylphosphit, schwefelhaltige Verbindungen wie z.B. Diphenylsulfid oder Phenothiazin, Metallsalze, wie z.B. Cer(lll)acetat oder Cer(lll)ethylhexanoat, oder Gemische davon, sein.
Bevorzugt erfolgt die Stabilisierung mit Phenothiazin (PTZ), p-Methoxyphenol (MeHQ), Hydrochinon, Hydrochinonmonomethylether, 4-Hydroxy-2,2, 6, 6-tetramethylpiperidin-N-oxyl, 4-Oxo- 2,2, 6, 6-tetramethylpiperidin-N-oxyl, 2,6-tert.-Butyl-4-methylphenol oder Gemischen davon. Ganz besonders bevorzugt wird Phenothiazin (PTZ) und/oder p-Methoxyphenol (MeHQ) als Polymerisationsinhibitor verwendet.
Auch wenn die Inhibitoren als Reinsubstanz zugegeben werden können, ist es von Vorteil, den Inhibitor gelöst in einem Lösungsmittel als einfach und reproduzierbar zu dosierende Lösung zuzugeben, wobei grundsätzlich auch Inhibitormischungen in einer einzelnen Lösung möglich sind. Bevorzugt wird eine im Acrylatsyntheseverfahren bzw. dem Stoffgemisch in der Kolonne bereits vorhandene Flüssigkeit als Lösungsmittel verwendet. Besonders bevorzugt für die Wahl als Lösungsmittel ist das Acrylatprodukt selbst (hier 2-Ethylhexyl- bzw. 2-Propylheptylacrylat) oder einer der Syntheseeinsatzstoffe für das Acrylat (hier Acrylsäure oder 2-Ethylhexanol bzw. 2-Propylheptanol).
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung (Figur 1 ) und eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in der einzigen Figur eine Trennwandkolonne 1 mit Trennwand 8, die die Trennwandkolonne 1 in einen gemeinsamen oberen Kolonnenbereich 9, einen Zulaufteil 10 und 12, mit Verstärkungsteil 10 und Abtriebsteil 12, einen Entnahmeteil 1 1 und 13 mit einem Abtriebsteil 1 1 und einem Verstärkungsteil 13, sowie einen gemeinsamen unteren Kolonnenbe- reich 14 unterteilt. Trennwirksame Einbauten befinden sich in den Kolonnenbereichen 9 und 14 und in den Teilen 10 bis 13. Das entsprechende Roh-Alkylacrylat 2 tritt zwischen den Kolonnenteilen 10 und 12 in die Trennwandkolonne 1 ein. Das Rein-2-Ethylhexylacrylat oder entsprechend Rein-2-Propylheptylacrylat, 3, wird zwischen den Kolonnenteilen 1 1 und 13, bevorzugt in flüssiger Form, entnommen. Der am Kolonnenkopf anfallende Brüdenstrom 15 wird im Konden- sator 6, der gegebenenfalls durch einen Nachkühler ergänzt wird, teilweise kondensiert und in den Rücklaufstrom 16 sowie den Destillatstrom 4 aufgeteilt. Der nicht kondensierte Anteil aus dem Kondensator 6 enthält die niedersiedenden Verunreinigungen und wird dampfförmig als Strom 19 abgezogen. Am unteren Kolonnenende wird die Flüssigkeit 17 in einem Verdampfer 7 teilweise verdampft und über die Rohrleitung 18 in die Kolonne zurückgeführt. Ein Teilstrom 5, der die höhersiedenden Verunreinigungen enthält, wird abgezogen. Der Verdampfer 7 kann als Naturumlaufverdampfer oder als Zwangsumlaufverdampfer ausgebildet sein, im letzteren Fall ist zusätzlich eine Umlaufpumpe für den Flüssigkeitsstrom 17 erforderlich. Besonders vorteilhaft hinsichtlich der Vermeidung unerwünschter Polymerisationsreaktionen ist es anstelle des Zwangsumlaufverdampfers einen Fallfilmverdampfer einzusetzen, da mit dieser Bauart die kür- zesten Verweilzeiten möglich sind. Zur Verringerung der Verweilzeit der Flüssigkeit im Verdampfersystem ist es günstig, die Standhaltung nicht in der unteren Kolonnenhaube, sondern in der Zulaufleitung der Flüssigkeit 17 anzuordnen.
