DE1568163A1 - Verfahren zum Reinigen von mit Rohstyrol verunreinigtem Kondensatwasser - Google Patents

Description

The Badger Company, Inc, Terfahren zum Reinigen von mit Rohatyrol verunreinigtem Kondenaatwaaaer

Dl· Erfindung besieht aioh auf ein Terfahren zur Rückgewinnung von reinem Kondenaatwaaaer aua mit Rohetyrol verunreinigten Kondenaatgemlachen, wie aie bei der katalytiaohen Dehydratlaierung von Xthylbenzol unter Terwendung von einem Mehrfachen an Waaeerdampfvolumen ala TrMgergaa und WlrmeUbertragungamittel anfallen, und dient lnabeaondere zur Entfernung von geringen Mengen an polyaerlalerbarem Styrol, daa In aolchem Kondenaatwaaaer enthalten lat.

Wenn bei der Icatalytiaohen Dehydratlaierung von Xthylbenzol dleaea bei erhöhter Temperatur zwecke Umwandlung In Styrol Über katalytlaohe Kontaktmaaaen geleitet wird, dann werden Qblloherwalae grofie Tolumenantelle an Haaaerdampf ala Wlroe-

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Ubetragungsmlttel, Verdünnungsmittel und Tragergas damit vermischt. Da« aus Xthylbensol und Styrol bestehend· Kohlenwasserstoff-Reaktloneprodukt läßt sloh τοπ dem Kondensatwasser Im wesentlichen abtrennen, jedoeh bleiben geringe Mengen an Styrol, die in dem Wasser gelttst oder suspendiert el.nd, zurück. Unter dem Einfluß von Wärme polymerisiert Styrol Ieloht zu Polystyrol, und wenn auch nur geringe Mengen an solchen Terunrelnlgungen in dem Kondensatwasser verbleiben, naohdem der Hauptanteil der Kohlenwasserstoff-Komponenten aua der Reaktionsmischung abgeschieden worden 1st, bilden sich senileSllch im Verlauf der weiteren Handhabung der grcSen Volumina an Kondensat* waaaer solche Mengen an Polystyrol, die grofi genug sind, um das Polystyrol »um Ausfallen und Absetzen zu bringen, wodurch Ventile, Pumpen und Wärmeaustauscher verstopft werden, und Insbesondere die Boiler-Rohre eine Oberzugsschicht erhalten können. Demzufolge hat man mit dem in sehr grollen Mengen anfallenden Kondensatwasser« in dem sieh Polystyrol bildet« soviel Unannehmlichkeiten hinsichtlich der Verschmutzung der Vorrichtungen durch Ablagerune von polymerlsierten Styrol-Produkten, dass man daa verwendete Kondensat Oblloberweiee verwirft oder für sonstige Verwendungszwecke einsetzt, bei denen Öliges verschmutztes wasser gebraucht werden kann, das Kondensat Jedoch nleht als Wasserbesohlekung dsm Boiler wieder zuführt.

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Es wurde nun gefunden, dass sich bedeutende wirtschaftliche Vorteile erzielen lassen, wenn man das Kondensatwasser nach der Abtrennung des Kohlenwasserstoff-Reaktionsprodukte8 erfindungagem&e behandelt, um auch die geringen verunreinigenden Mengen an polymerisierbarem Styrol, das im wesentlichen gelöst in dem Kondensatwaeser verbleibt, zu entfernen. Nan kann dann das wasser vorteilhafter als bisher wieder verwenden, da man es bei dem gleichen Verfahren rückführen kann und in die Wasserdampf-Anlage des Hydratislerungssystems wieder einsetzen kann, ohne daß das System mit " Polymerisat verunreinigt wird.

