DE1468586B2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von flüssigem Maleinsäureanhydrid aus einem Maleinsäureanhydrid und Wasserdampf enthaltenden gasförmigen Gemisch durch teilweise Kondensation und Abtrennung des Maleinsäureanhydrids.

Die Herstellung von Maleinsäureanhydrid durch Oxydation von Benzol, mit Luft bei hohen Temperaturen über einem Vanadiumoxidkatalysator ist bekannt. Bei technischen Verfahren zur· Entfernung von Maleinsäureanhydrid aus dem aus dem Reaktionsgefäß austretenden Gas wird eine teilweise Kondensation des austretenden Gases und daran anschließend eine Waschbehandlung des dann noch vorhandenen Gases mit Wasser durchgeführt. Die nach der Wasserbehandlung erhaltenen Flüssigkeiten können zur Gewinnung von Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid aufgearbeitet werden. In der Stufe der teilweisen Kondensation wird Maleinsäureanhydrid verflüssigt und abgetrennt. Auf Grund des vorhandenen Wasserdampfs reagiert jedoch ein Anteil des Maleinsäureanhydrids mit diesem Wasser unter Bildung von Maleinsäure. Unter den Kondensationsbedingungen beträgt die Löslichkeit der Säure in dem Anhydrid etwa 2 °/o, weshalb das gebildete Gemisch eine Aufschlämmung darstellt, wenn höhere Konzentrationen an Maleinsäure vorliegen. Derartige höhere Konzentrationen können die Förderung der Aufschlämmung in einer technischen Anlage blockieren oder stark verlangsamen. In vielen Fällen können dadurch etwa zwei oder fnehr Stillegungen der Anlage pro Woche erforderlich sein, die in jedem Falle sehr störend und in wirtschaftlicher Hinsicht nachteilig sind.

Aus der französischen Patentschrift 1194 542 ist eine kompliziert ausgelegte Spezialeinrichtung zum Kühlen von Maleinsäureanhydrid enthaltenden Gasen bekannt, in der durch die eingebauten Kühlrohre die eingeführten Gase in eine kräftige Wirbelbewegung versetzt werden und die Berührungszeit sowie die Berührungsfläche zwischen Gas und Flüssigkeit übermäßig groß werden. Es ist ersichtlich, daß diese äußerst komplizierte Anlage leicht verunreinigt und verstopft werden kann. Hinzu kommt, daß das in dieser Weise erhaltene Maleinsäureanhydrid bezüglich der Reinheit zu wünschen übrig läßt.

Es besteht daher auf diesem Gebiet der Technik die Aufgabe, ein Verfahren zur Gewinnung von flüssigem Maleinsäureanhydrid aus einem aus dem Reaktionsgefäß austretenden Gut zu schaffen, wobei die genannten Schwierigkeiten ausgeschaltet oder weitgehend verringert werden.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Gewinnung von flüssigem Maleinsäureanhydrid aus einem Maleinsäureanhydrid und Wasserdampf enthaltenden gasförmigen Gemisch durch teilweise Kondensation und Abtrennung des Maleinsäureanhydrids gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das gasförmige Gemisch auf eine Temperatur von etwa 56 bis 65° C abkühlt und das kondensierte, flüssige Maleinsäureanhydrid von dem verbleibenden Maleinsäure und Wasserdampf enthaltenden gasförmigen Gemisch durch Zentrifugieren abscheidet, dabei aber den Druck so wählt, daß das gasförmige Gemisch stets oberhalb des Taupunktes des darin enthaltenen Wassers bleibt und die Menge und die Oberfläche des mit dem gasförmigen Gemisch in Berührung stehenden kondensierten, flüssigen Maleinsäureanhydrids möglichst gering hält.

Hierbei wird das kondensierte Maleinsäureanhydrid in Form einer Flüssigkeit erhalten, die von fester Maleinsäure praktisch frei ist.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Menge und das Ausmaß der Oberfläche der mit dem Gasgemisch in Berührung stehenden Flüssigkeit vorzugsweise so niedrig gehalten, daß der Maleinsäuregehalt der Flüssigkeit bei der Kondensationstemperatur praktisch innerhalb des Löslichkeitsbereichs von Maleinsäure in Maleinsäureanhydrid bleibt.

Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, die Zentrifugaltrennung in einer Zone durchzuführen, die die Form eines praktisch senkrechten Zylinders mit einem sich verengenden unteren Bereich hat, der mit einer Flüssigkeitsentfernungszone in Verbindung steht und wobei das oberste Niveau der Flüssigkeit sich vorzugsweise am unteren Ende des zylindrischen Abschnitts befindet.

Es ist jedoch noch vorteilhafter, wenn so gearbeitet wird, daß das oberste Niveau der Flüssigkeit beim unteren Ende des sich verengenden Bereiches liegt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wendet man vorzugsweise einen Druck im Bereich von 1 bis 29 at, bevorzugt im Bereich von 1 bis 3,1 at an und hält dabei eine Kondensationstemperatur ein, die über der Temperatur des Taupunkts von Wasser bei dem Druck der Teilkondensation liegt.

Vorzugsweise verwendet man als Beschickungsgas für die Vorrichtung zur teilweisen Kondensation ein aus einem Maleinsäureanhydridreaktor austretendes Gut mit einem Gehalt von etwa 0,3 bis 5 Volumprozent Maleinsäureanhydrid, wobei etwa 30 bis 60 % des Maleinsäureanhydridgehalts abgetrennt werden.

Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn die Kondensationstemperatur bei etwa 60° C und der Druck bei Atmosphärendruck oder etwas darüber liegt.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken. Teile und Prozentsätze beziehen sich, wenn nichts anderes angegeben ist, auf das Gewicht. Die Beispiele wurden bei einem Druck von etwa Atmosphärendruck durchgeführt.

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Beispiel 1 Aufschlämmung bildet. Bei der üblichen Aufarbei-

r,·· -,.u-i- -Kr η j. t_ j ι. c—L. j. tung dieses Produkts treten in den übrigen Teilen der Bei einer in technischem Maßstab durchgeführten .„i,.. u _{v t t u} ⁶ _A/,
_A,., . -Jj · ■»«· ι · ■■ i_ Anlagen schwere Verstopfungen bzw. Ablagerungen Arbeitsweise wird das aus einem Malemsaureanhy- · * τ?·· _A , -_t r> j j ⁶S. dridreaktor austretende Gas durch eine übliche Vo?- . £ den Forderleitungen, Pumpen und anderen Forrichtung zur teilweisen Kondensation geleitet, worin ⁵ deremnchtungen auf die die Stillegung der Anlage seine Temperatur auf etwa 60° C gesenkt lind ein ™<* wenigen Betnebstagen notig machen.
Teil des darin enthaltenen Maleinsäureanhydrids Vergleichsbeispiel B
kondensiert wird. Das Gemisch wird dann in einen p.- . , . - , _A . .. . . , . ,
üblichen Zentrifugal- oder Cyclonscheider eingelei- _l ,P¹⁶ °^ben beschriebene Arbeitsweise wird wiedertet, worin die Maleinsäureanhydridtröpfchen _in ^{10 h}olt mit der Ausnahme daß als Scheider ein einfa-Form einer flüssigen Masse, die nach unten abläuft, J, ^T ^Gefa? f^^f^f* Gasbeabgeschieden und gesammelt werden. Der Cydon- ^schlckun§ ™? ™ ^einfachf_f ^{n Ausla}» ^ol™ Gasabscheider hat einen praktisch senkrechten zylindri- ZT^t d η f" Γ f ΪΓ* Wt^Y^ , ., , ... . * . , , ,, . Λ ... wendet wird. Die kondensierte Flüssigkeit wird dann sehen Abschnitt, einen sich verengenden (tnchterfor- ,, „_„_ ,. , , ,, , r· *··η * tj-i*/ j ι · , % . f, , ο ,j ¹S angesammelt und sobald das Gefäß etwa zur Hälfte migen oder konischen) unteren Abschnitt und dann „-r-iu · + · α α- ην · ι ■* u τλ· λ
j . ■ T-I- · ι ·* ^u ι. ι. -^ τ- gefüllt ist, wird die Flüssigkeit abgezogen. Diese Ardarunter einen Flussigkeitsentnahmeabschnitt. Er t-. ■ ' ., . _{A f} ^B ,... ^{5 6} . . f*-