In einer bevorzugten Fahrweise (vgl. Figur 2) wird im erfindungsgemäßen Verfahren ein Stabili- sator 1 (23) (sog. Prozessstabilisator; z.B. insbesondere PTZ) in den Verstärkungsteil (10) des Zulaufteils (10, 12), dort im Besonderen knapp unterhalb des oberen Endes der Trennwand (8), zugegeben. Der Stabilisator 1 kann insbesondere als Lösung in einem geeigneten Lösungsmittel, besonders wie oben aufgeführt, z.B. 2-Ethylhexylacrylat bzw. 2-Propylheptylacrylat, eingesetzt werden. Dadurch ist der gesamte Zulaufteil (10, 12) und der gemeinsame untere Teil der Kolonne (14) mit dem Prozessstabilisator stabilisiert. (Unter .knapp unterhalb des oberen Endes der Trennwand (8)' ist z.B. ,eine bis 5 theoretische Trennstufen unterhalb des oberen Endes der Trennwand (8)' zu verstehen).
Weiterhin (vgl. Figur 2) wird im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt ein Stabilisator 2 (22) (sog. Lagerstabilisator; z.B. insbesondere MeHQ) in den Behälter (20), der das Kondensat (26) auffängt, und/oder in die Leitung eines Quenchkreislaufs (21 ) und/oder am Kopf des Kondensators (6) zugegeben. Der bevorzugt eingerichtete Quenchkreislauf (d.h der flüssige Rückführstrom eines Teils des Kondensats, z.B. 10 bis 50 Gewichtshundertstel des Kondensats, in den Kondensator (6)) hat die Funktion, dass die natürlicherweise stabilisatorfreien Brüden (15) beim Kondensieren im Kondensator (6) besonders ausreichend stabilisiert sind. Über die Rücklaufleitung (16) wird dann der gemeinsame obere Kolonnenbereich (9) oberhalb der Trennwand (8) sowie Zulaufteil (10, 12) und Entnahmeteil (1 1 , 13) im Bereich der Trennwand mit dem Stabili- sator (insb. MeHQ) stabilisiert, wobei auch Sauerstoff zugegen ist, der aus Magerluft stammt. Die Zufuhr von Magerluft (25) (Mischung aus Luft und Stickstoff, insbesondere derart, dass ein Sauerstoffgehalt von 4 bis 9 Vol.% resultiert) erfolgt besonders entweder am unteren Ende des Verdampfers (7) oder am unteren Ende der Kolonne (1 ).
In einer weiteren Verfahrensvariante (vgl. Figur 2) wird in den Verstärkungsteil (13) unterhalb der Seitenentnahmesteile (3) zusätzlich Prozessstabilisator (24), insbesondere PTZ, zugegeben.
Alle Druckangaben beziehen sich auf den Absolutdruck.
Alle ppm-Angaben beziehen sich auf das Gewicht (Gew.-ppm).
Ein .Niedersieder' (bezogen auf das betreffende Alkylacrylat) ist ein Stoff, dessen Siedetemperatur niedriger als die Siedetemperatur des betreffenden Alkylacrylats, also 2-Ethylhexylacrylat bzw. 2-Propylheptylacrylat, bei gleichem Druck ist.
Ein , Hohersieder' (bezogen auf das betreffende Alkylacrylat) ist ein Stoff, dessen Siedetemperatur höher als die Siedetemperatur des betreffenden Alkylacrylats, also 2-Ethylhexylacrylat bzw. 2-Propylheptylacrylat, bei gleichem Druck ist.
Beispiele
Die Fahrweisen werden anhand der Daten aus einer thermodynamischen Simulation einer Ge- samtanlage zur Herstellung von 2-Ethylhexylacrylat dargestellt.
