DE19634614A1 - Verfahren zur destillativen Abtrennung von Rein-(Meth)acrylsäure aus Gemischen, die im wesentlichen frei sind von Komponenten, deren Siedepunkt niedriger als der der (Meth)acrylsäure ist - Google Patents
Verfahren zur destillativen Abtrennung von Rein-(Meth)acrylsäure aus Gemischen, die im wesentlichen frei sind von Komponenten, deren Siedepunkt niedriger als der der (Meth)acrylsäure istInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur destillativen Abtrennung
von Rein-(Meth)acrylsäure aus Gemischen, die (Meth)acrylsäure sowie Di- und
Oligomere der (Meth)acrylsäure enthalten und im wesentlichen frei sind
von Aldehyden und anderen Komponenten, deren Siedepunkt niedriger als
der der (Meth)acrylsäure ist.
(Meth)acrylsäure wird als verkürzte Schreibweise verwendet und steht für
Acrylsäure oder Methacrylsäure. (Meth)acrylsäure, entweder für sich oder in
Form ihrer Ester, ist insbesondere zur Herstellung von Polymerisaten für die
verschiedensten Anwendungsgebiete, z. B. Verwendung als Klebstoff, von
Bedeutung und weist insbesondere im flüssigen Aggregatzustand eine hohe
Polymerisationsneigung auf. Sichere Lagerung von im wesentlichen reiner
flüssiger (Meth)acrylsäure ist selbst bei tiefen Temperaturen nur unter Zusatz
von Polymerisationsinhibitor möglich.
Unter anderem ist (Meth)acrylsäure durch katalytische Gasphasenoxidation
von Alkanen, Alkanolen, Alkenen oder Alkenalen erhältlich, die 3 bzw. 4
C-Atome enthalten. Besonders vorteilhaft ist (Meth)acrylsäure z. B. durch
katalytische Gasphasenoxidation von Propen, Acrolein, tert.-Butanol, iso-Buten,
iso-Butan, iso-Butyraldehyd oder Methacrolein erhältlich.
Als Ausgangsverbindungen sind aber auch solche denkbar, aus welchen sich
die eigentliche C₃-/C₄-Ausgangsverbindung während der Gasphasenoxidation
erst intermediär bildet. Beispielhaft genannt sei der Methylether des
tert.-Butanols.
Dabei werden diese Ausgangsgase, in der Regel mit inerten Gasen wie
Stickstoff, CO₂, gesättigten Kohlenwasserstoffen und/oder Wasserdampf
verdünnt, im Gemisch mit Sauerstoff bei erhöhten Temperaturen (üblicher
weise 200 bis 400°C) sowie ggf. erhöhtem Druck über übergangsmetallische
(z. B. Mo, V, W und/oder Fe enthaltende) Mischoxidkatalysatoren geleitet
und oxidativ in die (Meth)acrylsäure umgewandelt (vgl. z. B. DE-A 44 05
059, EP-A 253 409, EP-A 92 097, DE-A 44 31 949).
Aufgrund zahlreicher im Verlauf der katalytischen Gasphasenoxidation erfol
gender Parallel- und Folgereaktionen sowie aufgrund der mitzuverwendenden
inerten Verdünnungsgase wird bei der katalytischen Gasphasenoxidation
jedoch keine Rein-(Meth)acrylsäure, sondern ein Reaktionsgemisch erhalten,
das im wesentlichen (Meth)acrylsäure, die inerten Verdünnungsgase und
Nebenprodukte enthält, aus welchem die (Meth)acrylsäure abgetrennt werden
muß.