Das erfindungsgenAße Verfahren 1st dadurch gekennzeichnet, dafi nan das mit Styrol verunreinigte Kondensatwasser, nachdem man die Schicht des Kohlenwasserstoff-Hydratations-Reaktionsproduktes abgetrennt hat, mit einer geringen zur . Extraktion der restlichen Spuren von gelöstem Styrol ausreichenden Menge an frischem Xthylbenzol vermischt. Man kann das Oemlsoh aus Wasser und den KohlenwasserstofflUsslgkeiten dann Ober einen Wasserdampf-Stripper leiten und die Kohlenwasserstoff lösung aus frischem Äthylbenzol, die die extrahierten Spuren an Styrol darin gelöst enthält, wird dabei Mittels Frischdampf aus dem Kondensat abgestreift. Das so gereinigte Kondensat wird als Bodenprodukt in der Abstreif-

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kolonne abgezogen, und die mit den Dampf abgeatrell» KohlenwasserstofflSsung wird zweckmäßig in da· Dehydratlsatlonesy stern, z.B. in den daa rohe Reaktionsprodukte Kondensat enthaltenden Behälter de· Dehydratisations-Reaktors zurückgeführt.

Bei einer abgeänderten Form de· erflndungsgemäSen Verfahren« wird der Priechatrom von Äthylbenzol dem Terunreinigten Kondensatwasser unter Bewegung In einem Flüssig-Flüssigfc Extraktlonsbehälter zugeführt, und die Kohlenwasserstoff-Extraktlons-Phase wird zunächst mechanisch abgesogen und in das Dehydratatlonssystern zurückgeführt, während man dann das relativ reinere Kondensat-Raffinat in einem Abstreifer mit Hasser .dampf behandelt und daraus noch die restlichen Spuren von Kohlenwasserstoffen austreibt, die in diesem Fall im wesentlichen aus geringen Xthylbenzolresten bestehen.

In jedem Fall läflt sieh ein reines Kondensatwasser herstellen dadurch, dafl man da· verunreinigte Kondensatwasser mit ' einer geringen Menge an frischem Äthylbenzol in Kontakt bringt, indem sich das Styrol löst, und danach sine Abstreifbehandlung mit Wasserdampf vornimmt. Als Xthylbenzol setzt man vorzugsweise einen geringen, von der zu dem Dehydratations-Reaktor gefObrten Beschlokung abgezweigten Haben-Strom ein. Die LQsung der geringen Menge an Styrol in Xthylbenzol, die sieh während der Behandlung als Extrakt

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bildet, kann Ihrerseits in die zu dem Dehydmfcations-Reaktor geführten Xthyl-BeSchickung* zurückgeführt werden, da sie nur geringe Mengen an Styrol enthält. Man kann diese Lösung auch dem Kondensat-Produkt aus roher Reaktionemi so hung wieder zuleiten. Da die gesamte Menge an Kohlenwasserverblndungen sich in das Reaktionssystem zurückführen und wiederum zur Herstellung von Styrol verwenden läflt, ist es nicht erfolg sent scheidend« wieviel in Ethylbenzol-* Styrol-Lösung in dem System anfällt,

Man erzielt mit dem erflndungsgemäßen Verfahren verschieden® nicht zu erwartende Vorteile. So kann man einen Teilstrom von Äthylbenzol, das bei diesem Verfahren in einfacher Welse zur Verfügung steht, als ausgezeichnetes Lösungsmittel einsetzen. Da das Xthylbenzol die geringen Spuren von Styrol sehr stark verdünnt, wird dadurch augenblicklich Jegliche Tendenz des Styrole zur Polymerisation inhibiert, und außerdem läßt sich die Lösung von Styrol in Xthylbenzol sehr leicht destillieren, z.B. von dem Kondensat mittels Wasserdampf abstrippen, ohne daß Polymerisationsprobleme mittreten, " Weiterhin bringt das erfindungsgemäSe Verfahren den Vorteil mit sich, daß sowohl Styrol als auch Xthylbenzol, die beide mit Wasserdampf flüchtig sind, sich leicht abstreifen lassen, wenn man das heiße Kondensatwasser mit einer gar