Die thermodynamische Simulation des Prozesses wurde mit der Software Aspen Plus® (kurz: Aspen) durchgeführt. Aspen ist eine umfangreiche Simulationssoftware, die zur Modellierung, Simulation und Optimierung chemischer Verfahren und Anlagen in der Industrie eingesetzt wird. Aspen verfügt über umfangreiche Modell-Datenbanken zur Modellierung der Basisoperationen sowie über Stoffdatenbanken für die Stoffeigenschaften vieler verschiedener Substanzen. Die Eigenschaften von Mischungen werden von Aspen mit Hilfe von unterschiedlichen thermodynamischen Modellen aus den Stoffdaten der reinen Substanzen berechnet.
Beispiel 1
(Flüssigkeitsmengenverhältnis am oberen Ende der Trennwand (8), Verstärkungsteil (10) : Abtriebsteil (1 1 ) = 1 : 2 und Mengenverhältnis der Brüdenströme am unteren Ende der Trennwand (8), Abtriebsteil (12) : Verstärkungsteil (13) = 1 : 1 )
Ein Roh-2-Ethylhexylacrylat-Strom von 19180 kg/h mit einer Temperatur von 145 °C wurde flüs- sig auf der 14. theoretischen Trennstufe einer Trennwandkolonne (1 ) mit insgesamt 22 theoretischen Trennstufen eingespeist. Das Roh-2-Ethylhexylacrylat wies die folgende Zusammenset- zung auf:
2-Ethylhexylacrylat: 96,3 Gew.-%
2-Ethylhexanol: 2,5 Gew.-%
Di-2-Ethylhexylether: 0,2 Gew.-%
2-Ethylhexylacetat: 0,3 Gew.-%
2-Ethylhexyloxyester: 0,5 Gew.-%
weitere Höhersieder (bez. auf 2-Ethylhexylacrylat): Rest Die Trennwand (8) erstreckte sich von der 4. bis zur 17. theoretischen Trennstufe. Die Seitenentnahme (3) erfolgte auf der 6. theoretischen Trennstufe. Der Betrieb der Kolonne erfolgte bei einem Kopfdruck von 22 mbar und einem Sumpfdruck von 43 mbar.
Am Kopf der Kolonne wurde bei einer Temperatur von 26 °C kondensiert. Aus dem Kondensator (6) wurde ein dampfförmiger niedersiederhaltiger Strom (19) von 5 kg/h abgezogen. Aus dem kondensierten Strom wurde ein Teilstrom (4) von 566 kg/h abgezogen. Die hochsiedenden Verunreinigungen (5) wurden am Kolonnensumpf in einem Mengenstrom von 1396 kg/h bei einer Temperatur von 122 °C entnommen. Am Seitenabzug wurde das Wertprodukt Rein-2-Ethyl- hexylacrylat bei einer Temperatur von 1 17 °C flüssig in einer Menge von 17213 kg/h erhalten. Der Seitenabzug (3) wies die folgende Zusammensetzung auf:
2-Ethylhexylacrylat: 99,83 Gew.-%
2-Ethylhexanol: 0,05 Gew.-%
Di-2-Ethylhexylether: 62 Gew.-ppm
2-Ethylhexylacetat: 855 Gew.-ppm
2-Ethylhexyloxyester: < 0,01 Gew.-%
weitere Höhersieder (bez. auf 2-Ethylhexylacrylat): Rest
Der Mindestgehalt an Acrylat von > 99,5 Gew.-% und die handelsüblichen Spezifikationen für die Nebenkomponenten 2-Ethylhexylacetat mit 1000 ppm und für Di-2-Ethylhexylether mit 100 ppm werden eingehalten.
Die Destillationsausbeute für 2-Ethylhexylacrylat lag bei über 93 %. Das Flüssigkeitsmengenverhältnis für die Flüssigkeit am oberen Ende der Trennwand (8), Verstärkungsteil (10) : Abtriebsteil (1 1 ), betrug 1 : 2. Am unteren Ende der Trennwand (8) erfolgte die Aufteilung der Brüdenstrommengen, Abtriebsteil (12) : Verstärkungsteil (13), im Verhältnis 1 : 1 . Die Heizleistung des Verdampfers betrug 2175 kW.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren konnte die Destillation von Roh-2-Ethylhexylacrylat zu Rein-2-Ethylhexylacrylat z.B. bei einer Jahreskapazität von 130.000 t unter Einhaltung der geforderten Spezifikationen mit einer Investitionskosteneinsparung von 25 % und einer Energiekosteneinsparung von 32 % gegenüber einem herkömmlichen zweistufigen Destillationsverfah- ren durchgeführt werden.
