DE1266748B - Verfahren zur Verhinderung der Verkrustung von Heizflaechen bei der kontinuierlichen Destillation von Phthalsaeureanhydrid - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Deutsche Kl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C07c

BOIb
C07b

12 ο -14

12a-2
12 ο-27
1266 748
B87234IVb/12o
21. Mai 1966
25. April 1968

Phthalsäureanhydrid wird großtechnisch durch Destillation gereinigt. Man arbeitet hierbei unter vermindertem Druck im Temperaturbereich um 200° C. Bei diesen Temperaturen neigen jedoch die im Rohprodukt enthaltenen Verunreinigungen zur Harzbildung, während sich gleichzeitig geringe Mengen Phthalsäureanhydrid zersetzen. Die Harze scheiden sich im Verlauf der Destillation vielfach als separate flüssige Phase aus und verkrusten die Gefäßwandungen. Insbesondere auf den Heizflächen ist ein solcher Belag störend, denn er setzt den Wärmeaustausch stark herab. Bei diskontinuierlichen Blasendestillationen ist der Harzanteil besonders hoch, bedingt durch lange Verweilzeiten in der Blase. Man wendet daher in der Praxis vielfach eine kontinuierliche Destillation unter Verwendung von Röhrenverdampfern an. Zwar ist hierbei die Rückstand- und Harzbildung geringer, doch ist die Verkrustung von Heizflächen und, dadurch bedingt, die Gefahr lokaler Überhitzungen wesentlich stärker, da ständig ein Teil dieser Heizflächen mit dem weitestgehend von Phthalsäureanhydrid befreiten Rückstand in Berührung steht. Derartige Verdampfer müssen daher häufig ausgewechselt und in mühevoller Arbeit gereinigt werden.

Es wurde nun gefunden, daß man die Verkrustung von Heizflächen bei der kontinuierlichen Destillation von Phthalsäureanhydrid mit Hilfe von Dünnschichtverdampfern, zweckmäßig in Kombination mit einer hintereinandergeschalteten 2stufigen Destillationsvorrichtung praktisch störungsfrei durchführen kann, wenn man nur so viel des dem Verdampfer zugeführten rohen Phthalsäureanhydrids verdampft, daß im nicht verdampften Anteil der Phthalsäureanhydridgehalt ^> 80 Gewichtsprozent beträgt.

Überraschenderweise wird auch nach sehr langen Betriebsperioden nach der 'neuen Arbeitsweise keinerlei Verkrustung der Heizflächen beobachtet. Es treten keinerlei lokale Überhitzungen auf. Bedingt durch kurze Verweilzeiten an den Heizflächen, ist der Verlust durch Zersetzungsreaktionen minimal.

Das neue Verfahren ist allgemein für die Destillation von Phthalsäureanhydrid geeignet. Sowohl durch Oxydation von o-Xylol als auch durch Oxydation von Naphthalin hergestelltes rohes Phthalsäureanhydrid ist verwendbar. Der Ausgangsstoff kann auch durch Wärmebehandlung, gegebenenfalls in Gegenwart von alkalischen Stoffen oder von Schwefelsäure, weitgehend von darin enthaltenem Naphthochinon befreit sein. Sowohl Phthalsäureanhydrid, das noch geringe Mengen an niedrigsiedenden Anteilen enthält, als auch solches, das praktisch frei ist von niedrigsiedenden Anteilen, ist verwendbar. Der Anteil

Verfahren zur Verhinderung der Verkrustung von Heizflächen bei der kontinuierlichen Destillation von Phthalsäureanhydrid

Anmelder:

Badische Anilin- & Soda-Fabrik

Aktiengesellschaft,

6700 Ludwigshafen

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Gerhard Schaefer,

Dr. Hubert Suter,

Dr. Friedrich Wirth, 6700 Ludwigshafen;

Dipl.-Ing. Walter Mann, 6840 Lampertheim

an höhersiedenden Komponenten bzw. an Rückstandbeträgt im allgemeinen 1 bis 15 Gewichtsprozent.

Die Destillation wird im üblichen Temperaturbereich, etwa zwischen 160 und 240° C und üblicherweise unter vermindertem Druck, etwa zwischen 20 und 200 mm HG durchgeführt.

Wesentliches Merkmal des neuen Verfahrens ist es, nur so viel des dem Verdampfer zugeführten Produktes zu verdampfen, daß der nicht verdampfende Anteil einen Phthalsäureanhydridgehalt von mindestens 80 Gewichtsprozent aufweist. Zweckmäßig verdampft man weniger als 60 Gewichtsprozent, insbesondere zwischen 15 und 50 Gewichtsprozent des zugeführten Phthalsäureanhydrids. Dadurch soll sichergestellt werden, daß sämtliche Oberflächen des Verdampfers ständig mit dem Phthalsäureanhydrid gespült werden und keinerlei Abscheidungen auftreten.

Die Destillation wird in Dünnschichtverdampfern üblicher Bauart, vorzugsweise in Fallfilm- oder senkrecht aufgestellten Röhrenverdampfern durchgeführt. Dämpfe und nicht verdampfte Flüssigkeiten können sowohl im Gleichstrom als auch im Gegenstrom durch den Verdampfer geführt werden.