Üblicherweise erfolgt die Abtrennung der (Meth)acrylsäure aus dem Reak
tionsgemisch über extraktive und destillative Trennverfahren. In der Regel
wird dabei die gebildete (Meth)acrylsäure aus dem Reaktionsgemisch der
Gasphasenoxidation zunächst in ein geeignetes Absorptionsmittel aufgenom
men. Durch destillative Auftrennung des Absorbats wird dann üblicherweise
eine Roh-(Meth)acrylsäure erhalten, aus der mittels Durchlaufen weiterer
destillativer Trennstufen häufig eine Rein-(Meth)acrylsäure erzeugt wird (vgl.
z. B. DE-A 44 36 243, DE-PS 21 36 396, DE-A 43 08 087, EP-A 297
445, EP-A 117 146, EP-B 102 642, GB-PS 1 346 737 und die DE-PS 2
207 184).
In all diesen rektifikativen Trennverfahren tritt, unabhängig davon, ob die
(Meth)acrylsäureabtrennung über Kopf oder über Sumpf erfolgt, daß sich
während der rektifikativen Abtrennung, auch bei Mitverwendung von Poly
merisationsinhibitoren eine Belagsbildung innerhalb der Rektifikationsvor
richtungen nach relativ kurzer Zeit auf, weshalb die üblicherweise kontinu
ierlich durchgeführte Rektifikation von Zeit zu Zeit zum Zweck der Entfer
nung der Belagsbildung unterbrochen werden muß.
In jüngerer Zeit wurden umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, um das
Problem der Belagbildung bei der Destillation zur Abtrennung von
(Meth)acrylsäure aus den bei der (Meth)acrylsäureherstellung anfallenden
Reaktions- bzw. Produktgemischen zu verringern.
So beschreibt die DE 195 01 326.3 ein Verfahren der rektifikativen Ab
trennung von (Meth)acrylsäure aus einem (Meth)acrylsäure als Hauptbestand
teil und niedere Aldehyde als Nebenbestandteile enthaltenden Gemisch in
einer aus Abtriebsteil und Verstärkerteil bestehenden Rektifikationskolonne,
wobei man das die rektifikativ abzutrennende (Meth)acrylsäure umfassende
Einsatzgemisch der Rektifikationskolonne nicht unmittelbar zuführt, sondern
zunächst in ein brüdenseitig mit dem Verstärkerteil der Rektifikationskolonne
verbundenes beheiztes Verweilzeitgefäß leitet, in dem das Einsatzgemisch am
Sieden gehalten wird und anstelle des Einsatzgemisches als solch ein der
Rektifikationskolonne die Sumpfflüssigkeit des Verweilzeitgefäßes zuführt. Im
Rahmen dieses Verfahrens werden in der Regel flüssige Gemische verarbei
tet, die einen (Meth)acrylsäuregehalt von 5 bis 25 Gew.-% aufweisen, wie
sie in der Regel nach der Versetzung des aus der katalytischen Gasphasen
oxidation erhaltenen Reaktionsgemischs mit einem Absorptionsmittel und
anschließender Desorption als Ablauf der Desorptionskolonne erhalten wer
den. Neben (Meth)acrylsäure enthalten diese Gemische noch große Mengen
an Absorptionsmittel und niedere Aldehyde als Nebenkomponenten.
Ein jüngeres Verfahren zur kontinuierlichen destillativen Auftrennung von
flüssigen Gemischen, die als Hauptbestandteil (Meth)acrylsäure enthalten,
beschreibt die DE 195 39 295.7, wobei auch dort die Problematik der
Verringerung der Belagsbildung während der Rektifikation im Vordergrund
steht. Gemäß dieser Anmeldung wird die destillative Auftrennung eines
Gemischs, das in der Regel einen Gehalt an (Meth)acrylsäure von 95
Gew.-% (Roh-(Meth)acrylsäure) aufweist in einer Destillationsvorrichtung, die
eine Destillierblase, einen Kondensator und eine Verbindung zwischen
Destillierblase und Kondensator aufweist und der das aufzutrennende flüssige
Gemisch kontinuierlich zugeführt wird, durchgeführt, wobei im Rahmen
dieses Verfahrens ein Anteil der Destillierblasenflüssigkeit überhitzt entnom
men wird und unter Entspannung in die Destillationsvorrichtung zurückge
führt wird.