Vergleichsbeispiel 1
(Flüssigkeitsmengenverhältnis am oberen Ende der Trennwand (8), Verstärkungsteil (10) : Ab- triebsteil (1 1 ) = 1 : 7 und
Mengenverhältnis der Brüdenströme am unteren Ende der Trennwand (8), Abtriebsteil (12) : Verstärkungsteil (13) = 1 : 1 )
Ein Roh-2-Ethylhexylacrylat-Strom von 19180 kg/h mit einer Temperatur von 145 °C wurde flüs- sig auf der 14. theoretischen Trennstufe einer Trennwandkolonne (1 ) mit insgesamt 22 theoretischen Trennstufen eingespeist. Das Roh-2-Ethylhexylacrylat wies die folgende Zusammenset- zung auf:
2-Ethylhexylacrylat: 96,3 Gew.-%
2-Ethylhexanol: 2,5 Gew.-%
Di-2-Ethylhexylether: 0,2 Gew.-%
2-Ethylhexylacetat: 0,3 Gew.-%
2-Ethylhexyloxyester: 0,5 Gew.-%
weitere Höhersieder (bez. auf 2-Ethylhexylacrylat): Rest Die Trennwand (8) erstreckte sich von der 4. bis zur 17. theoretischen Trennstufe. Die Seitenentnahme (3) erfolgte auf der 6. theoretischen Trennstufe. Der Betrieb der Kolonne erfolgte bei einem Kopfdruck von 22 mbar und einem Sumpfdruck von 43 mbar.
Am Kopf der Kolonne wurde bei einer Temperatur von 26 °C kondensiert. Aus dem Kondensator (6) wurde ein dampfförmiger niedersiederhaltiger Strom (19) von 5 kg/h abgezogen. Aus dem kondensierten Strom wurde ein Teilstrom (4) von 123 kg/h abgezogen. Die hochsiedenden Verunreinigungen (5) wurden am Kolonnensumpf in einem Mengenstrom von 1838 kg/h bei einer Temperatur von 122 °C entnommen. Am Seitenabzug wurde das Wertprodukt Rein-2-Ethyl- hexylacrylat bei einer Temperatur von 1 16 °C flüssig in einer Menge von 17213 kg/h erhalten. Der Seitenabzug (3) wies die folgende Zusammensetzung auf:
2-Ethylhexylacrylat: 97,61 Gew.-%
2-Ethylhexanol: 2,06 Gew.-%
Di-2-Ethylhexylether: 26 Gew.-ppm
2-Ethylhexylacetat: 3312 Gew.-ppm
2-Ethylhexyloxyester: < 0,01 Gew.-%
weitere Höhersieder (bez. auf 2-Ethylhexylacrylat): Rest
Der Mindestgehalt an Acrylat von > 99,5 Gew.-% und die handelsübliche Spezifikation für die Nebenkomponente 2-Ethylhexylacetat mit 1000 ppm werden nicht eingehalten.
Die Destillationsausbeute für 2-Ethylhexylacrylat lag bei über 90 %.
Das Flüssigkeitsmengenverhältnis für die Flüssigkeit am oberen Ende der Trennwand (8), Verstärkungsteil (10) : Abtriebsteil (1 1 ), betrug 1 : 7. Am unteren Ende der Trennwand (8) erfolgte die Aufteilung der Brüdenstrommengen, Abtriebsteil (12) : Verstärkungsteil (13), im Verhältnis 1 : 1 . Die Heizleistung des Verdampfers betrug 2875 kW.
