DD200465A1

DD200465A1 - Verfahren zur reinigung von butandiol-1,4

Info

Publication number: DD200465A1
Application number: DD23382781A
Authority: DD
Inventors: Heinz-Walter Dr Dipl-In Ladwig; Heinz-Walter Ladwig; Werner Dipl-Ing Schoeneberg; Werner Schoeneberg; Christian Dipl-Ing Halbauer; Christian Halbauer; Lothar Weisbach; Reiner Grosskopf; Sigrid Weisbach; Doris Dr Busse; Doris Busse; Alfred Dipl-Chem Ulrich; Alfred Ulrich
Original assignee: Ladwig Heinz Walter Dr Dipl In; Ladwig Heinz Walter; Schoeneberg Werner Dipl Ing; Werner Schoeneberg; Halbauer Christian Dipl Ing; Christian Halbauer; Lothar Weisbach; Reiner Grosskopf; Sigrid Weisbach; Doris Dr Busse; Doris Busse; Ulrich Alfred Dipl Chem; Alfred Ulrich
Priority date: 1981-10-02
Filing date: 1981-10-02
Publication date: 1983-05-04

Abstract

Das Ziel der Erfindung besteht darin, waessrige Butandiolloesungen so aufzuarbeiten, dass im Ergebnis hochreines Butandiol-1,4 vorliegt. Entsprechend der Erfindung werden in einer ersten Kolonne die leichtsiedenden Komponenten, insbesondere Alkohole mit etwas Wasser abgetrennt. In einer zweiten Kolonne wird unter Druck der groesste Teil des Wassers abgetrieben, welches die erste Kolonne beherzt, bzw. die zweite Kolonne wird durch Kondensation der Brueden eines zusaetzlichen Vorverdampfers beheizt. Die zweite Kolonne wird mit druckerhoehter, kurzzeitig erhitzter Sumpffluessigkeit beheizt, welche ueber dem Kolonnensumpf entspannt wird und dabei teilweise verdampft. Das so vorbehandelte Produkt wird in einer dritten Kolonne von weiteren Nebenprodukten befreit. In einer vierten Kolonne wird das sehr reine Butandiol-1,4 sowohl ueberwiegend als Seitenabzug als auch als kondensiertes Kopfprodukt gewonnen. Aus dem Sumpfprodukt wird in einer fuenften Kolonne ein Butandiol geringerer Reinheit erzeugt, welches ganz oder teilweise in hochreines Butandiol ueberfuehrt werden kann.

Description

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¹SItSl₁ der Erfindung

Verfahren zur Reinigung von Butandiol »- 1 _? 4

An-zendungsgeblet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von 3^Ί-tandiol-1_?4, das durch Hydrierung von Butindiol hergestel

i der

Herstellung von Butandiol-I,4 durch Hydrierung von en Butin-2-dio.I-i, ^-lösungen erhält man ein Rohprodukt, das -ungefähr 50 % ?yasser, 1 % Methanol^ 1,5 iS Propanolj 2 % Butanol so^ie ungesättigte Terbinaungen, Aldehyde, cyclische itherj Acetale und Triole in kleinen Mengen enthält*

Zur Befreiung des Sutandiols von diesen Nebenprodukten destilliert man üblicherweise in einer ersten Kolonne die leichtsiedenden Alkohole aba Bann wird in einer zweiten Kolonne das Butandiol vom 7/asser getrennt* Dieses vorgereinigte. Produkt wird in einer dritten Kolonne in eine Fraktion, -/eiche Butandiol und niedriger als Butandiol siedenden Komponenten enthält, und in eine weitere Fraktion_? welche Butandiol und höher als Butandiol siedende Anteile enthält, zerlegt. Die erstgenannte !Fraktion wird in einer vierten Kolonne in die niedriger als Butandiol siedenden Komponenten als Kopfprodukt und reines 3utandlol als Sumpfprodukt getrennt» In einer fünften Kolonne -wird ein Butandiol geringerer Reinheit als Kopfprodukt und eine höher als Butandiol siedende Komponente als Stampf produkt gewonnen. Vergl. BHD-ratentschrift 2055892,

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Das auf diese ',/eise an Sumpf dar vierten Kolonne abgesogene Butandiol enthält noch kleine Mengen Verunreinigungen} hwersieder und feste Bestandteile, die für die V/eiterver-

arbeitung unerwünscht sind, Der iwangsanfall von zv. verwerfendem Butandiol in der vierten Kolonne beeinflußt die Stoff~ und Energiebilanz negativ.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, ein hochreines Butandiol-1,4 heraus teilen j das für die Poly ure -cha η- bzw» jPoly butyls ntsrepiithalatiiersteliung besonders geeignet ist und den Einsatz von qualivätsgemindertem B.ohbutandiol gestattet und somit die Aufwendungen in der Hy drierstufe reduzierte