All den im Stand der Technik beschriebenen Verfahren ist gemeinsam, daß
das bei den Destillationen bzw. Rektifikationen verbleibende Sumpfprodukt,
das bis zu 99 Gew.-% (Meth)acrylsäure als Wertsubstanz enthält, nicht
ebenfalls destillativ aufgearbeitet wird. Bislang wurde das erhaltene Sumpf
produkt, das einen relativ hohen Anteil an (Meth)acrylsäure in Form von
Oligomeren enthält im Rahmen einer Koppelproduktion für die Butylacrylat-Herstellung
verwendet. Eine derartige Koppelproduktion ist jedoch nicht
immer möglich bzw. wirtschaftlich.
Demgemäß lag eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Ver
fahren bereitzustellen, das in der Lage ist, in möglichst einfacher Weise und
mit hoher Ausbeute die im Sumpfprodukt vorhandene (Meth)acrylsäure als
Rein-(Meth)acrylsäure zu isolieren. Ein weiteres mit Hilfe dieses Verfahrens
zu erreichendes Ziel bestand darin, neben möglichst viel Rein-(Meth)acrylsäure
gleichzeitig eine entsprechend geringe Menge an zu depo
nierendem bzw. zu verbrennendem Rückstand zu erhalten.
Im Rahmen der zu dieser Erfindung führenden Untersuchungen wurde
überraschenderweise gefunden, daß die oben dargestellte Aufgabe durch ein
einfaches Destillationsverfahren gelöst werden kann.
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur destillativen
Abtrennung von Rein-(Meth)acrylsäure aus Gemischen, die (Meth)acrylsäure
sowie Di- und Oligomere der (Meth)acrylsäure enthalten und im wesentlichen
frei sind von Aldehyden und niedriger als (Meth)acrylsäure siedenden
Komponenten, wie z. B. Wasser und Essigsäure, unter Verwendung einer
Destillationsvorrichtung, die einen Dünnschichtverdampfer, einen Kondensator
und eine eine Prallvorrichtung aufweisende Verbindung zwischen Dünn
schichtverdampfer und Kondensator aufweist.
Der im Rahmen der vorliegenden Anmeldung verwendete Begriff "Roh-(Meth)acrylsäure"
bezeichnet eine (Meth)acrylsäure, die im allgemeinen eine
Reiheit von 95 Gew.-%, häufig 97 Gew.-% aufweist, wobei sich die
Verunreinigungen insbesondere aus niederen Aldehyden (z. B. Formaldehyd,
Acetaldehyd, Acrolein, (Meth)acrolein, Propionaldehyd, n-Butylaldehyd,
Benzaldehyd, Furfural oder Crotonaldehyd), Wasser, niederen Alkancarbon
säuren (z. B. Essigsäure und Propionsäure) und Anhydrieden von Alkancar
bonsäuren (z. B. Maleinsäureanhydrid) rekrutieren.
Der im Rahmen der Anmeldung verwendete Begriff "Rein-(Meth)acrylsäure"
bezeichnet eine (Meth)acrylsäure, deren Reinheit bei 98 Gew.-%, häufig
bei 99 Gew.-% liegt.
Der im Rahmen der vorliegenden Anwendung verwendete Begriff "Rest-(Meth)acrylsäure"
bezeichnet die im bei der destillativen Herstellung von
Rein-(Meth)acrylsäure erhaltenen Sumpfprodukt verbliebene restliche
(Meth)acrylsäure.
Das hier zu behandelnde Gemisch weist in der Regel einen Gehalt an
(Meth)acrylsäure von maximal ungefähr 99 Gew.-% auf, wobei der Gehalt
in der Regel zwischen ungefähr 20 bis ungefähr 99, vorzugsweise ungefähr
70 bis ungefähr 95 Gew.-% beträgt.