Vergleichsbeispiel 2
(Flüssigkeitsmengenverhältnis am oberen Ende der Trennwand (8), Verstärkungsteil (10) : Abtriebsteil (1 1 ) = 1 : 2 und
Mengenverhältnis der Brüdenströme am unteren Ende der Trennwand (8), Abtriebsteil (12) : Verstärkungsteil (13) = 3 : 1 )
Ein Roh-2-Ethylhexylacrylat-Strom von 19180 kg/h mit einer Temperatur von 145 °C wurde flüssig auf der 14. theoretischen Trennstufe einer Trennwandkolonne (1 ) mit insgesamt 22 theoreti- sehen Trennstufen eingespeist. Das Roh-2-Ethylhexylacrylat wies die folgende Zusammenset- zung auf:
2-Ethylhexylacrylat: 96,3 Gew.-%
2-Ethylhexanol: 2,5 Gew.-%
Di-2-Ethylhexylether: 0,2 Gew.-%
2-Ethylhexylacetat: 0,3 Gew.-%
2-Ethylhexyloxyester: 0,5 Gew.-%
weitere Höhersieder (bez. auf 2-Ethylhexylacrylat): Rest Die Trennwand (8) erstreckte sich von der 4. bis zur 17. theoretischen Trennstufe. Die Seitenentnahme (3) erfolgte auf der 6. theoretischen Trennstufe. Der Betrieb der Kolonne erfolgte bei einem Kopfdruck von 22 mbar und einem Sumpfdruck von 43 mbar.
Am Kopf der Kolonne wurde bei einer Temperatur von 26 °C kondensiert. Aus dem Kondensator (6) wurde ein dampfförmiger niedersiederhaltiger Strom (19) von 5 kg/h abgezogen. Aus dem kondensierten Strom wurde ein Teilstrom (4) von 498 kg/h abgezogen. Die hochsiedenden Verunreinigungen (5) wurden am Kolonnensumpf in einem Mengenstrom von 1463 kg/h bei einer Temperatur von 122 °C entnommen. Am Seitenabzug wurde das Wertprodukt Rein-2-Ethyl- hexylacrylat bei einer Temperatur von 1 17 °C flüssig in einer Menge von 17213 kg/h erhalten.
Der Seitenabzug (3) wies die folgende Zusammensetzung auf:
2-Ethylhexylacrylat: 99,49 Gew.-%
2-Ethylhexanol: 0,39 Gew.-%
Di-2-Ethylhexylether: 121 Gew.-ppm
2-Ethylhexylacetat: 1039 Gew.-ppm
2-Ethylhexyloxyester: < 0,01 Gew.-%
weitere Höhersieder (bez. auf 2-Ethylhexylacrylat): Rest Der Mindestgehalt an Acrylat von > 99,5 Gew.-% und die handelsüblichen Spezifikationen für die Nebenkomponenten 2-Ethylhexylacetat mit 1000 ppm und für Di-2-Ethylhexylether mit 100 ppm werden nicht eingehalten.
Die Destillationsausbeute für 2-Ethylhexylacrylat lag bei über 92 %.
Das Flüssigkeitsmengenverhältnis für die Flüssigkeit am oberen Ende der Trennwand (8), Ver- stärkungsteil (10) : Abtriebsteil (1 1 ), betrug 1 : 2. Am unteren Ende der Trennwand (8) erfolgte die Aufteilung der Brüdenstrommengen, Abtriebsteil (12) : Verstärkungsteil (13), im Verhältnis 3 : 1 . Die Heizleistung des Verdampfers betrug 2175 kW.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur destillativen Gewinnung von Rein-2-Ethylhexylacrylat oder Rein-2-Propyl- heptylacrylat aus em entsprechenden Roh-Alkylacrylat, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in einer Trennwandkolonne (1 ) mit trennwirksamen Einbauten und Verdampfer (7) durchgeführt wird, in der eine Trennwand (8) in Kolonnenlängsrichtung unter Ausbildung eines oberen gemeinsamen Kolonnenbereichs (9), eines unteren gemeinsamen Kolonnenbereichs (14), eines Zulaufteils (10, 12) mit einer Seitenzulaufsteile (2) und eines Entnahmeteils (1 1 , 13) mit einer Seitenentnahmesteile (3) angeordnet ist, die Kolonne eine Anzahl von the- oretischen Trennstufen im Bereich von 10 bis 60 aufweist, wobei die Anzahl der theoretischen Trennstufen der Trennwandkolonne (1 ) sich auf die Summe der theoretischen Trennstufen im gemeinsamen oberen Kolonnenbereich (9), dem gemeinsamen unteren Kolonnenbereich (14) und dem Zulaufteil (10, 12) bezieht, die Seitenzulaufsteile (2) für das entsprechende Roh-Alkylacrylat auf einer theoretischen Trennstufe im Bereich beginnend mindes- tens zwei theoretische Trennstufen oberhalb der untersten und endend mindestens zwei theoretische Trennstufen unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe angeordnet ist, die Seitenentnahmesteile (3) für das Rein-2-Ethylhexylacrylat oder Rein-2-Propylheptylacrylat auf einer theoretischen Trennstufe im Bereich beginnend mindestens zwei theoretische Trennstufen oberhalb der untersten und endend mindestens zwei theoretische Trennstufen unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe angeordnet ist und die Trennwand (8) in der Kolonne im Bereich beginnend mindestens eine theoretische Trennstufe oberhalb der untersten und endend mindestens eine theoretische Trennstufe unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe angeordnet ist, wobei man das Flüssigkeitsmengenverhältnis am oberen Ende der Trennwand (8) auf den Verstärkungsteil (10) und den Abtriebsteil (1 1 ) der Kolonne in einem Bereich von 1 : 0,2 bis 1 : 5 einstellt.
2. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenzulaufsteile (2) für das entsprechende Roh-Alkylacrylat auf einer theoretischen Trennstufe im Bereich beginnend mindestens vier theoretische Trennstufen oberhalb der untersten und en- dend mindestens vier theoretische Trennstufen unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe angeordnet ist, die Seitenentnahmesteile (3) für das Rein-2-Ethylhexylacrylat oder Rein-2-Propylheptylacrylat auf einer theoretischen Trennstufe im Bereich beginnend mindestens vier theoretische Trennstufen oberhalb der untersten und endend mindestens vier theoretische Trennstufen unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe angeordnet ist und die Trennwand (8) in der Kolonne im Bereich beginnend mindestens zwei theoretische Trennstufen oberhalb des untersten und endend mindestens zwei theoretische Trennstufen unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet dass, die Kolonne (1 ) eine Anzahl von theoretischen Trennstufen im Bereich von 15 bis 30 aufweist, die Seitenzulaufsteile (2) für das entsprechende Roh-Alkylacrylat auf einer theoretischen Trennstufe im Bereich beginnend mindestens acht theoretische Trennstufen oberhalb der untersten und endend mindestens sechs theoretische Trennstufen unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe angeordnet ist, die Seitenentnahmesteile (3) für das Rein-2-Ethylhexylacrylat oder Rein-2-Propyl- heptylacrylat auf einer theoretischen Trennstufe im Bereich beginnend mindestens fünf theoretische Trennstufen oberhalb der untersten und endend mindestens acht theoretische Trennstufen unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe angeordnet ist und die Trennwand (8) in der Kolonne im Bereich beginnend mindestens drei theoretische Trennstufen oberhalb des untersten und endend mindestens drei theoretische Trennstufen unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenüberliegende Seitenentnahmesteile (3) mindestens eine theoretische Trennstufe unterhalb der Seitenzulaufsteile (2) liegt, wobei im Fall verschiedener Anzahl an theoretischen Trennstufen im Entnahmeteil (1 1 , 13) wie im Zulaufteil (10, 12) zur Zählung der Anzahl theoretischer Trennstufen für die Festlegung der relativen Höhenposition von Zulauf- und Entnahmestelle diejenige Seite mit der höheren Gesamtanzahl an Trennstufen im Bereich der Trennwand (8) herangezogen wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als trennwirksame Einbauten Füllkörper, geordnete Packungen und/oder Böden vorgesehen sind.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Böden Dual- Flow-Böden eingesetzt werden.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Dual-Flow-Bö- den auf der Zulauf- und Entnahmeseite unterschiedliche Öffnungsverhältnisse zur Einstellung der optimalen Gasverteilung auf beiden Seiten der Trennwand
(8) aufweisen.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die Verweilzeit im Verdampfer (7) und dem zugehörigen Rohrleitungssystem auf 1 bis 60 Minuten begrenzt.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man das Flüssigkeitsmengenverhältnis am oberen Ende der Trennwand (8) auf den Verstärkungsteil (10) und den Abtriebsteil (1 1 ) der Kolonne in einem Bereich von 1 : 0,5 bis 1 : 2 einstellt.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man das Mengenverhältnis der Brüdenströme am unteren Ende der Trennwand (8) auf den Abtriebsteil (12) und den Verstärkungsteil (13) der Kolonne in einem Bereich von 1 : 0,5 bis 1 : 2,0 einstellt.
