DE2139872C3 - Verfahren zur Gewinnung von hochgereinigtem Methanol - Google Patents

Verfahren zur Gewinnung von hochgereinigtem Methanol

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DE2139872C3
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/74Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation
    • C07C29/76Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment
    • C07C29/80Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment by distillation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C31/00Saturated compounds having hydroxy or O-metal groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C31/02Monohydroxylic acyclic alcohols
    • C07C31/04Methanol

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von hochgereinigtem Methanol aus rohem Methanol, das durch katalytische Synthese aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff hergestellt worden ist, mittels extraktiver Wasserdestillation in einer ersten Kolonne und anschließender Rektifizierung in einer zweiten Kolonne.
Rohes aus obiger Synthese erhaltenes Methanol enthält stets etwas Wasser und kleine Mengen organischer Nebenprodukte, wie Äthanol, höhere Alkohole, Äther, Ketone, Ester, Säuren und Aldehyde. Alle oder ein Teil dieser Verunreinigungen treten in dem rohen Methanol in Mei.gen auf, die unter anderem von dem Synthesedruck abhänger. Die Methanolsynthese geschieht im allgemeinen innerhalb von zwei Druckbereichen, nämlich 30 bis 150 bar und 200 bis 350 bar. Die Mengen an Nebenprodukten sind normalerweise bei dem tieferen Synthesedruck geringer.
Aus der US-PS 34 45 345 ist die Reinigung von rohem synthetischem Methanol durch Destillation bekannt. Diese Destillation erfolgt in zwei Stufen, nämlich einer Vordestillation, die oft als extraktive Wasserdestillatiori in einer ersten Kolonne durchgeführt wird, und einer Rektifizierung in einer zweiten Kolonne. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß die Arbeitweise nicht zufriedenstellte und nicht zu einem ausreichend gereinigtem Produkt führt, wenn man nur mit zwei Kolonnen arbeitete. Daher war man gezwungen, Methanol aus Abdampf rückzugewinnen bzw. eine weitere Reinigungsstufe anzuschließen. Einige Möglichkeiten, eine derartigt Methanolreinigung innerhalb von zwei Kolonnen zu modifizieren, beruhen im wesentlichen auf zwei Punkten.
1. die der Extraktionsmenge zugeführte Wassermenge, d. h. die Methanolkonzentration, am Austritt aus der Extraktionskolonne ist von Bedeutung und
2. die Stelle oder Höhe in der Kolonne, von wo die Verunreinigungen ausgetragen werden und deren eventuelle Nachbehandlung sind von Bedeutung. Diese Nachbehandlung kann in einer nochmaligen Destillation oder in einer Absorption erfolgen.
Bei dem Verfahren nach der GBPS it 91 310 wird rohes Methanol in den mittleren Teil der Extraktionskolonne eingeleitet und auf einige Böden unterhalb des Kopfes der Kolonne, z.B. 5 bis 10 Böden, wird eine bestimmte Wassermenge zugeführt. Das Überkopfpro dukt enthalt nun neben Wasserdampf niedrig siedende Verunreinigungen und eine geringe Menge an Methanol, die damit verloren geht. Am Boden der ersten Kolonne kann man teilweise gereinigtes wasserhaltiges Methanol (Konzentration 15 bis 60Gew.%) abziehen. Dieses vorgereinige wasserhaltige Methanol mit einem geringen Anteil an niedrig siedenden Verunreinigungen und einem größeren Anteil an höher siedenden Verunreinigungen gelangt nun in die Rektifizierkolonne.
ίο In diese wird dieses vorgereinigte Methanol in die mittlere Zone eingeleitet Aus der Rektifizierkolonne wird flüssiges, reines Methanol einige Böden unter der Kolonne ausgetragen, während ein Dampfstrom aus Methanol und flüchtigen Verunreinigungen die Kolonne über Kopf verläßt, in einen Kühler geführt wird und das Kondensat in den Kopf der zweiten Kolonne eingeleitet wird. Die Dampfphase aus dem Kühler wird ausgetragen. Das am Boden der zweiten Kolonne gezogene Wasser wird zum Teil wieder in die erste Kolonne rückgeführt. Die restlichen Verunreinigungen werden auf verschiedenen Zonen der zweiten Kolonne abgezogen und gegebenenfalls einer Nachbehandlung unterworfen.
Bei dem ähnlichen Verfahren nach der GB-PS
95 88 28 wird Wasser in die Extraktionskolonne aufgegeben, so daß in sehr verdünnten wäßrigen Methanollösungen stark flüchtige Verunreinigungen verdampfen und womit das Überkopfprodukt diese Verunreinigungen mit einer kleinen Menge an Metha nol enthält Bei diesem Verfahren werden ein oder mehrere Teilströme aus der zweiten Kolonne dem Speisestrom der ersten Kolonne zugefügt Aus der mittleren Zone dieser ersten Kolonne werden höhersiedende Alkohole abgezogen, mit Wasser verdünnt ein Teil der hochsiedenden Alkohole dekantiert und der Rest dieses Stromes dem Speisestrom für die erste Kolonne zugegeben.