und sich

nicht so großen Menge an Wasserdampf behandelt,/mittels der

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einfach durchzuführenden Wasserdampfreinigung auch In geringen Mengen von dem Wasser, das diese Kohlenwasserstoffe in diesen geringen Mengen enthält, abtrennen lassen, so daß das Wasser gereinigt werden kann. Da Xthylbenzol und Styrol etwa gleloh flüchtig sind, verglichen mit wasser, erfolgt das Abstreifen dieser beiden Substanzen mit annähernd der gleichen Geschwindigkeit, und es besteht nicht die Tendenz, das sich das Styrol, sei es in der Pl'JsslgPhase, sei es in der Dampfphase, konzentriert.

Die StyroIBsung in Xthylbenzol entspricht typisch solchen Lösungen, wie sie ohnehin In dem Dehydratatlonssystem anfallen, und mat sich daher einfach handhaben und in Jeder Terfahrensstufe einsetzen, so da 13 man sie sowohl dem bei der Dehydratation anfallenden Reaktionsprodukt· als auch dem Xthylbenzol-Rtlckstrom sowie der dem Dehydratatlons-Reaktor zugefUhrten frischen Beschickung zuleiten kann.

Ss ist erflndungsgemäB demzufolge möglich, reines Kondensatwasser zu gewinnen, dadurch, daß man ein mit Styrol verunreinigtes roh-es Kondensatwasser in Kontakt bringt mit zur Extraktion des gelösten Styrola ausreichenden Mengen von Xthylbenzol, und auf diese Welse das reine Kondensat herstellt.

Man kann dabei die Kohlenwasserstoffe, die im wesentlichen

aus Xthylbenzol bestehen, aus dem extrahierten Kondensat

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abstrippen und das so gereinigte Kondensatwasser dem System wieder zuführen.

Anhand der beillegenden Zeichnung werden die erfindungsgemäße Arbeitswelse sowie die damit erreichbaren Vorteile noch näher beschrieben. Ea zeigern

Pig. 1 ein Pließbild einer zur Styrolgewinnung brauchbaren Dehydratationsanlage» in der Ethylbenzol mit rohem, Styrol-verunrelnlgtem Kondensat vermischt und die Mischung zur Herstellung des reinen K-ndensatwassers mit Wasserdampf abgestrippt wird«

Fig. 2 ein Pließbild einer etwas anderen Anlage» worin ein Gemisch aus Ethylbenzol und verunreinigtem Kondensat zunächst in einem Plüsslg-Flüesig-Extraktlonssystem getrennt und dann die das Kondensatwasser-Raffinat enthaltende Phase in einem Dampf-Abstreifer behandelt wird.

In Fig. 1 wird ein Strom an frischem Ethylbenzol, das zu Styrol dehydratisiert werden soll, dem System durch die Leitung 10 zugeführt und dabei vermischt mit einem Rückstrom von Ethylbenzol, der durch Leitung 12 einströmt, und die vereinten Ströme werden durch die Leitung 14 geleitet. Gleichzeitig wird ein ein Mehrfaches an Volumen starker Strom an Wasserdampf mit einer der Dehydratationsreaktionstemperatur entsprechenden Temperatur dem System durch die Leitung l3 zugeführt und mit der Gesamtmenge an Kthylbenzol in der Lei-