Darlegung des Wesens der Srflndung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren su entwickeln, das den obigen Anforderungen genügt _a Diese Aufgabe Trurda erfindungsgemäiB dadurch gelöst, daß sau rohes j durch Hydrierung von wäßrigen 3utin—2-diol-1,4—lösungen hergestelltes 3utandiol-1_?4 in einer ersten Kolonne von einen! Teil des Wassers und Verbindungen mit einem Siedepunkt von weniger als 120 ⁰C befreit. Dieses so vorbehandeite Produkt wird einer zweiten Kolonne zugeführt, welche unter einem absoluten Druck von 1,5 bis 4,0 bar stellt* In dieser Kolonne wird der größte 'Teil des Wassers als dampfförmiges I£opfpro~ dukt abgeführt. Das dampfförnrLge Kopfprodukt dient zur Beheizung der ersten Kolonne und wird nach der Kondensation als sehr reines Proseßwasser_?beispielsweise in der vorgeschalteten Pormaldehvasynthese, eingesetzt«

Anstelle der Beheizung der ersten Kolonne mit dem dampfförmigen Kopfprodukt der zweiten Kolonne kann auch eine Schaltung mit doppelter Ausnutzung der Dampfenergie für die Entwässerung gewählt werden· Dabei durchläuft das Sumpfprodukt der ersten Kolonne, bevor es die Zulaufstelle der zweiten Kolonnne erreicht, einen zusätzlichen Verdampferapparat, in dem ein erheblicher Teil des enthaltenen Wassers ver~

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dampft und so die zweite Kolonne entlastete Dia etwas Butandioi enthaltenden wasserbrüden dieses zusätzlichen Verdampfers werden mit einer geringen llLenga Rücklauf flüssigkeit in einer Waschsäule mit wenigen Böden von Suta&äiul befreit und beheizen danach den Sumpf der zweiten Rektifikationskolonne, die dann unter Normaldruck: betrieben wird» Dem zusätzlichen Aufwand eines Verdampfers und einer kurzen waschsäuls steht eine Einsparung gegenüber^ die mit dem geringeren erforderlichen Durchmesser dar zweiten Kolonne verbunden ist» Etwa die Hälfte des ursprünglich zur Beheizung der zweiten Kolonne erforderlichen Heisdampfes mittleren Druckes wird einge-

Ss ist bekannt? daß sich in '.Vasser gelöstes Xontaktmaterial beim Eindampfen an den Verdampferrohren der zweiten Kolonne ablagert und zu Störungen und ProduktverschlacJaterungen

den können, wenn diese Kolonne wie folgt beheizt wird:

In Sreis gefahrene Sumpfflüssigkeit dieser Zoionne värd unter erhöhten Druck gebracht und in einem Wärmeaustauscher um ca« 10 Z erhitzte Nach Einspeisung in die Kolonne, kurz oberhalb des Sumpfes _} entspannt sich die Xreislaufflüssig™ keit| verdampft dabei teilweise und beheizt dadurch die Destillationskolonne *

Ein weiterer geringer Teil des wassers wird zusammen roit zwischen ?/asser und Butandioi siedenden Hebenprodukten in einer dritten Kolonne als Kopfprodukt entfernt und in den Hö/drierungsproseß zurückgeführt·

Ss zeigte sich, daß das so vorgereinigte Butandioi noch störende Restmengen Wasser und höher siedende Begieitstoffe enthält„

Las -vorgereinigte Butandioi wird in einer vierten Kolonne so destilliert, da3 das Sumpfprodukt eine Konzentration von etwa 50 bis ?0 Gewichtsprozent Butandioi aufweist. Das -sich

gasinihler _? ζ inerten Gas-j:

Das Destilla sieder- und ~*i zu? 2 r θ-""^ *^^:i

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^ .I-ande ^T.yasser ivird^, um dis . Mule zu vermeiden, durch ein ..:, Kondensatkühler und Inert- ;l3ü"t} z"m andsz*©n Tel. i rn.i"b :3uger abgesaugt»

'.es Butandiol praktisch schwerer Destillationsböden "bei geti.arf„ je nach Qualität des aktivität des Hy drierkontakals Seitenabzug als auch in • i sr ta s Zo Of nr ο dukt sev/ormen

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;."i?.e, welches etwa 20 Ois i.0 ja Butandiols oeträgt₅ wird in welcher ein Destillat ge- - /elches für viele Sinsaxs» .3 OZ^₁ teilweise durch Ein- -"candiol — in den Sinlaui der 3utandiol aufgearbeitet wer-