1 1 . Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Druck am Kolonnenkopf im Bereich von 10 mbar bis 5 bar.
12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Temperaturregelung im oberen gemeinsamen Kolonnenbereich (9), mittels eines Temperatursignals unterhalb der obersten theoretischen Trennstufe, die als Stellgröße den Destillatstrom, das Rücklaufverhältnis oder die Rücklaufmenge nutzt.
13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Temperaturregelung im unteren gemeinsamen Kolonnenbereich (14), mittels eines Temperatursignals oberhalb der untersten theoretischen Trennstufe, die als Stellgröße die Sumpfentnahmemenge nutzt.
14. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Standregelung am Kolonnensumpf, die als Stellgröße die Seitenentnahmemenge nutzt.
15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Querschnittsflächen des Bereichs des Entnahmeteils (1 1 , 13) zum Bereich des Zulaufteils (10, 12) bei 4 : 1 bis 1 : 4 liegt.
16. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Querschnittsflächen des Bereichs des Entnahmeteils (1 1 , 13) zum Bereich des Zulaufteils (10, 12) bei 1 ,5 : 1 bis 1 : 1 ,5 liegt.
17. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche zur destillativen Gewinnung von Rein-2- Ethylhexylacrylat aus Roh-2-Ethylhexylacrylat mit einer Reinheit von > 98,5 Gew.-%.
18. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche zur destillativen Gewinnung von Rein-2- Propylheptylacrylat aus Roh-2-Propylheptylacrylat mit einer Reinheit von > 98,5 Gew.-%.
19. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Roh-2-Ethylhexylacrylat die folgende Zusammensetzung aufweist:
40 bis 99 Gew.-% 2-Ethylhexylacrylat,
0,1 bis 10 Gew.-% 2-Ethylhexanol,
0,1 bis 10 Gew.-% Höhersieder (bez. auf 2-Ethylhexylacrylat),
0,1 bis 10 Gew.-% weitere Niedersieder (bez. auf 2-Ethylhexylacrylat).
20. Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Roh-2-Propylheptylacrylat die folgende Zusammensetzung aufweist:
40 bis 99 Gew.-% 2-Propylheptylacrylat,
0,1 bis 10 Gew.-% 2-Propylheptanol,
0,1 bis 10 Gew.-% Höhersieder (bez. auf 2-Propylheptylacrylat),
0,1 bis 10 Gew.-% weitere Niedersieder (bez. auf 2-Propylheptylacrylat).
21 . Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stabilisator 1 in den Verstärkungsteil (10) des Zulaufteils (10, 12) zugegeben wird.
22. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Stabilisator 1 um Phenothiazin (PTZ) handelt.
23. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stabilisator 2 in den Behälter (20), der das Kondensat (26) auffängt, und/oder in die Leitung eines Quenchkreislaufs (21 ), wobei es sich hierbei um einen flüssigen Rückführstrom eines Teils des Kondensats in den Kondensator (6) handelt, und/oder am Kopf des Kondensators (6) zugegeben wird.
24. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Stabilisator 2 um p-Methoxyphenol (MeHQ) handelt.
PCT/EP2017/082203 2016-12-21 2017-12-11 Verfahren zur destillativen gewinnung von rein-2-ethylhexylacrylat oder rein-2-propylheptylacrylat aus dem entsprechenden roh-alkylacrylat WO2018114429A1 (de)

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