DE1813673C3 - Process for the purification of acetone by distillation - Google Patents

Description

Durch direkte Oxydation von Propylen mit Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltenden Gasen in wäßrigen Katalysatorlösungen, die eine Verbindung eines Metalls der 8. Nebengruppe des Periodischen Systems sowie Halogenide eines mindestens in zwei Wertigkeitsstufen vorkommenden Schwermetalls enthalten, erhält man als Hauptprodukt Aceton neben wenig Propionaldehyd, sowie kleine Anteile an chlorierten Carbonylverbindungen, wie mono-Chloraceton, Dichloracetone, at-Chlorpropionaldehyd. Weitere Nebenprodukte entstehen durch Oxydation von anderen Olefinen, die in technisch reinem Propylen enthalten sein können; so liefert z. B. Äthylen Acetaldehyd und Butylen Methyläthylketon.By direct oxidation of propylene with oxygen or oxygen-containing gases in aqueous Catalyst solutions, which are a compound of a metal of the 8th subgroup of the periodic table as well Contain halides of a heavy metal occurring in at least two valence levels, is obtained as Main product acetone in addition to a little propionaldehyde and small amounts of chlorinated carbonyl compounds, such as mono-chloroacetone, dichloroacetone, at-chloropropionaldehyde. Further by-products arise through oxidation of other olefins, which in technical may contain pure propylene; so z. B. ethylene acetaldehyde and butylene methyl ethyl ketone.

Durch Destillation wird aus diesem Gemisch einThis mixture becomes a by distillation

reines spezifikationsgerechtes (ASTM-Speziflkation D 329) Aceton erhalten. Dabei ist zu berücksichtigen, daß im Rohaceton sowohl niedrigsiedende Nebenprodukte, wie Acetaldehyd, Propionaldehyd und weitere, als auch höher siedende, wie chlorierte Carbonylverbindungen und Methyläthylketon, enthalten sind.pure specification (ASTM specification D 329) acetone obtained. It must be taken into account that in crude acetone both low-boiling by-products, such as acetaldehyde, propionaldehyde and others, as well as higher-boiling, such as chlorinated carbonyl compounds and methyl ethyl ketone are included.

In Hydrocarbon Proa, Petrol. Refiner VoI 42 (1963), No. 7, Seite 149—152 und der deutschen Auslegeschrift 11 91 798 ist bereits ein kontinuierliches Destillationsverfahren für das in bekannter Weise hergestellte Rohaceton beschrieben. Dabei wird das Rohaceton nach Abtrennung von unterhalb des Acetons siedenden Verbindungen (Niedrigsieder) in einer Vorkolonne, in eine Rektifikationskolonne (Hauptkolonne) eingespeist, in deren oberen Drittel die Acetondämpfe mit einer wäßrig alkalischen Lösung gewaschen werden; gleichzeitig werden die höher als Aceton siedenden Verbindungen (Hochsieder), welche azeotrop mit Wasser destillieren, und weitere Nebenprodukte als Seitenstrom aus der Hauptkolonne abgezogen, Der Sumpf der Hauptkolonne ist praktisch vollständig acetonfrei. Die als Seitenabzug der Hauptkolonne anfallende Hochsiederfraktion enthält regelmäßig noch mehr oder weniger Aceton, entsprechend der Konzentrationsverteüung in der Hauptkolonne. Daher muß diese Fraktion in einer Nebenkolonne zur Wiedergewinnung des Acetons aufdestilliert werden.In Hydrocarbon Proa, Petrol. Refiner VoI 42 (1963), No. 7, pages 149-152 and the German Auslegeschrift 11 91 798 is already a continuous distillation process for the crude acetone prepared in a known manner. This is the crude acetone after separation of compounds boiling below the acetone (low boilers) in a pre-column, in a rectification column (main column) fed, in the upper third of which the acetone vapors with a washed with aqueous alkaline solution; at the same time, those boiling higher than acetone are Compounds (high boilers) which distill azeotropically with water, and other by-products as Sidestream is drawn off from the main column. The bottom of the main column is practically complete acetone free. The high boiler fraction obtained as a side offtake from the main column regularly still contains more or less acetone, according to the concentration distribution in the main column. Therefore, this fraction has to be recovered in a side column of the acetone are distilled.