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tung 14 vermischt, so dafi beide Ströme in den Dehydratatlonsreaktor 16 elnflleflen. In den Reaktor vermischen ■loh der Wasserdampf und der Kohlenwasserstoff auf de« Katalysator, und ein Teil de· Äthylbeneole, entsprechend den aus den Stand der Teehnlk bekannten untersohledllohen Auebeutemengen, wird In Styrol umgewandelt. Das Reaktlonsprodukt wird durch die Leitung 20 aus den Reaktor 16 herausgeführt, und In Kondensator 22 werden die kondensierbaren Anteile ausgezogen, wahrend die Gesamtmenge der Flüssigkeit In einen Rohkondensatbehälter 24 abflleBen, aus den kontinuierlich ein Strom des rohen Kohlenwaaserstoff-Dehydratatlons-Reaktionsproduktes zur Aufarbeitung und Gewinnung von Styrol Über die Leitung 26 abgesogen wird. Zun Schluß, nachdem Styrol aus den Kohlenwasserstoff-Reaktiensprodukt gewonnen worden 1st, wird das nicht umgesetzte Xthylbenzol durch die Leitung 12 wieder in das Systen zurückgeführt· Bine Schicht von rohen, mit Styrol verunreinigten Kondensatwasser wird. Üblicherweise durch Abtrennung als spezifisch 8chwere^x^Sohloht, an Boden des Kondensatbehälters 24 durch die Leitung 28 abgezogen, und dieses robe Kondensatwasser wird mit einen geringen Anteil an frischem Xthylbenzol, das Ober die Leitung 30 aus der durch Leitung 14 einströmenden Beschickung abgezogen wird, vermengt. Die möge an Xthylbenzol, die zu diesen Zweok abgesogen wird, läet sich mittels einer DurohflueneAvorrlchtuag 32 einstellen und regulieren, und durch die Leitung Jk wird diese Menge der

Leitung 23 zugeführt» so daß das verunreinigte Kondensat In der Leitung 28 mit dem Xthylbenzolläsungsmlttel gemischt und beide Bestandteile der Saugseite einer Pumpe 36 zugeführt werden können. In der Pumpe 36 werden das Äthylbenzol und das verunreinigte Kondensat so durchgemischt, so daß sich die Spurenmengen von Styrol mittels der viel größeren Menge an Äthylbenzol extrahieren lassen.

Bei einer bevorzugten AusfUhrungsform des erfindungsgemäSen Verfahrens wird das Ethylbenzol in einer beliebigen, nicht kritischen Menge als Extraktionslösungsmittel, beispielsweise in einer Menge von etwa 0*25 bis 5 Teile Xthylbenzol je 1000 Teile an verunreinigtem Kondensatwasser, eingesetzt. Die gut durchgemischte Mischung von Kohlenwasserstoff und Kondensatwasser wird duroh die Leitung 38 und einen beliebigen Torerhitzer, beispielsweise einen Wärmeaustauscher 40 geführt, in welohem die Mischung aus Kohlenwasserstoff und Kondensatwasser bis nahe auf die bei der Wasserdampf-Abstreifung herrschende Temperatur aufgeheizt wird. Danach wird das Gemisch von oben in die Abstreifkolonne 42 eingeleitet. Duroh die Leitung 44 wird der Abastreifkolonne an Boden Wasserdampf zugeführt, dieser verdampft die Xthylbenzol-StyrollSsung an Kohlenwasserstoffen , und das Gemisch aus Wasserdampf und Kohlenwasserstoffdämpfen wird am Kopf über die Leitung 46 abgesogen. Die Dämpfe werden in dom Kondensator 48 zu Flüssigkeiten kondensiert und vorteilhaft

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In den Rohkondensat-Beh&lter 24 zwecks erneuter« wie zuvor beschriebener Behandlung In dem System surOcIcgefUhrt.

Gleichzeitig wird ein Stron an gereinigten Kondenaatwasser als Bodenprodukt aus der Abstreifkolonne durch die Leitung 50 abgezogen» und dieses gereinigte Kondensatwasser kann In den Boiler zurückgeführt werden· In welchen es su Wasserdampf umgewandelt wird, oder es kann zu anderen Verwendungszwecken, In denen reines Wasser erforderlich 1st, In den System eingesetzt werden.