■ . _£ · , j tr r , > ... c beitsweise ergibt eine Aufschlämmung mit einem ho-

weist ferner einen oberen oder Kopfabschnitt auf, . . _λ/Το1 · H , ,. , \ „..„ _in

von dem sich ein Gasabzugs- oder Standrohr nach ffⁿ Malemsauregehalt, der in manchen Fallen 10

unten erstreckt, über das das Gas nach oben über uTffi f t ™^ale™^a?^Te ™ ^d*^T Malemsaurean-

den Kopfabschnitt entfernt wird. ^a° hydndflussigkeit übersteigt und schwere Verstopfun-

Die Strömungsgeschwindigkeit des Gases und die &ⁿ 7Tf ' ' Tv ■ ^^λ T-?" τ-, ι. 4. u· j- ι ν j "Ui^ j ο gen die Stillegung und Reinigung der Anlage notig

Durchsatzgeschwindigkeit werden so gewählt, daß ö h es

etwa 30 bis 60% oder mehr Maleinsäureanhydrid a j ^ujau·.· ι_*ι· ι. j o aus dem Gasstrom in dem Scheider abgetrennt wer- _ς . ^A"^{s d}?ⁿ vorstehenden Angaben ist ersichtlich, daß den, wobei die Verweilzeit so kurz wie möglich ist, ^{25 du}.^rchj ^d^^s ettndungsgemaße Verfahren uberraum das Vermischen oder Wiedervermischen des ^hende Ergebnisse h^insichthch der Wirksamkeit bei Wassers in dem Gas mit dem Maleinsäureanhydrid ^der Gewinnung des Anhydrids erzielt werden wobei möglichst weitgehend auszuschalten. Die Durchsatz- ^{die Me}"^{ge d}^^r waßngen F ussigkett, die auf Maleinu -j-T ί j uj cu-j ι · η -u saureanhydrid aufgearbeitet werden muß, sehr gering geschwindigkeit durchl den Scheider kann im Bereich . _& \_& ^&zei^ den Betrieb störend! Abvon 100 bis 10000 WM (Volumina Gas/Volumina ,' Ϊ it ± c u u j.
Scheider und Minute) liegen. Der Flüssigkeitspiegel ^rungen oder Verstopfungen ausgeschaltet werwird nicht wesentlich über dem unteren Ende des %- ^den' ^^urch eine kontinuierliche Arbeitsweise wahlindrischen Abschnitts, zweckmäßigerweise unter rend langer Zeiträume möglich wird^ Die Ausschaldiesem unteren Ende, und vorzugsweise nicht we- , *?f ,^vo _f ⁿ,. Unterbrechungen ist ^besondere vom sentlich über dem unteren Ende des sich verengen- ³⁵ wirtschaftlichen Standpunkt aus betrachtet sehr erden Abschnitts gehalten. Es ist zweckmäßig, die ^WU?u^Ci-*u τ- u · · - * u j u u ·
Flüssigkeit aus dem Scheider auf Grund des durch , ^Ahnllche Ergebnisse, wie sie vorstehend beschnedie Schwerkraft bedingten Flusses aus der Abzugslei- ^ben wurden werden auch mit verschiedenen Abtung durch eine Flüssigkeitsfalle oder statt dessen mit ^Wandl™^ge* ^des erfindungsgemaßen Verfahrens erHilfe einer Pumpe zu eltfernen. ⁴° ψξ; ^Der Maleinsaureanhydndgehalt des m die Vor-Arjnr j * onu-zcnn/j \/r richtung zur teüweisen Kondensation und in den Cy-Auf diese Weise werden etwa 30 bis 60 % des Ma- , _u ⁶., . .... . _, , ^J _n