Um rohes, stark verunreinigtes Phthalsäureanhydrid zu reinigen, kombiniert man zweckmäßig herkömmliche Bauelemente der kontinuierlichen Phthalsäureanhydriddestillation mit dem erfindungsgemäßen Verfahren. Üblicherweise wird diese kontinuierliche Destillation in zwei Stufen durchgeführt, wobei man zunächst niedersiedende Anteile abtrennt und anschließend reines Phthalsäureanhydrid über

809 540/47&

Kopf vom Rückstand abdestilliert. Hierbei kann sowohl in der ersten als auch in der zweiten Stufe jeweils am Fuß der Kolonne die Verdampfung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt werden.

Die in dem Beispiel genannten Teile sind Gewichtsteile.

«Beispiel

In eine Kolonne 1 (vgl. Zeichnung) mit achtzehn theoretischen Böden, die unter einem Druck von 150 mm HG, bei einer Sumpftemperatur von 222° C und einer Kopftemperatur von 197° C betrieben wird, werden stündlich 23,6 Teile eines auf 215° C vorerhitzten, flüssigen Phthalsäureanhydrids, das noch 0,5 Gewichtsprozent leichtersiedende Anteile und 0,2 Gewichtsprozent höhersiedende Anteile enthält, in Höhe des zwölften praktischen Bodens eingeführt. Gleichzeitig werden stündlich 8,7 Teile Rücklauf aus Gefäß 3 in den oberen Teil der Kolonne eingeführt. Das Produkt fließt aus dem unteren Teil der Kolonne in einen Dünnschichtverdampfer 2. Dieser Verdampfer enthält ein senkrecht angeordnetes Rohrbündel, dessen Enden in Rohrboden eingebaut sind. Oberhalb des oberen Rohrbodens befindet sich eine Verteilervorrichtung, mit deren Hilfe die Flüssigkeit auf die Rohre gleichmäßig verteilt wird. Die Größe des Verdampfers ist so gewählt, daß die eingeführte Produktmenge als dünner Film an der Innenseite der Rohre herabfließt. Die entstandenen Dämpfe werden im Gegenstrom zur Flüssigkeit vom oberen Teil des Verdampfers in die Kolonne eingeführt. Während stündlich 23,4 Teile eines Produktes der Zusammensetzung 99,8 0/0 Phthalsäureanhydrid und 0,2% Rückstand in direktem Durchlauf den Verdampfer passieren, wird eine solche Menge Phthalsäureanhydrid verdampft, daß am Kolonnenkopf im Kühler 4 8,7 Teile eines Gemisches aus 40% Phthalsäureanhydrid und 60% leichtersiedenden Anteilen kondensiert. Diesem Kondensat werden stündlich 0,2 Teile entnommen, während 8,5 Teile als Rücklauf auf den Kolonnenkopf zurückgegeben werden. Das am Boden des Verdampfers 2 entnommene flüssige Produkt in einer Menge von stündlich 23,4 Teilen wird auf den zehnten Boden einer Kolonne 5 mit achtzehn theoretischen Böden eingeführt. Gleichzeitig wird die Kolonne im oberen Teil stündlich mit 23,4 Teilen Rücklauf aus Gefäß 11 beschickt. Das im unteren Teil der Kolonne abfließende Produkt wird über ein Puffergefäß 6 mit Hilfe einer Pumpe 7 in einen Dünnschichtverdampfer 8 geleitet (stündlich 270 Teile der Zusammensetzung 90 Gewichtsprozent Phthalsäureanhydrid und 10 Gewichtsprozent Rückstand). Dieser Verdampfer 8 ist in gleicher Weise ausgeführt wie Verdampfer 2, jedoch fließen Flüssigkeit und Dämpfe im Gleichstrom durch die Rohre. Im Verdampfer 8 werden stündlich 46 Teile Produkt verdampft. Die Dämpfe werden in die Kolonne 5 geführt. Am Kolonnenkopf werden die Dämpfe im Kondensator 10 kondensiert. Stündlich werden 23 Teile des Kondensates als Rein-Phthalsäureanhydrid entnommen, während weitere 23 Teile als Rücklauf auf den Kolonnenkopf zurückgegeben werden. Über Leitung 9 werden aus dem Pumpenkreisstrom stündlich 0,4 Teile eines Produktes, das aus 90% Phthalsäureanhydrid "und 10% Rückstand besteht, entnommen.

Nach mehrmonatigem ununterbrochenem Betrieb sind auf den Verdampferflächen keinerlei Ablagerungen feststellbar.

Claims (2)

Patentansprüche: ·

1. Verfahren zur Verhinderung der Verkrustung von Heizflächen bei der kontinuierlichen Destillation von Phthalsäureanhydrid mit Hilfe von Dünnschichtverdampfern, zweckmäßig in Kombination mit einer hintereinandergeschalteten 2stufigen Destillationsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß man nur so viel des den Verdampfern zugeführten rohen Phthalsäureanhydrides verdampft, daß im nicht verdampfenden Anteil der Phthalsäureanhydridgehalt J> 80 Gewichtsprozent beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man weniger als 60 Gewichtsprozent, vorzugsweisä 15 bis 50 Gewichtsprozent, des zugeführten Phthalsäureanhydrides verdampft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 540/476 4.68 © Bundesclruckerei Berlin