Die beigische Patentschrift 6 96 324 beschreibt als Verbesserung ein Verfahren, bei dem die Seitenkolonne zur Aufarbeitung des Nebenprodukt-Seitenstroms durch einen Apparat zur Phasentrennung ersetzt ist Dabei wird durch Zumischen von Wasser der gewünschte Trenn- und Extraktionseffekt erreicht Es bilden sich zwei flüssige Phasen, von denen die spezifisch schwerere den Hauptteil der abgetrennten Nebenprodukte enthält und abgeführt wird, während in der spezifisch leichteren, die im Kreislauf in die Destillation zurückgeführt wird, sich der Hauptteil des mitgerissenen Acetons befindetThe accompanying patent 6 96 324 describes an improvement in a process in which the side column for working up the by-product side stream is replaced by an apparatus for phase separation The desired separation and extraction effect is achieved by adding water two liquid phases are formed, of which the specifically heavier phase forms the main part of the separated one Contains by-products and is discharged, while in the specifically lighter, those in the circulation in the Distillation is returned, the main part of the entrained acetone is located

Als weitere Variante des beschriebenen Verfahrens ist aus der belgischen Patentschrift 7 03 248 bekannt, die Wäsche der Acetondämpfe in der Hauptkolonne mit einer Suspension von Alkalihydroxyden oder Alkalicarbonaten in Aceton, anstatt mit einer wäßrig-alkalischen Lösung, durchzuführen.Another variant of the method described is known from Belgian patent 7 03 248, which Washing of the acetone vapors in the main column with a suspension of alkali hydroxides or alkali carbonates in acetone instead of an aqueous-alkaline solution.

Diese Verfahren benutzen sämtlich folgende Destillationsanordnung: Vorkolonne zur Abtrennung von Niedrigsiedern, Hauptkolonne zur Gewinnung von reinem Aceton, Nebenkolonne zur Aufarbeitung des hochsiederhaltigen Seitenstroms aus der Hauptkolonne bzw. Ersatz dieser Kolonne durch eine Apparatur zur Extraktion und Phasentrennung. Bei dieser Arbeitsweise hatte die Hauptkolonne mehrere Aufgaben gleichzeitig zu erfüllen, wodurch sich der Betrieb der Kolonne schwierig gestaltete. Kleine Abweichungen von den optimalen Betriebsbedingungen wirkten sich verschieden stark und in verschiedener Art auf die Kolonnenfunktionen aus, so daß eine ständige, sehr sorgfältige Überwachung dieser Kolonne durch das Betriebspersonal notwendig war. Weiterhin zeigte sich, daß in der Hauptkolonne Niedrigsieder neu gebildet wurden. Unter diesen ist Acrolein von besonderer Bedeutung: Spuren dieser Verbindung als Verunreinigung in der Größenordnung von ca. 1 ppm im Reinaceton beeinträchtigen die Oxydationsstabilität des Acetons, welche mit Hilfe des Kaliumpermanganat-Testes gemessen wird (ASTM D 1363), bereits beträchtlich. Ein Rohaceton aus dem Sumpf der Vorkolonne ist beiThese processes all use the following distillation arrangement: Pre-column for the separation of low boilers, main column for the recovery of pure acetone, secondary column for working up the high boiler-containing side stream from the main column or replacement of this column by an apparatus for Extraction and phase separation. In this way of working, the main column had several tasks at the same time to meet, making the operation of the column difficult. Small deviations from the optimal operating conditions had different degrees and different effects on the column functions so that constant, very careful monitoring of this column by the operating staff was necessary. It was also found that low boilers were newly formed in the main column. Among these, acrolein is of particular importance: traces of this compound as an impurity in the The order of magnitude of approx. 1 ppm in pure acetone affects the oxidation stability of acetone, which is measured with the help of the potassium permanganate test (ASTM D 1363), already considerable. A Crude acetone from the bottom of the pre-column is at

entsprechender Auslegung frei von Acrolein; bei der Destillation dieses Acetons in der Hauptkolonne findet sich jedoch diese Verbindung in Konzentrationen von etwa 10 und mehr ppm im Destillat Der KMnOvTest dieses Acetons erfüllt dann die Mindestbedingungen für ein handelsübliches Produkt nicht mehr. Dies rührt daher, daß aus α-ChlorpropionaJdehyd, der zu einem geringen Prozentsatz Bestandteil der chlorierten Nebenprodukte des Verfahrens ist, durch Chlorwasserstoffabspaltung unter den Arbeitsbedingungen der Destillation Acrolein neu gebildet wird; Stahl- oder Eisenoberflächen sind Katalysatoren dieser Reaktion.appropriate design free of acrolein; takes place during the distillation of this acetone in the main column However, this compound is found in concentrations of about 10 and more ppm in the distillate of The KMnOvTest this acetone then no longer meets the minimum requirements for a commercially available product. This is stirring hence that from α-chloropropionaldehyde, which becomes a is a small percentage of the chlorinated by-products of the process, by splitting off hydrogen chloride acrolein is newly formed under the working conditions of the distillation; Steel or Iron surfaces are catalysts for this reaction.