Bei der In Flg. 2 gezeigten AusfUhrungsform wird ein Xthylbenzolstrom aus der Ausgangsbeschickung In Leitung 10 abgezogen und durch die Leitung 52 In ein FlUssig-FiUsslg-Bxtraktlonssjstem 54 geleitet· Gleichzeitig wird verunreinigtes Kondensat aus den Behälter 24 abgezogen und durch die Leitung 28 und die Funpe 56 den Fltlsslg-Fltlsslg-Bxtraktlonssystern 54 durch die Leitung 58 zugeführt.

Das FlOsslg-FlUsslg-Ixtraktlonssysten kann Irgendeines der bekannten Extraktionssystem sein; beispielsweise kann nan ein solches einsetzen« In welchen die Menge an Kohlenwasserstoff und Kondensat nur miteinander In Bewegung gebracht und dann auf Orund des epeZiflschen Gewichtes getrennt wird, oder man kann einen Mischbehälter einsetzen, in den naoh den Ternlsonen von Wasser und lösungsmittel, alt den dl· Extraktion des Styrol· vorgenonnsn werden »oll, die Kohlenwasserstoff-

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und Waaserlösungen mittel* einer Zentrifuge getrennt werden. In jedem Falle wird der Strom aua wäßrigem Raffinat, aus dem die Kohlenwasserstoffe entfernt worden sind, dem Pltlssig-PlUesig-Extraictlonssyatem 54 Über die Leitung 60 entzogen und in dem Wärmeaustauscher 40 erhitzt und alsdann In die Abstreifkolonne 42 zwecks Abstreifen mit v/asserdampf zur Entfernung der geringen Spuren von Äthylbenzol, die in dem extrahierten Kondensat zurückgeblieben sein können, zugeführt. Die Kopfprodukte aus Wasserdampf und Kohlenwasserstoff, die durch die Leitung 46 abgezogen werden, lassen sich wie zuvor beschrieben In dem Kondensator 48 kondensieren und zu dem Rohkondensat-Behälter 24 zurückfuhren. In gleicher Weise wird das reine Kondensat am Boden der Ab-

zur

streifkolonne 42 durch die Leitung 50 abgezogen und/Wiederverwendung als reines Kondensat in das System zurückgeführt.

Gleichzeitig wird die Kohlenwasserstoffextraktphase aus dem Flüssig-Flüssig-Extraktionssystem 54 durch die Leitung 62 abgezogen, und sofern darin nur sehr geringe Spurenmengen von Styrol enthalten sind, kann sie in die Beschickungsleitung 14 zwecks Dehydratation zusammen mit der frischen Xthylbenzolbeschickung zurückgeführt werden. Man kann aber auch, bei einer abgeänderten AuefUhrungsform,diese Wasserstoffextraktphase dem Rohkondensat-Behälter 24 über die Leitung 64 wieder zuführen· Der Torteil der In Pig. 2 dargestellten Arbeitsweise besteht darin, daß für die letzte

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Reinigung de« extrahierten Kondensates weniger wasserdampf benötigt wird, da die Hauptmenge des Lösungsmittels zuvor bei der Extraktion in den FlUssig-PlUeeig-Extraktlonsayatem vor der Abstreifung mit Wasserdampf entfernt worden lat. DarUber hinaus sind diejenigen geringen Mengen an Kohlenwasserstoff, die in dem Kondensatwasser, das in dl« Wasserdampf abstre If phase der In Flg. 2 dargestellten Anlage geleitet wird,verbleiben, la wesentlichen Xthylbensol ohne Styrol, und demzufolge ist die Möglichkeit der durch Hitze erfolgenden Polymerisation in der Abstrelf-Stufe noch vermindert .