,... uj-j-j j T>i<- ♦ clonscheider eingeführten Gases kann von gegen 0 leinsaureanhydnds in dem aus dem Reaktor austre- ,·. _c -,_τ ι ^ j j -u ι ·· tenden Gut als flüssiges Maleinsäureanhydrid ent- ^bi^{s etwa 5} Volumenprozent oder darüber, zweckmafernt, das nicht über rtwa 2«/· Maleinsäure enthält *^ι^Ί I η™τ ^VOrzUgSWT ^von.°'³ _v ^bls und Von bei der Kondensationstemperatur etwa un- ^{4S 2}'°°^/o schwanken. Die Temperatur des in die Vorgelöster Maleinsäure praktisch frei ist. Die erhaltene "^chtung ^zur Reisen Kondensation eingeführten £,,.. . ; .. , ^F. _T uu-n α Gases kann im Bereich von 100 bis 300° C liegen.
Flüssigkeit kann zu einem Lagerbehalter oder zu allgemeinen werden die Drücke in Abhängigeiner Reinigungsdestillation geleitet werden, worin , . ° ^ . ... _l4_ , . ,. ,.τΓ

gereinigtes Maleinsäureanhydrid in bekannter Weise ^keit ^^on ** Temperatur ausgewählt wobei die hohe-

1 ■ α τ α υ- a ■ ■ ut + ·«. ι ■ 5o ren Drucke erforderhch smd, wenn höhere Tempera-

erzeugt wird. In den Fordereinrichtungen tritt keiner- ^ _{aQgewandt werderi)} ^_{1 das Gemisch} J_ber.

lei tsiocKierung ein. _hal^ _{des Taupunkts des darin} enthaltenen Wassers

Vergleichsbeispiel A bleibt. Es kann jeder beliebige übliche Zentrifugal-

scheider angewandt werden. Hierzu gehören alle

Die vorstehend beschriebene Arbeitsweise wird 55 Scheider, die auf dem Prinzip einer Änderung in der wiederholt mit der Ausnahme, daß man sich die Richtung des Gas-Flüssigkeits-Stroms beruhen. Es ist Masse des flüssigen Maleinsäureanhydrids im unte- wesentlich, daß der Flüssigkeitsgehalt auf ein Miniren Ende des zylindrischen Abschnitts des Scheiders mum gesenkt wird und daß die Berührung der Flüsansammeln läßt, z. B. bis zu etwa einem Viertel der sigkeit mit den sich rasch bewegenden Gasen in dem Höhe dieses Abschnitts, wie dies bisher üblich war. 60 Abschnitt des Scheiders möglichst gering gehalten Die Flüssigkeit enthält dann über 5% Maleinsäure wird, wo die Trennung erfolgt. Die Berührungszeit (in manchen Fällen bis zu 30 Gewichtsprozent), wo- wird gleicherweise auf ein Minimum gesenkt, wovon der größte Teil unlöslich ist, weshalb sich eine durch ein erneutes Mitführen vermieden wird.

Claims (1)

1. T 468 586

   Patentanspruch:

   Verfahren zur Gewinnung von flüssigem Maleinsäureanhydrid aus einem Maleinsäureanhy^ drid und Wasserdampf enthaltenden gasförmigen Gemisch durch teilweise Kondensation und Abtrennung des Maleinsäureanhydrids, dadurch gekennzeichnet, daß man das gasförmige Gemisch auf eine Temperatur von etwa 56 bis 65° C abkühlt und das kondensierte flüssige Maleinsäureanhydrid von .dem verbleibenden Maleinsäure und Wasserdampf enthaltenden gasför- , migen Gemisch durch Zentrifugieren abscheidet, dabei aber den ,Druck so wählt, daß das gasförmige Gemisch stets oberhalb des Taupunktes des darin enthaltenen Wassers bleibt und die Menge und die Oberfläche des mit dem gasförmigen Gemisch in Berührung "stehenden ■ Tcondensierten flüssigen Maleinsäü'reahhydrids möglichst gering hält.