Deshalb war es bisher notwendig, zur Eliminierung des Acroleins und anderer störender Verunreinigungen die alkalische Wäsche zweckmäßigerweise innerhalb >5 der Hauptkolonne durchzuführen. Diese Arbeitsweise liefert zwar ein reines Aceton, hat jedoch wesentliche Nachteile, wie Komplizierung des Verfahrens, Verbrauch von Alkali, Verminderung der Acetonausbeute durch Nebenreaktionen unter Harzbildung, Erhöhung der Betriebskosten durch den Energieverbrauch für die Kreislaufführung der alkalischen Waschmittel und deren Aufarbeitung.This is why it has hitherto been necessary to eliminate acrolein and other troublesome impurities the alkaline washing is expediently carried out within> 5 of the main column. This way of working Although it delivers a pure acetone, it has significant disadvantages such as complication of the process and consumption of alkali, reduction in acetone yield due to side reactions with resin formation, increase the operating costs due to the energy consumption for the recycling of the alkaline detergents and their processing.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbesserung des Destillationsverfah- ²S rens für Rohaceton, das nach dem Direktoxydationsverfahren gewonnen wurde, zu erreichen. Dabei sollten die obenerwähnten Nachteile des bisherigen Verfahrens vermieden werden; insbesondere sollte eine Alkaliwäsche für das Aceton nicht mehr erforderlich sein.The present invention has for its object to achieve an improvement in the proceedings Destillationsverfah- ² S crude acetone, which was obtained by the Direktoxydationsverfahren. The above-mentioned disadvantages of the previous method should be avoided; in particular, an alkali wash should no longer be necessary for the acetone.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur destillativen Reinigung von Aceton, hergestellt durch direkte Oxydation von Propylen mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen in Gegenwart wäßriger Katalysatorlösungen, die Verbindungen eines Edelmetails der 8. Nebengruppe des Periodischen Systems sowie Halogenide eines mindestens in zwei Wertigkeitsstufen vorkommenden Schwermetalls enthalten, in einem System von mehreren Destillationszonen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in einem System von 4 Destillationszonen in einer ersten Destillationszone der Sumpf vollständig von Aceton befreit wird und die Nebenprodukte des Verfahrens, welche für sich oder in Azeoiropen einen Siedepunkt zwischen dem des Acetons und dem des Wassers besitzen, aus einer oder mehreren Anreicherungsabschnitten zwischen Kopf und Sumpf dieser Destillationszonen seitlich abgezogen werden; daß dann in einer zweiten Destillationszone das Destillat der ersten Destillationszone einer Extraktivdestillation mit Wasser als Extraktionsmittel unterzogen wird, wobei die Nebenprodukte des Verfahrens, deren Siedepunkte unter dem des Acetons liegen, als Destillat abgetrennt werden, während der Sumpfablauf dieser Destillationszone einer dritten Destillationszone zugeleitet wird, in der reines Aceton als Destillat gewonnen wird, während gleichzeitig in einer vierten Destillationszone die Seitenabzüge aus der ersten Destillationszone zur Rückgewinnung von mitgeführtem Aceton rektifiziert werden.The invention relates to a process for the purification of acetone by distillation, prepared by direct oxidation of propylene with oxygen or oxygen-containing gases in the presence of aqueous media Catalyst solutions, the compounds of a noble detail of the 8th subgroup of the periodic system as well as halides of a heavy metal occurring in at least two valence levels, in a system of several distillation zones, which is characterized in that in a system of 4 The sump is completely freed from acetone in a first distillation zone and the distillation zones By-products of the process, which by themselves or in azeoiropes have a boiling point between that of the Acetone and that of water have one or more enrichment sections between the head and the bottom of these distillation zones are withdrawn from the side; that then in a second distillation zone that The distillate of the first distillation zone is subjected to an extractive distillation with water as the extractant the by-products of the process, the boiling points of which are below that of acetone, as distillate are separated, while the bottom discharge of this distillation zone is fed to a third distillation zone is obtained in the pure acetone as a distillate, while at the same time in a fourth distillation zone rectified the side draws from the first distillation zone to recover the acetone carried along will.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß man den Teil des Destillats der zur Rektifikation der Seitenabzüge aus der ersten Destillationszone dienenden Destillationszone, der nicht als Rücklauf benutzt wird, dem zu reinigenden Rohaceton wieder zumischt oder andererseits mit dem Destillat der ersten Destillationszone vereinigt und der zweiten Destillationszone zuführt.An advantageous embodiment of the process according to the invention consists in that the part of the Distillate from the distillation zone used to rectify the side draws from the first distillation zone, which is not used as reflux, admixes with the crude acetone to be cleaned or on the other hand combined with the distillate of the first distillation zone and fed to the second distillation zone.