Der Gehalt an Di- und Oligomeren der (Meth)acrylsäure beträgt in der
Regel maximal ungefähr 5000 ppm, vorzugsweise maximal ungefähr 1000
ppm, wobei der Gehalt an Di- und Oligomeren der (Meth)acrylsäure mit der
Lagerdauer und/oder der Lagertemperatur ansteigt.
Als weitere Komponenten enthält das Gemisch Prozeßstabilisatoren, die die
Polymerisation von (Meth)acrylsäure inhibieren, wie z. B. Luft, Hydrochinon,
Hydrochinonmonomethylether, p-Nitrosophenol, p-Methoxyphenol oder Phe
nothiazin sowie Gemische aus zwei oder mehr davon, wobei Phenothiazin
bevorzugt eingesetzt wird, in einer Menge von ungefähr 50 bis ungefähr
1000 ppm.
Normalerweise beträgt die Menge des Prozeßstabilisators (Polymerisations
inhibitors), bezogen auf die (Meth)acrylsäure (Gewicht) ungefähr 200 bis
ungefähr 800 ppm.
Aufgrund der die Polymerisation von (Meth)acrylsäure inhibierenden Wirkung
von Luftsauerstoff ist es vorteilhaft, die erfindungsgemäß verwendete Destil
lationsvorrichtung luftdurchströmt zu betreiben.
Ferner sind im Gemisch noch Aldehyd-Aminoguanidin-Adukte bzw. Aldehyd
hydrazin-Adukte in einer Menge von bis zu ungefähr 2000 ppm vorhanden,
die vom zu Beginn der Aufarbeitung des bei der Gasphasenoxidation erhalte
nen Reaktionsgemischs zugegebenen Aminoguanidinhydrocarbonat und/oder
Hydrazin(derivaten) herrühren.
Der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendete Ausdruck "im
wesentlichen frei von" bedeutet, daß der Gehalt der Aldehyde sowie der
"weiteren Komponenten", auf die in diesem Zusammenhang Bezug genom
men wird, insbesondere der Aldehyde und/oder Niedrigsieder, wie z. B.
Wasser und niedere Alkancarbonsäuren, bei jeweils maximal ungefähr 1000
ppm, vorzugsweise ungefähr 500 ppm und insbesondere ungefähr 300 ppm
liegt.
Besonders vorteilhaft wird das erfindungsgemäße Verfahren bei der Auf
arbeitung eines bei der destillativen Herstellung von Rein-(Meth)acrylsäure
erhaltenen Sumpfprodukts mit Rest-(Meth)acrylsäure eingesetzt.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es wesentlich, daß die
Destillationsvorrichtung als Dünnschichtverdampfer (Sambay- oder Luva-Verdampfer)
ausgelegt ist, wobei dieser selbstverständlich ein- oder mehr
stufig ausgeführt sein kann. Die Ausführung als Dünnschichtverdampfer ist
für die vorteilhafte Durchführung des Verfahrens insoweit wesentlich, als daß
mit anderen Verdampfern, wie z. B. Röhrenverdampfern, die hier aufzuarbei
tende meist relativ viskosen Gemische, die im allgemeinen eine Viskosität
von ungefähr 50 bis ungefähr 1000 mPas bei 50°C, nur schwer aufzuarbei
ten sind und bereits nach relativ kurzer Zeit Belagsbildung bzw. Verkrustung
der Apparatur zu beobachten ist. Als im Rahmen der vorliegenden Erfindung
verwendbare Dünnschichtverdampfer sind neben den oben erwähnten auch
Fallfilm-Verdampfer und Filmtruder zu nennen.