η Ivolonne werden 'die höher als

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in 6 antha,! S der Solon.: bodenicolonn. absoluten D:

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geht mit er.. 125 bis 13 5 ..ndiol erhaltene Ronbutandiol 6₃ :ZQT Normaldruck arbeitende IPüll·= ,üutschiohten, wobei eine Prak-',jn Bestandteilen wie Methanol, j'i isit einem geringen Teil des i liiert Trird« Das Sumpf produkt "olonne 2₅ s» B» einer Glockeni angeführt, welche unter einem ir, vorzugsweise 2₃5 bis 3 bar₃ . des in β enthaltenen Wassers iO bis 145 ⁰Cj vorzugsweise mit Kopf der Kolonne 2* Die Brüden

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einen Überdruck von i bis 2 bar gebracht und im Wärmeaustauscher 11 kurzzeitig auf ca* 155 bis 165 ⁰C erhitzt wird* Nach Einspeisung in die Kolonne kurz oberha.ro.des Sumpfes entspannt sich die Kreislaufflüssigkeit und verdampft dabei teilweise» Der entstehende Dampf beheizt die Kolonne* Das Sumpfprodukt dar Kolonne 2 wird, nachdem es auror durch den Schlasmabsetz-"behälter 12 a geleitet wurde, in Kolonne 3₃ s_a 3, einer unter einem Druck von 4 bis 5_?5 K?a arbeitenden Glookenbodenkolonne rait etwa 20 bis 30 Böden von arischen Wasser und Butsnüol siedenden Nebenprodukten 13 befreit^ welche in den Hydrieru proseß suruckgeführt werden» wobei ein geringer Teil das Was ga-r<s TSVT^τ* TjTh^T £o*Di seht« "^as ^;-iO.f diese Weise vo'^ssrsini'-'tQ 3

14 <«-!.-. U ¹J-Ai SJ.jj.cr DSi

Ii art j TTobei das dampfförmige Zopf produkt zunächst in einen ^Kondensator 15 kondensiert, dann in Wäraeaustauscher 15 unterkühlt und anschließend total "bzw* teilweise in die Soionne 4 zurückgeführt ?/ird* Das sehr raine Butandiol wird dann als Sei™ tenabsug 17 bsw. auch als Produktstrom 18 gewonnen« Nicht kondensiertes Wasser wird susaismen mit Inertgasen über 7/ärir.eaustauscher 19 von Yakuumerzeuger 20 abgesaugt; kondensiertes wasser verläßt bei -21 das System. Die Sumpffraktion 22, die '50 bis 70j vorzugsweise 60 bis 65 Gewichtsprozent Butanaiol enthält, und die etwa 20 bis 40 _} vorzugsweise 25 bis 35 Gewichtsprozent des vorgereinigten Butandiols 14 beträgt, wird in Kolonne 5 mit etwa 20 - 30 Böden destilliert, welche mit einem Druck von ca« 1_?3 KPa betrieben wird*

Als Kopfprodukt 24 wird ein Butandiol geringerer Reinheit er» halten, welches mehr als 9S Gewichtsprosent Butandiol enthält und für viele Einsatzzwecke geeignet ist; der Rückstand 23 wird verworfen«

Sin Teil oder die gesamte Menge des Stromes 24 wird als Strom 25 zusammen mit dem Zulauf 14 in die Kolonne 4 zurückgeführte

esamte überführt

Butanaiol in senr reines uutanazoi uoerfunr~ weraen,

Anstelle der Beheizung des Tardampfers 10 der Kolonne 1 mittels dampfförmigem Zopfprodukt 9 der Kolonne 2 kann - Abbildung 2 eine Schaltung mit doppelter Ausnutzung der Dampfenergie für die Entwässerung gewählt werden. Das Sumpfprodukt 8 der Kolonne 1 wird dem Yorverdampfer 26 zugeleitet, in welchem durch Beheizung mit Netsdampf ein erheblicher Teil des Wassers verdampft wird. Die im Yorverdampfer vorentwässerte Flüssigkeit 23 ist der Zulaufstrom für Kolonne 2. die unter Normaldruck arbeitet, Die Brüden das Yorverdampfers 25 durchströmen die mit 5 Böden ausgerüstete Waschsäule 27, wo sie vermittels entgegenlaufender Bücklaufwaschflüssigkeit von mitgetragenem Butandi al dampf befreit werden* Der 7/asser—Brüdenstrom 29 wird is Yerdampfer 11 kondensiert» Dadurch wird die Heizenergie für die Kolonne 2 aufgebracht. Aus dem Kondensat des Verdampfers 11 wird die Rücklaufflüssigkeit 30 entnommen» Der verbleibende flüssigkeitsstrom 31 wird mit dem kondensierten Kopfprodukt 9 der Kolonne 2 zusammengeführt»