In einer weiteren vorteilhaften AusführungsformIn a further advantageous embodiment

kann anstelle der zur Aufarbeitung der Seitenabzüge dienenden Destillationszone eine Apparatur zur Flüssig-Flüssig-Extraktion und Phasentrennung eingesetzt werden, in der das in den Seitenabzügen der ersten Destillationszone mitgeführte Aceton durch Zumischen von Wasser in einer spezifisch leichteren Phase gesammelt wird, die aus dem Phasentrenngefäß gesondert abgezogen und dem zu rektifizierenden Rohaceton beigemischt wird, während die spezifisch schwerere Phase der Verfahrensnebenprodukte ausgeschleust wird.Instead of the distillation zone used to work up the side draws, an apparatus for liquid-liquid extraction can be used and phase separation are used, in which in the side prints of the first Acetone carried along in the distillation zone by adding water in a specific lighter phase is collected, which is drawn off separately from the phase separation vessel and the one to be rectified Crude acetone is added while the specifically heavier phase of the process by-products is discharged will.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung enthält der Sumpfablauf der dritten Destillationszone noch Anteile von Aceton, welcher dem zu reinigenden Rohaceton wieder zugemischt wird Falls der Sumpf jedoch acetonfrei anfällt, wird er als Abwasser abgeführtAccording to a further advantageous embodiment of the method according to the invention contains the Bottom outlet of the third distillation zone still contains proportions of acetone, which is the crude acetone to be purified mixed in again. However, if the sump is obtained free of acetone, it is discharged as waste water

Für das Verfahren der Erfindung verwendet man vorteilhaft eine Destillationsanlage, wie sie in der Abbildung gezeigt ist Sie besteht außer den vier Kolonnen aus dem Rohacetontank, den zugehörigen Kühlern, Abscheidern und Zwangsumlaufsystemen. Die Pumpen, Armaturen und Meßgeräte sind in der Abbildung nicht eingezeichnetFor the process of the invention, a distillation plant is advantageously used as in the The figure is shown. It consists of the raw acetone tank, the associated one, in addition to the four columns Coolers, separators and forced circulation systems. The pumps, fittings and measuring devices are in the Figure not drawn

Die Destillation des Rohacetons nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bevorzugt bei Atmosphärendruck vorgenommen. Um Luftdruckschwankungen auszugleichen, ist eine Überlagerung der Kolonnen mit Stickstoff unter z.B. 20 bis 100cm Wassersäule Überdruck vorteilhaft, wobei gleichzeitig der Einfluß der Luftfeuchtigkeit auf die Produkte ausgeschaltet wird. Prinzipiell ist es aber auch möglich, bei höheren Drücken zu arbeiten, wenn die Kolonnen für diese Betriebsart geeignet sind.The distillation of the crude acetone by the process according to the invention is preferred at atmospheric pressure performed. To compensate for fluctuations in air pressure, the columns should be overlaid with nitrogen below e.g. 20 to 100 cm Water column overpressure advantageous, while at the same time the influence of air humidity on the products is turned off. In principle, however, it is also possible to work at higher pressures when the columns are suitable for this operating mode.

Für das erfindungsgemäße Verfahren können Destillationskolonnen beliebiger Bauart verwendet werden. Sowohl Füllkörperkolonnen wie Bödenkolonnen verschiedener Typen (Siebboden, Glockenboden, Ventilboden), ebenso kombinierte Kolonnen können eingesetzt werden.Any type of distillation column can be used for the process according to the invention. Both packed columns and tray columns of various types (sieve tray, bubble cap tray, valve tray), Combined columns can also be used.

Gemäß der Abbildung wird das Rohaceton von der Katalysatorlösung abgetrennt und über Leitung 20 in Behälter 1 aufgefangen. Von 1 wird es über Leitung 21 einer Kolonne 2 zugeführt. In dieser Kolonne 2 wird das Aceton, zusammen mit den Leichtsiedern, aus dem Rohaceton praktisch vollständig abgetrieben, so daß der Sumpfablauf der Kolonne 2, das Verfahrensabwasser, acetonfrei anfällt Kurz oberhalb des Zulaufes des E>estilliergutes zu Kolonne 2 sind einer oder mehrere Abzugsstutzen angebracht, an denen über Leitung 23 die Hochsieder, ein Gemisch verschiedener Chlorcarbonylverbindungen, Methyläthylketon und weiterer Nebenprodukte abgezogen werden können. Das Oberteil der Kolonne 2, der Verstärkungsteil, ist verhältnismäßig kurz und so ausgelegt, daß am Kopf der Kolonne ein Aceton-Wassergemisch von etwa 80 Mol-% Acetongehalt überdestilliert In dem Destillat sind auch alle Leichtsieder (sowohl die bei der Reaktion gebildeten, wie die bei der Destillation im Unterteil der Kolonne 2 neu entstandenen) enthalten. Die Kolonne 2 ist mit einem Rücklaufsystem 6 für das Destillat ausgerüstet; der Rücklauf wird so bemessen, daß die Kopftemperatur der Kolonne zwischen etwa 60° und 70⁰C (bei Atmosphärendruck) gehalten wird. Dadurch wird verhindert daß Verbindungen aus der Gruppe der Hochsieder in das Destillat gelangen. Der nicht als Rücklauf verwendete Teil des Destillats der Kolonne 2 wird über Leitung 22 in Kolonne 4 eingespeist in derAccording to the figure, the crude acetone is separated from the catalyst solution and collected in container 1 via line 20. From 1 it is fed to a column 2 via line 21. In this column 2, the acetone, together with the low boilers, is practically completely driven off from the crude acetone, so that the bottom effluent of column 2, the process waste water, is obtained without acetone on which the high boilers, a mixture of various chlorocarbonyl compounds, methyl ethyl ketone and other by-products can be withdrawn via line 23. The upper part of column 2, the rectifying section, is relatively short and designed so that an acetone-water mixture of about 80 mol% acetone content distills over at the top of the column contained in the distillation in the lower part of the column 2 newly formed). The column 2 is equipped with a reflux system 6 for the distillate; the return is such that the head temperature of the column between about 60 ° and 70 ⁰ C is maintained (at atmospheric pressure). This prevents compounds from the group of high boilers from getting into the distillate. The portion of the distillate from column 2 not used as reflux is fed into column 4 via line 22