Weiterhin weist die erfindungsgemäß zu verwendende Vorrichtung eine eine
Prallvorrichtung aufweisende Verbindung zwischen dem Dünnschichtverdamp
fer und dem Kondensator auf. Abgesehen von der Prallvorrichtung, die das
Mitreißen von Flüssigkeitströpfchen, insbesondere vom Polymerisationsinhibi
tor, verhindert, ist die Verbindung im wesentlichen frei von weiteren Ein
bauten. Als Prallvorrichtung sind Demistoren, d. h. Drahtgestrick-Packungen
mit sehr großer innerer Oberfläche, die z. B. aus Cbromnickelstählen, Alumi
nium, Kupfer, Nickel, Polypropylen, Polytetrafluorethylen usw. gefertigt sein
können, sowie eine einfache Packung aus Raschigringen usw. verwendbar.
Um die Temperaturen während der Aufarbeitung möglichst gering zu halten,
erfolgt die erfindungsgemäße destillative Abtrennung der (Meth)acrylsäure
vorzugsweise bei reduziertem Druck. Dabei wird erfindungsgemäß zweckmä
ßigerweise bei einem Druck 5 × 10⁴ Pa, vorzugsweise bei ungefähr 0,1
bis ungefähr 5 × 10⁴ Pa, weiter bevorzugt bei ungefähr 0,1 bis ungefähr 3
× 10⁴ Pa und insbesondere bei ungefähr 7 × 10³ Pa gearbeitet. Die Tempe
raturen im Dünnschichtverdampfer betragen in der Regel ungefähr 40 bis
ungefähr 140°C, vorzugsweise ungefähr 40 bis ungefähr 100°C und ins
besondere ungefähr 70°C, während die entsprechende Wandtemperatur des
Dünnschichtverdampfers um ungefähr 30 bis 40°C höher liegt.
Vorzugsweise wird das oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zur
destillativen Abtrennung von Rein-(Meth)acrylsäure mit den üblichen Ver
fahren zur Gewinnung von Rein-(Meth)acrylsäure aus Reaktionsgemischen,
die bei der Herstellung von (Meth)acrylsäure erhalten werden, wie eingangs
bei der Diskussion des Standes der Technik erwähnt, gekoppelt.
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung weiterhin ein Verfahren zur
destillativen Gewinnung von Rein-(Meth)acrylsäure, das die folgenden Stufen
(a) und (b) umfaßt:
- (a) Abtrennung über extraktive und destillative Trennverfahren von Rein-(Meth)acrylsäure aus Reaktionsgemischen, die bei der Herstellung von (Meth)acrylsäure erhalten werden, und
- (b) Behandeln eines in Schritt (a) in einem destillativen Trennverfahren erhaltenen Sumpfprodukts enthaltend (Meth)acrylsäure mit einem Ver fahren zur destillativen Abtrennung von Rein-(Meth)acrylsäure aus Gemischen, wie oben definiert.
Sowohl in Schritt (a) als auch in Schritt (b) wird Rein-(Meth)acrylsäure
jeweils über Kopf, oder seitlich (Schritt (a)) und über Kopf (Schritt (b))
erhalten.
Dabei können die in Schritt (a) und (b) erhaltenen Produktströme aus Rein-(Meth)acrylsäure
vereinigt werden.
Im allgemeinen wird die als Produkt erhaltene Rein-(Meth)acrylsäure mit
einem Lagerstabilisator, wie z. B. Hydrochinonmonomethylether, versetzt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird Schritt (a) wie folgt durchgeführt:
Zunächst wird eine Roh-(Meth)acrylsäure nach einem Verfahren gemäß des
Standes der Technik erhalten, wie z. B. in der EP 95 118 901 beschrieben.