Beispiel für ProduktQualität:

P.ohbutandiolj bestehend aus 35 Gewichtsprozent Butandiol,, 55 Gewichtsprozent Wasser_? 1 Gewichtsprozent Methanol., 1 Gewichtsprozent Propanole 2 Gewichtsprozent Butanol, 1 Gewichtsprozent Tetrahydrofuran, ca. ä. Gewichtsprozent schwer siedender Rückstand sowie O₃ 5 Gewichtsprozent ^ — Gxibutyraldehydjund 0_?4 Gewichtsprozent Butendiol wird nach o.a. 7 erfahr en zu Reinbutandiol-1,4 folgender Zusammensetzung aufgearbeitet;

3utandiol-1,4-Gehalt: _ mind« 99?7 Gew„-# Was s er-Gehalt: max. Q ,,05 - " -

Gehalt an ungesättigten

Verbindungen; max, O₃025 - " -

Gehalt an niedriger als

Butandiol siedenden Stoffen: max* 0,1 _ ·« Gehalt an höher als Butandiol

siedenden Stoffen: max» O,-1 - " -

Gehalt an Carboxylverbindungen: max«, Oj075 - " -

Claims

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Ι« Verfahren zur Reinigung von Butandiol-1,4 durch mehrstufige Destillation, das durch Hydrierung von wäßrigen Butin-2-diol-1,4-lösungen hergestellt wurde und bei dem in einer ersten Kolonne ein Teil des Wassers und Verbindungen mit einem Siedepunkt von weniger als 120 ⁰C abgetrennt worden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Teil des Wassers in einem der zweiten Kolonne vorgeschalteten Verdampfer entfernt werden kann und/oder in einer zweiten Kolonne_; welche unter einem absoluten Druck von 1,5 bis 4 bar steht, über Kopf abgetrieben wird und zur Beheizung der ersten Kolonne dientj die zweite Kolonne mit Dampf beheizt wird, der durch Entspannung von im Kreis gefahrener Suaipfflüssigkeit entsteht, das gewonnene Produkt in einer dritten Kolonne von einem weiteren geringeren Teil des Wassers zusammen mit zwischen Wasser und Butanaiol siedenden Nebenprodukten befreit wird, das so vorgereinigte Butandiol in einer vierten Kolonne bis zu einem Gehalt von 50 — 70 Gewichtsprozent Butandiol im Sumpf abgetrennt wird, das sehr reine Butandiol je nach Qualität des Einlauf produktes überwiegend als Seitenabzug und/oder als kondensiertes Kopfprodukt gewonnen werden kann, aus dem Suapfprodukt, welches etwa 20 bis 40 Gewichtspro sent des vorgereinigten Butandiols beträgt, in einer fünften Kolonne ein Butandiol geringer Reinheit erzeugt wird lind die höher als Butandiol siedenden Komponenten abgetrennt werden*
2- Verfahren gemäß Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das in der zweiten Kolonne erhaltene Kopfprodukt im Verdampfer der ersten Kolonne kondensiert, im Kreis gefahrene Sumpfflüssigkeit der zweiten Kolonne unter Druck bringt und erwärmt und über dem Sumpf in die zweite Kolonne hinein entspannt, wobei ein Teil der Kreislauf flüssigkeit verdampft und die Kolonne beheizt, das Kopfprodukt der vierten Kolonne mittels Vakuumerzeuger und Seitenabzug von nicht kondensierten sehr geringen Wassermengen befreit und das in der fünften Kolonne erhaltene Butandiol ganz oder teilweise zusammen mit dem Zulauf der vierten Kolonne in die Destilla-

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tion surückführx und in sehr reines 3utanaiol überführt*

ο Verfahren gemäß Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erheblicher Teil des in der zv/eiten Kolonne ausauxreibendaL. Wassers "bereits in einem dieser Kolonne vorgeschalteten Verdampferapparat ausgetrieben wird, wobei die mit RUc kl a ufflüssigkeit gewaschenen Brüden im Sumpfverdampfer der zweiten Kolonne kondensieren»

ii* Verfahren geaäI3 Punkt 1, dadurch gekennaeicnnet. daß das in der zweiten Kolonne abgetrennte Wasser als Prozeßwasser genutzt τ? er den kann«

5ο Verfahren gemäß Punkt 1 bis 4₃ dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohoutandiol serinserGr Reinheit eingesetzt werden kann<