unter den Bedingungen einer Extraktivdestillation mit Wasser als Extraktionsmittel (Leitung 30) die Niedrigsieder vom Aceton abgetrennt werden. Das Destillat der Kolonne 4 wird kondensiert und in einer Vorlage 8 gesammelt. Ein Tei! wird als Rücklauf zum Kopf der s Kolonne 4 zurückgeführt, der Rest als Produkt (Niedrigsieder) über Leitung 26 abgeführt. Falls noch nennenswerte Acetonmengen in diesem Produkt enthalten sind, kann selbstverständlich die Extraktivdestillation entsprechend der Arbeitsweise der Kolonne 4 to in einer weiteren Stufe, die in der Zeichnung nicht enthalten ist, wiederholt werden.under the conditions of an extractive distillation with Water as the extractant (line 30), the low boilers are separated from the acetone. The distillate the column 4 is condensed and collected in a receiver 8. A part! is returned to the head of the s Recirculated to column 4, the remainder discharged as product (low boiler) via line 26. If still If this product contains significant amounts of acetone, extractive distillation can of course be used according to the mode of operation of the 4 to column be repeated in a further stage, which is not included in the drawing.

Der Sumpfablauf der Kolonne 4 enthält jetzt nur noch Aceton und eine relativ geringe Menge Wasser. Er wird über Leitung 27 der Kolonne 5 zugeleitet. Diese Kolonne hat die Aufgabe, ein reines spezifikationsgerechtes Aceton als Destillat zu liefern. Sie besitzt deshalb einen großen Verstärkungsteil, und wird so betrieben, daß der Wassergehalt im Destillat der Spezifikation entspricht. Nach diesem Erfordernis richtet sich die Rücklaufmenge, die aus dem System 9, also Kondensator und Vorlage, zum Kopf der Kolonne 5 zurückgeführt wird. Das reine Aceton wird über Leitung 28 abgezogen. Der Sumpf der Kolonne braucht nicht scharf ausdestilliert zu werden; falls noch nennenswerte Acetonmengen darin enthalten sind, wird der Sumpfablauf von S über Leitung 29 in den Behälter 1 zurückgeführt. Falls die Kolonne 5 entsprechend ausgelegt und betrieben wird, kann auch ein praktisch acetonfreier Sumpfablauf anfallen, der über Leitung 30 in das Abwassernetz abgeführt wird.The bottom outflow of column 4 now only contains Acetone and a relatively small amount of water. It is fed to column 5 via line 27. This The task of the column is to deliver a pure, specification-compliant acetone as a distillate. she owns therefore a large reinforcement part, and is operated so that the water content in the distillate of Specification. According to this requirement, the return volume, which is from the system 9, that is, condenser and receiver, is returned to the top of column 5. The pure acetone is over Line 28 withdrawn. The bottom of the column does not need to be distilled out sharply; if still If it contains significant amounts of acetone, the bottom drainage from S via line 29 into container 1 returned. If the column 5 is designed and operated accordingly, a practical Acetone-free sump drainage incurred, which is discharged via line 30 into the sewage network.

An den seitlichen Abzugsstutzen der Kolonne 2 wird die Hochsiederfraktion abgezogen und über Leitung 23 in Kolonne 3 eingespeist, um mitgerissenes Aceton wiederzugewinnen. Das abdestillierte, wasserhaltige Aceton gelangt über Kondensator und Vorlage 7 teilweise als Rücklauf zum Kopf der Kolonne 3 zurück, der Rest kann entweder über Leitung 24 dem Rohaceton in Behälter 1 zugemischt oder auch über den Weg über Leitung 24,25 und 22 in Kolonne 4 eingespeist werden.The high boiler fraction is drawn off at the side draw-off nozzle of column 2 and via line 23 fed to column 3 to recover entrained acetone. The distilled, water-containing Acetone is partially returned as reflux to the top of column 3 via the condenser and receiver 7, the rest can either be added to the crude acetone in container 1 via line 24 or via the Path via lines 24, 25 and 22 are fed into column 4.