Die destillative Herstellung von Rein-(Meth)acrylsäure gemäß Schritt (a)
erfolgt dann durch eine einstufige Destillation, bei der Rein-(Meth)acrylsäure
über Kopf abgenommen wird, in einer Destillationsvorrichtung, die eine
Destilliereinrichtung, einen Kondensator und eine Verbindung zwischen
Destilliereinrichtung und Kondensator aufweist und der das aufzutrennende
flüssige, Roh-(Meth)acrylsäure enthaltende Gemisch kontinuierlich zugeführt
wird, wobei wenigstens ein Teil der zum Siedeverdampfen des flüssigen
Gemisches erforderlichen Energie der Destillationsvorrichtung dadurch zu
geführt wird, daß man dem bei einem Druck Px befindlichen flüssigen Inhalt
der Destilliereinrichtung kontinuierlich einen Anteil entnimmt, diesen bei
einem oberhalb von Px gelegenen Druck Py auf eine Temperatur Ty′ mit
der Maßgabe erhitzt, daß Ty′ oberhalb der zum Druck Px gehörigen Siede
temperatur Tx und unterhalb der zum Druck Py gehörigen Siedetemperatur
Ty des flüssigen Inhalts der Destilliereinrichtung liegt, und anschließend den
bezogen auf den Druck Px so überhitzten und entnommenen Anteil der
Flüssigkeit der Destilliereinrichtung in die Destillationsvorrichtung zurück
führt. Ein derartiges Verfahren ist in der DE 195 39 295.7 beschrieben.
Das bei diesem Verfahren als Sumpfprodukt zurückbleibende Gemisch kann
dann direkt in eine zweite Vorrichtung, z. B. über Pumpen, geführt werden
und entsprechend, wie vorstehend beschrieben, als Schritt (b) aufgearbeitet
werden. Eine schematische Darstellung dieses Verfahrens ist in Fig. 1
gezeigt.
Dabei wird die aus der Extraktion gewonnene Roh-(Meth)acrylsäure, die mit
Aminoguanidinhydrogencarbonat (AGHC) und/oder Hydrazin zum Abbau der
Aldehyde behandelt wurde und Polymerisationsinhibitoren und ein Netzmittel,
wie z. B. Dodecylbenzolsulfonsäure als Antifouling-Mittel enthält, über
Leitung (1) in eine Destillationsapparatur (2), die ggf. mit einem Demistor
(3) versehen ist, eingebracht und destilliert, wobei die Rein-(Meth)acrylsäure
über Kopf abgenommen wird und mittels der Leitung (4) in einem Kühl
kreislauf (5) kondensiert, über die Zuleitung (6) mit einem Stabilisator
versehen wird. Über die Leitung (7), die (wie dargestellt) mit einer Um
wälzpumpe (9′′′) versehen sein kann, wird das so erhaltene, stabilisierte
Reinprodukt in einen nicht dargestellten Behälter überführt.
Das bei der Destillation in der Vorrichtung (2) erhaltene Sumpfprodukt mit
Rest-(Meth)acrylsäure wird abgezogen und über eine Zuleitung (8), die ggf.
mit einer Umwälzpumpe (9) versehen sein kann, in den Dünnschichtver
dampfer (10) überführt, der mit einem Demistor (2′) versehen ist, und wird
dort einer Rückstandsdestillation unterzogen. Rein-(Meth)acrylsäure wird
wiederum über Kopf abgenommen und über die Zuleitung (11) einem
weiteren Kühlkreislauf (12) überführt und dort ebenfalls mit einem Stabilisa
tor über die Zuführleitung (13) versetzt. Das so erhaltene Reinprodukt wird
über die Leitung (14), die (wie dargestellt) mit einer Umwälzpumpe (9′′)
versehen sein kann, in einen hier nicht dargestellten Behälter überführt. Der
sich im Dünnschichtverdampfer befindliche Rückstand, der hochsiedende Ver
bindungen enthält, wird über die Abführleitung (15), die eine Austragspumpe
(9′) enthält, kontinuierlich aus dem Dünnschichtverdampfer entfernt und der
Verbrennung zugeführt. Die anfallende Rückstandsmenge beträgt, bezogen auf
den Einsatz von roher (Meth)acrylsäure ca. 1-2 Gew.-%.