Beispiel I

a) Aus einem Rohkondensat-Dehllter eines kontinuierlich arbeitenden Xthylbensol-Dehydratatlons-Syeteas wurde Kondensat mit einer Temperatur von 32,2 bis 37,8°C abgesogen und In einem wärmeaustauscher auf etwa 99°C erhitzt, und danach wurde dieser Strom oben auf eine Abstreifkolonne gepumpt· Dem Bodenteil dieser Abstreifkolonne wurde kontinuierlich wasserdampf zugeführt, der zum Verdampfen der Kohlenwasserstoffe diente, und die KohlenwasseretoffdKapfe und der wasserdampf wurden kondensiert und In den Kondensat-Behälter des System* zurückgeführt. Mach einer Arbeltszelt von mehreren Vagen war das Zufuhrsystem zu der Abstreifkolonne so verstopft, so daβ der DurohfluS unterbrochen war· Bei der Prüfung wurde

festgestellt, da3 diese Verstopfung durch viskose Kohlenwasserstoffpolymerlsate verursacht worden war» die sich in dem Vorheizsystem angesammelt hatten. Das Kondensat aus dem Abstreif system wurde zu einem Boiler zurtlokgefUhrt, in dem es erneut zu Wasserdampf aufgeheizt wurde. Nach einer Fahrzeit von zwei Monaten waren die Zufuhrleitungen zu dem Boiler durch große Mengen von Kohlenwasserstoffpolymerisat und Schlamm verstopft. Nach dem Abmontieren wurde festgestellt, daß die Boilerrohre auch mit aus Kohlenwasserstoff gebildeten Kunststoffmaterial zugesetzt waren.

b) Es wurde wie in Beispiel I a) angegeben gearbeitet» jedoch wurde ein Teil Xthylbenzol Je 1200 Teile Rohkondensat in das Rohkondensat auf der Saugseite der Pump· eingespritzt in den Maße» wie das Rohkondensat durch den Vorerhitzer gepumpt wurde» so daß dieses zusammen mit dem Rohkondensat zu dem wie zuvor beschriebenen Dampfabstrelfer geleitet wurde. Das System arbeitete kontinuierlich Über viele Monate» ohne daß irgendeine Ablagerung von Polymerisat beobachtet wurde. Die Analyse des gereinigten Kondensates ließ erkennen, daß darin weniger als 10 p'.p.m. an Kohlenwasserstoff enthalten war.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zum Reinigen von rohem mit Styrol verunreinigtem Kondensatwasser, wie es beim unter Verwendung von wasserdampf als Verdünnungsmittel und Trägergas durchgeführten Dehydratisieren von Xthylbenzol zu 8tyrol aufUIt. dadurch gekennzeichnet, daß man dem verunreinigten Kondensat· wasser eine geringe Menge Xthylbenzol zumischt und dann die sich dabei bildende Lösung von Styrol in dem Xthylbenzol von dem so von Styrol gereinigten Kondensatwasser abtrennt.

   2. Verfahren nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, daS man das Xthylbenzol in einem Anteil von etwa 0,25 bis 5 Teilen je 1000 Teile wasser einsetzt.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Abtrennung der Lösung von Styrol in dem Xthylbenzol von dem von Styrol befreiten Kondensatwasser durch Abstreifen mittels Wasserdampf vornii

   %. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Abtrennung der Lttsung von Styrol in dem Xthylbenzol von dem von Styrol befreiton Kondenaatwasser in der Weise vornimmt,.daß man zunächst mechanisch mittels einer PlUsslg-FlUsslg-Kxtraktlon trennt und danach das so raffinierte Kondonsatwasser mittels wasserdampf abstreift. S : S 0 3 6 / 1 5 9 7

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   5. Verfahren naoh Anspruch 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß nan zum Vermischen mit dem verunreinigten Kondensatwasser eine Teilmenge einer bei einer katalytischen Dehydratisierung einzusetzenden Äthylbenzol-Beschickung verwendet.

   6. Verfahren nach Anspruch 5# dadurch gekennzeichnet, daß man die von den gereinigten Kondensatwasser abgetrennte Lösung von Styrol in Xthylbenzol der Äthylbenzolbeschickung wieder zuführt. . f

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