Der Sumpf der Kolonne 3 enthält die Hochsieder und Wasser; der Sumpfablauf wird im Kühler 10 gekühlt und im Abscheider 11 aufgefangen, wo sich die Hochsieder als spezifisch schwerere Phase absetzen, während die Wasserphase eine obere Schicht bildet; die beiden Phasen werden getrennt abgeführt.The bottom of column 3 contains the high boilers and water; the bottom drain is cooled in the cooler 10 and caught in the separator 11, where the high boilers settle as a specifically heavier phase, while the Water phase forms an upper layer; the two phases are discharged separately.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die Seitenabzüge über Leitung 23 aus Kolonne 2 direkt dem Kühler 10 und dem Abscheider 11 zuzuführen, evtl. unter Zumischung von Frischwasser, und auf diese Weise statt einer destillativen Abtrennung des mitgerissenen Acetons eine Extraktion durchzuführen. In diesem Fall muß die wäßrige Phase aus Abscheider 11 dem Rohaceton in Behälter 1 wieder zugemischt werden oder in Leitung 21 eingespeist werden, um das Aceton wiederzugewinnen. Diese Variante des Verfahrens ist in der Abbildung nicht berücksichtigtOf course, it is also possible to direct the side draws via line 23 from column 2 to the cooler 10 and the separator 11, possibly with the addition of fresh water, and in this way instead to perform an extraction by separating off the entrained acetone by distillation. In this case the aqueous phase from separator 11 must be mixed with the crude acetone in container 1 again or fed into line 21 to recover the acetone. This variant of the procedure is in not taken into account in the illustration

Das erfindungsgemäße Destillationssystem besitzt gegenüber den bekannten Verfahren zur destillativen Reinigung von Rohaceton, welches nach dem Direktoxidationsverfahren gewonnen wird, folgende wesentliche Vorteile: Das Verfahrensabwasser wird gleich in der ersten Kolonne des Systems abgetrennt; dadurch vermindert sich das Volumen des von Kolonne zu Kolonne zu transportierenden Destilliergutes beträchtlich, wodurch Investitionsmittel und Energieverbrauch entsprechend eingespart werdea Außerdem hat jede Kolonne des erfindungsgemäßen Systems nur eine wesentliche Aufgabe zu erfüllen, während alle anderen Arbeitsbedingungen frei gewählt werden können. Dadurch vereinfacht sich die Überwachung des Destillierprogramms wesentlich; die schwierige und aufwendige Betriebsweise der Hauptkolonne in den bekannten Verfahren, die vier Aufgaben gleichzeitig zu erfüllen hatte, ist jetzt nicht mehr notwendig. Ferner werden im erfindungsgemäßen Destillationssystem alle chlorierten Nebenprodukte bereits in der ersten Kolonne 2 abgetrennt, um in Kolonne 3, die im Nebenschluß zu dem Hauptstrom des Destilliergutes steht, aufgearbeitet zu werden. Dadurch kann eine Neubildung von Spuren von Niedrigsiedern, wie z. B. Acrolein, in den Kolonnen 4 oder 5 nicht mehr eintreten, womit auch die Notwendigkeit fortfällt, eine alkalische Wäsche des Acetons zur Eliminierung dieser Verunreinigungen vorzunehmen.The distillation system according to the invention has compared to the known processes for distillative Purification of crude acetone, which according to the direct oxidation process is obtained, the following significant advantages: The process wastewater is the same in the first column of the system separated; this reduces the volume of the column to Column to be transported to be distilled considerably, which means investment and energy consumption corresponding savings are made a In addition, each column of the system according to the invention has only one to perform essential tasks, while all other working conditions can be freely chosen. This considerably simplifies the monitoring of the distillation program; the difficult and expensive operation of the main column in the known process, the four tasks at the same time fulfill is no longer necessary. Furthermore, in the distillation system according to the invention, all chlorinated by-products already separated in the first column 2 to be in column 3, the im Shunt to the main stream of the distillation is to be worked up. This allows a Formation of traces of low boilers, such as B. acrolein, no longer enter columns 4 or 5, This also eliminates the need for an alkaline wash of the acetone to remove these impurities to undertake.