Wie in Fig. 1 ebenfalls schematisch durch die gestrichelte Linie (16) darge
stellt, kann die bei der Rückstandsdestillation am Kopf abgenommene Rein-(Meth)acrylsäure
auch über eine Verbindung mit Kühlvorrichtung (16) mit
dem ebenfalls aus Rein-(Meth)acrylsäure bestehenden Produktstrom der
Destillation der Vorrichtung (2) vereinigt werden und beide Produktströme
gemeinsam kondensiert, mit einem Lagerstabilisator versehen und in einen
hier nicht dargestellten Behälter überführt werden.
Ferner können - wie ebenfalls dargestellt - an verschiedenen Stellen des
Verfahrens Umlaufverdampfer (17) vorhanden sein.
Dabei ist insgesamt zu beachten, daß das erfindungsgemäße Verfahren
bevorzugt kontinuierlich aber auch diskontinuierlich durchgeführt werden kann
und zwar entweder für sich alleine oder gekoppelt mit anderen Verfahrens
stufen innerhalb eines Verfahrens zur Herstellung von Rein-(Meth)acrylsäure
durch Gasphasenoxidation und anschließender Aufreinigung.
Ein bei der Herstellung durch katalytische Gasphasenoxidation von Acrolein
und anschließender extraktiver und destillativer Aufreinigung derselben
erhaltenes Sumpfprodukt, das die folgende Zusammensetzung aufwies:
92 Gew.-% Acrylsäure
4.000 ppm Phenothiazin (Prozeß-Polymerisationsinhibitor)
2 Gew.-% Di- und Oligomere der Acrylsäure
2 Gew.-% Additionsprodukte von AGHC und Aldehyden/Malein säureanhydrid
3 Gew.-% Dodecylbenzolsulfonsäure (Antifouling-Mittel)
300 ppm Propionsäure
300 ppm Essigsäure
100 ppm Wasser
4.000 ppm Phenothiazin (Prozeß-Polymerisationsinhibitor)
2 Gew.-% Di- und Oligomere der Acrylsäure
2 Gew.-% Additionsprodukte von AGHC und Aldehyden/Malein säureanhydrid
3 Gew.-% Dodecylbenzolsulfonsäure (Antifouling-Mittel)
300 ppm Propionsäure
300 ppm Essigsäure
100 ppm Wasser
wurde einer Destillationsvorrichtung mit Dünnschichtverdampfer und einer
Prallvorrichtung zugeführt.
Die genauen Daten der Destillationsvorrichtung und der Betriebsweise laute
ten:
- - Dünnschichtverdampfer vom Sambay-Typ mit einer Wandfläche von 10 m²
- - Demistor mit 700 mm Durchmesser und einer Länge von 1 m
- - Zuführung des aufzutrennenden Gemischs unmittelbar in den Dünn schichtverdampfer mit einer Zulauftemperatur von 30 bis 90°C in einer Menge von 0,5 m³/h;
- - Druck in der Vorrichtung: 7 × 10³ Pa (70 mbar);
- - Siedetemperatur am Kopf der Vorrichtung: ungefähr 70°C;
- - Kühlkreis 80 m³/h.
Im Kondensator fiel ein Kondensat an, das 99,7 Gew.-% Acrylsäure sowie
< 1.000 ppm Diacrylsäure, ca. 300 ppm Propionsäure, ca. 300 ppm
Essigsäure, < 10 ppm niedermolekulare Aldehyde und < 1 ppm Phenothia
zin enthielt und dem unmittelbar 200 ppm Hydrochinonmonomethylether als
Lagerstabilisator zugesetzt wurde.
Die Ausbeute an Acrylsäure, bezogen auf die eingesetzte Menge, lag bei
ungefähr 90%. Das bei dieser Destillation in einer Menge von ungefähr 10%,
bezogen auf die eingesetzte Gesamtmenge, anfallende Sumpfprodukt
bestand im wesentlichen aus Di- und Olygomeren der Acrylsäure, Prozeß
stabilisator, Antifouling-Mittel, den Additionsprodukten von AGHC und
Aldehyden/Maleinsäureanhydrid, sowie einer geringen Menge an Acrylsäure.