Im Destillationssystem nach den bekannten Verfahren gelangten die chlorierten Verbindungen bis in die sogenannte Hauptkolonne, die als letzte Kolonne der Reihe angeordnet war. Eine Hydrolyse dieser Chlorverbindungen setzte, je nach Arbeitsbedingungen, mehr oder weniger große Anteile an Chlorwasserstoff frei, welcher in Gegenwart von Wasser Salzsäure bildete. Daher war man gezwungen, alle Kolonnen bzw. ihre wesentlichen Teile aus hochwertigen, säurebeständigen Sonderwerkstoffen anzufertigen oder sie durch spezielle Maßnahmen vor Korrosion zu schützen. Dieses Korrosionsproblem wird durch die erfindungsgemäße Arbeitsweise vereinfacht: Nur in den Kolonnen 2 und 3 kann Salzsäure und eine dadurch bedingte Korrosion auftreten, während in 4 und 5 keine Korrosion dieser Art zu erwarten ist. Mithin können diese Kolonnen aus billigen Werkstoffen gefertigt werden. Endlich sind die Gewichte der Kolonnen des erfindungsgemäßen Verfahrens geringer, als die der bekannten Verfahren Dadurch sind die Kolonnenfundarnente und -Verankerungen weniger aufwendig; auch bei den Einrichtungen der Meß- und Regeltechnik ergeben sich Einsparungen.In the distillation system according to the known method, the chlorinated compounds got into the so-called main column, which was arranged as the last column in the series. A hydrolysis of these chlorine compounds released more or less large amounts of hydrogen chloride, depending on the working conditions, which formed hydrochloric acid in the presence of water. Therefore one was forced to all columns or their to manufacture essential parts from high-quality, acid-resistant special materials or use them with special Measures to protect against corrosion. This corrosion problem is caused by the invention Simplified working method: Hydrochloric acid and the resulting corrosion can only be found in columns 2 and 3 occur, while in 4 and 5 no corrosion of this type is to be expected. Hence, these columns can go out cheap materials are made. The weights of the columns in the process according to the invention are at last lower than that of the known methods. As a result, the column foundations and anchors are less expensive; There are also savings in the equipment for measuring and control technology.

Diese Vorteile, zusammen mit der einfachereren Betriebsweise gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, führen dazu, daß dieses Destillationssystem billiget und betriebssicherer angewandt werden kann, als das bisher bekannte.These advantages, together with the simpler mode of operation according to the method according to the invention, lead to the fact that this distillation system can be used cheaply and more reliably than that previously known.

Beispielexample

Für die destillative Reinigung von Rohaceton wurde eine Destillationsanlage gemäß der Abbildung benutzt Kolonne 2 besaß im Abtriebsteil (zwischen Produktzulauf und Blase) 3 Füllkörperschüttungen, im Verstärkungsteil (zwischen Produktzulauf und Kolonnenkopf 15 Glockenboden, von denen der erste und der dritte Boden oberhalb des Zulaufs zwecks Abführung dei Hochsieder seitlich angezapft waren. Kolonne 3 unc Kolonne 4 waren Füllkörperkolonnen. Kolonne 5 wai eine Glockenbodenkolonne mit 6 Glockenboden in Abtriebsteil und 42 Glockenboden im Verstärkungsteil Die Kolonnen 2 und 3 wurden durch Direktdamp beheizt, während die Kolonnen 4 und 5 mit Verdampf ei ausgestattet waren. Alle Kolonnen waren mit Rücklauf systemen versehen.For the purification of crude acetone by distillation, a distillation plant as shown in the figure was used Column 2 had 3 random packings in the stripping section (between product feed and bubble), in the rectifying section (15 bubble-cap trays between the product inlet and the top of the column, of which the first and the third Bottom above the inlet for the purpose of discharging the high boilers were tapped laterally. Column 3 unc Column 4 were packed columns. Column 5 was a bubble cap column with 6 bubble trays in Stripping section and 42 bubble-cap trays in the rectifying section. Columns 2 and 3 were direct steam heated, while columns 4 and 5 with evaporation egg were equipped. All columns were with reflux systems.

In die Kolonne 2 wurden stündlich 260 kg ein« Rohacetons aus dem Direktoxidationsverfahren mi einem Acetongehalt von 12,1 Gewichtsprozent einge speist Nach Erreichen von stationären Zustanden π260 kg per hour of crude acetone from the direct oxidation process were fed into column 2 an acetone content of 12.1 percent by weight fed in After reaching steady states π

allen Kolonnen ergibt die Acetonbilanz über 24 Stunden folgende Werte:all columns give the acetone balance over 24 hours the following values:

Einsatz:Mission:

Kolonne 2: 260 kg/h Rohaceton mit 12,1Column 2: 260 kg / h of crude acetone at 12.1

Gewichtsprozent
Aceton=31,46 kg/h Aceton (100 Gew.-%ig).Weight percent
Acetone = 31.46 kg / h acetone (100% strength by weight).

Abnahmen:Acceptance:

Destillat Kolonne 3: 0,725 kg/h mit 883 Gewichtsprozent
Aceton=0,64 kg/h AcetonDistillate column 3: 0.725 kg / h with 883 percent by weight
Acetone = 0.64 kg / h acetone

Destillat Kolonne 4: 2,87 kg/h mit 5,2 Gewichtsprozent
Aceton=0,15 kg/h AcetonDistillate column 4: 2.87 kg / h with 5.2 percent by weight
Acetone = 0.15 kg / h acetone

Destillat Kolonne 5: 30,27 kg/h mit 9934 Gewichtsprozent
Aceton=30,22 kg/h Aceton Sumpf Kolonne 5:Distillate column 5: 30.27 kg / h with 9934 percent by weight
Acetone = 30.22 kg / h acetone sump column 5:

Gesamtabnahme:Total acceptance:

Destillationsverluste:Distillation losses:

9,18 kg/h mit 1,6 Gewichtsprozent 9.18 kg / h with 1.6 weight percent

Aceton = 0,15 kg/h Aceton 31,16 kg/h Aceton=99% des Einsatzes
ca. 1 %.Acetone = 0.15 kg / h acetone 31.16 kg / h acetone = 99% of the input
approx. 1%.

Das gewonnene Reinaceton (Destillat der Kolonne 5) hatte folgende Eigenschaften:The pure acetone obtained (distillate from column 5) had the following properties:

Dichte^⁰ = 0,790Density ^ ⁰ = 0.790

WassergehaltWater content

(Titration mit Karl-Fischer-Lösung) 0,16% Permanganat-Test (ASTM D 1363) > 5 Stunden Abdampfrückstand nicht wägbar.(Titration with Karl Fischer solution) 0.16% Permanganate test (ASTM D 1363)> 5 hours evaporation residue cannot be weighed.

Die Qualität dieses Acetons entsprach somit allen Anforderungen. Das Destillat der Kolonne 3 und der Sumpf der Kolonne 5 wurden dem Rohaceton im Behälter 1 wieder zugemischt.The quality of this acetone thus met all requirements. The distillate of column 3 and the The bottom of the column 5 were mixed in again with the crude acetone in container 1.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur destillativen Reinigung von Rohaceton, hergestellt durch direkte Oxydation von Propylen mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen in Gegenwart wäßriger Katalysatorlösungen, die Verbindungen eines Edelmetalls der 8. Nebengruppe des Periodischen Systems sowie Halogenide eines mindestens in zwei Wertigkeitsstufen vorkommenden Schwermetalls enthalten, in einem System von mehreren Destillationszonen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem System von vier Destillationszonen in einer ersten Destillationszone der Sumpf vollständig von Aceton befreit wird und die Nebenprodukte des Verfahrens, welche für sich oder in Azeotropen einen Siedepunkt zwischen dem des Acetons und dem des Wassers besitzen, aus einer oder mehreren Anreicherungsabschnitten zwischen Kopf und Sumpf dieser Destillationszone seitlich abgezogen werden, daß dann in einer zweiten Destillationszone das Destillat der ersten Destillationszone einer Extraktivdestillation mit Wasser als Extraktionsmittel unterzogen wird, wobei die Nebenprodukte des Verfahrens, deren Siedepunkte unter dem des Acetons liegen, als Destillat abgetrennt werden, während der Sumpfablauf dieser Destillationszone einer dritten Destillationszone zugeleitet wird, in der reines Aceton als Destillat gewonnen wird, während gleichzeitig in einer vierten Destillationszone die Seitenabzüge aus der ersten Destillationszone zur Rückgewinnung von mitgeführtem Aceton rektifiziert werden.1. Process for the purification of crude acetone by distillation, produced by direct oxidation of Propylene with oxygen or oxygen-containing gases in the presence of aqueous catalyst solutions, the compounds of a noble metal of the 8th subgroup of the Periodic Table and halides contain a heavy metal occurring in at least two valence levels in one system of several distillation zones, characterized in that in a system of four Distillation zones in a first distillation zone the bottom is completely freed from acetone and the by-products of the process, which by themselves or in azeotropes have a boiling point between the of acetone and that of water, from one or more enrichment sections between Top and bottom of this distillation zone are withdrawn laterally, that then in a second Distillation zone the distillate of the first distillation zone of an extractive distillation with water as Extractant is subjected to, the by-products of the process, their boiling points below that of the acetone are separated off as distillate, while the bottom drainage of this Distillation zone is fed to a third distillation zone in which pure acetone is used as the distillate is obtained while at the same time in a fourth distillation zone the side draws from the rectified in the first distillation zone to recover the acetone carried along. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, bestehend aus einem System von vier Destillationskolonnen, die mit Böden oder Füllkörpern oder Böden und Füllkörpern ausgestattet sind, wobei die erste Destillationskolonne (2) seitliche Abzüge besitzt, die mit der Kolonne (3) verbunden sind, während der Kopf der Destillationskolonne (2) mit dem Produkteinlauf der Destillationskolonne (4), welche oben einen Wasserzulauf (30) besitzt, verbunden ist und wobei der Sumpfablauf der Kolonne (4) mit dem Produkteinlauf der Destillationskolonne (5) verbunden ist.2. Apparatus for performing the method according to claim 1, consisting of a system of four distillation columns equipped with trays or random packings or floors and random packings are, wherein the first distillation column (2) has side draws that are connected to the column (3) are connected, while the top of the distillation column (2) with the product inlet of the distillation column (4), which has a water inlet (30) at the top, is connected and the sump drainage the column (4) is connected to the product inlet of the distillation column (5).