Claims (10)
1. Verfahren zur destillativen Abtrennung von Rein-(Meth)acrylsäure aus
Gemischen, die (Meth)acrylsäure sowie Di- und Oligomere der
(Meth)acrylsäure enthalten und im wesentlichen frei sind von Aldehyden
und niedriger als (Meth)acrylsäure siedenden Komponenten
unter Verwendung einer Destillationsvorrichtung, die
einen Dünnschichtverdampfer,
einen Kondensator und
eine eine Prallvorrichtung aufweisende Verbindung zwischen Dünn schichtverdampfer und Kondensator aufweist.
einen Dünnschichtverdampfer,
einen Kondensator und
eine eine Prallvorrichtung aufweisende Verbindung zwischen Dünn schichtverdampfer und Kondensator aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gemisch ein bei der destillati
ven Herstellung von Rein-(Meth)acrylsäure erhaltenes Sumpfprodukt mit
Rest-(Meth)acrylsäure ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Anteil der Rest-
(Meth)acrylsäure im Gemisch bis zu 99 Gew.-% beträgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ge
misch als Polymerisationsinhibitor Phenothiazin, Hydrochinon, Hydrochi
nonmonomethylether, p-Nitrosophenol, p-Methoxyphenol oder Gemische
aus zwei oder mehr davon enthält.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Druck
im Dünnschichtverdampfer 1 × 10³ bis 3 × 10⁴ Pa beträgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Tem
peratur am Kopf des Dünnschichtverdampfers während der Destillation
40 bis 140°C beträgt.
7. Verfahren zur destillativen Gewinnung von Rein-(Meth)acrylsäure,
umfassend die folgenden Stufen (a) und (b):
- (a) Abtrennung über extraktive und destillative Trennverfahren von Rein-(Meth)acrylsäure aus Reaktionsgemischen, die bei der Her stellung von (Meth)acrylsäure erhalten werden, und
- (b) Behandeln eines in Schritt (a) bei einem destillativen Trennver fahren erhaltenen Sumpfprodukts enthaltend Rest-(Meth)acrylsäure mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Abtrennung von Rein-(Meth)acrylsäure
gemäß Schritt (a) in einer Destillationsvorrichtung, die
eine Destilliereinrichtung, einen Kondensator und eine Verbindung
zwischen Destilliereinrichtung und Kondensator aufweist und der das
aufzutrennende flüssige Gemisch kontinuierlich zugeführt wird, durch
geführt wird, wobei mindestens ein Teil der zum Siedeverdampfen des
flüssigen Gemisches erforderlichen Energie der Destillationsvorrichtung
dadurch zugeführt wird, daß man dem bei einem Druck Px befindlichen
flüssigen Inhalt der Destilliereinrichtung kontinuierlich einen Anteil
entnimmt, diesen bei einem oberhalb von Px gelegenen Druck Py auf
eine Temperatur Ty′ mit der Maßgabe erhitzt, daß Ty oberhalb der
zum Druck Px gehörigen Siedetemperatur Tx und unterhalb der zum
Druck Py gehörigen Siedetemperatur Ty des flüssigen Inhalts der Destilliereinrichtung
liegt, und anschließend den, bezogen auf den Druck Px
überhitzten, entnommenen Anteil der Flüssigkeit der Destilliereinrichtung
in die Destillationsvorrichtung zurückführt.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei die in Schritt (a) und (b)
erhaltenen Produktströme aus Rein-(Meth)acrylsäure vereinigt werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die als
Produkt erhaltene Rein-(Meth)acrylsäure mit einem Lagerstabilisator
versetzt wird.
Priority Applications (13)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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