Aufgabe der Erfindung ist ein wirtschaftliches Verfahren zur Gewinnung von hochgereinigtem Metha nol aus rohem Methanol, welches riurch sein Herstel lungsverfahren, nämlich die katalytische Synthese aus CO und Ha verschiedene sauerstoffiialtige Verbindungen als Verunreinigungen enthält mittels extraktiver Wiisserdestillation in einer ersten Kolonne und anschließender Rektifizierung in einer zweiten Kolonne. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man einen aus Methanol, Wasser und restlichen Verunreinigungen bestehenden Seitenstrom von der mittleren Zone der zweiten Kolonne in die erste Kolonne an einer Stelle,
v\ die mindestens eine/i Boden über der Einleitungsstelle des rohen Methanol liegt, zurückleitet und das ExI raktionswasser an einer noch höheren Stelle in die erste Kolonne einleitet. Bevorzugt geschieht dies auf dem obersten Boden der ersten Kolonne.
w Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet eine besonders gute Wärmenutzung, da die latente Wärme des die erste Kolonne verlassenden Dampfes genutzt wird. Man benötigt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch keine dritte Kolonne oder Anlagen zur
bo Nachbehandlung des gereinigten Methanols. Die Methanolverluste sind bemerkenswert gering.
Zur Durchführung des effindüngsgefnäßen Veffäh rens werden übliche Destillationskolonnen angewandt, insbesondere Bodenkolonnen, die z. B. mit Glockenbö-
h·, den, Ventilboden oder Siebboden ausgestattet sind.
Das wesentliche Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß man einen Seitenstrom der zweiten Kolonne in die erste Kolonne rückleitet. Dieser
Seitenstrom besteht aus Methanol, Wasser und Nebenprodukten, insbesondere Äthanol und höheren Alkoholen. Sie besitzen eine geringe Flüchtigkeit in konzentriertem Methanol, jedoch eine hohe Flüchtigkeit in sehr verdünntem wäßrigem Methanol. Die Einführung des Seitenstromes aus der zweiten Kolonne in die erste Kolonne erfolgt über der Einspeisung des rohen Methanols. Darüber wird dann noch Extraktionswasser eingeleitet Dieses Extraktionswasser dient zur Verfünnung des Methanols, in dem Kolonnenbereich und damit zur Erhöhung der Flüchtigkeit der Nebenprodukte. Dadurch wird ermöglicht, daß die Nebenprodukte mit dem Oberkopfstrom aus der ersten Kolonne abgezogen werden können.
Das Extraktionswasser kann einige Böden unter dem Kolonnenkopf aufgegeben werden. Bevorzugt wird es jedoch auf den obersten Boden geleitet, so daß darüber keine Möglichkeit einer neuerlichen Aufkonzentrierung des Methanols vorhanden ist und damit auch die Methanolverluste gegen Oberkopfprodukte gering gehalten werden können.
Die Wärme des Dampfes in dem Oberkopfprodukt kann auf verschiedene Weise genutzt werden, τ. Β. kann damit ein Teil der für die zweite Kolonne erforderlichen Wärmeenergie zur Verfügung gestellt werden. Dies geschieht z. B. in der Weise, daß in einem Wärmeaustauscher oder Kessel aus der zweiten Kolonne der Dampf des Überkopfproduktes kondensiert wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, d.h. bei Aufgabe des Extraktionswassers am obersten Boden der ersten Kolonne, enthält das in dem Wärmeaustauscher erhaltene Kondensat praktisch kein Methanol und kann damit verworfen werden. Enthält das Kondensat jedoch beträchtliche Methanolanteile, so kann ein Teil in die erste Kolonne riickgeführt werden.
Den Boden der ersten Kolonne verläßt verdünntes Methanol und wird in den Mittelteil der zweiten Kolonne zur Aufkonzentrierung geleitet Die Konzentrierung der restlichen Nebenprodukte, insbesondere Äthanol und höhere Alkohole, erfolgt in dieser Kolonne auf einer Höhe in unmittelbarer Nähe des Eintritts des verdünnten Methanols. Der in die erste Kolonne rückzuleitende Strom wird in einer solchen Höhe der zweiten Kolonne abgezogen, wo die Konzentration an Nebenprodukten am höchsten ist. Gegebenenfalls kann man von zwei Niveaus ableiten. Wie bei dem bekannten Verfahren wird reines Methanol aus dem oberen Teil der zweiten Kolonne ausgetragen, während die restlichen Nebenprodukte, die in konzentriertem Methanol flüchtig sind, we üblich vom Kolonnenkopf abgenommen werden können.
Das Bodenprodukt aus der zweiten Kolonne ist praktisch reines Wasser, welches normalerweise zur extraktiven Destillation in der ersten Kolonne angewandt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für Atmosphärendruck und leichten Oberdruck wie 2 bar oder darüber.
Das rohe Methanol wird im allgemeinen mit einem solchen Druck in die Reinigungsanlage eingespeist, daß reines Methanol bei Atmosphärendruck oder geringfügig erhöhtem Druck austritt und in einen Vorratsbehälter geleitet werden kann, welcher höher als dit Ableitung aus der Kolonne liegt Entsprechend dem Anfangsdruck sollte das rohe Methanol vorgewärmt werden; der Anfangsdruck ergibt sich nach allgemeinen Gesichtspunkten aus dem gewünschten Enddruck und den Druckverlusten innerhalb der Reinigungsvorrichtung.
Das Verfahren der Erfindung wird durch folgendes Beispiel näher erläutert wobei das rohe Methanol aus einer Niederdrucksynthese in Gegenwart eines Katalysators gewonnen worden ist
Beispiel
In der Zeichnung ist das Fließschema des erfindungsgemäßen Verfahrens nach diesen Beispiel angedeutet Rohmethanol aus 585 kmol/h CH3OH, 350kmol/h H2O und Nebenprodukte wird erwärmt und über die Leitung 1 bei 9 auf den 20. Boden der Kolonne 15 eingeleitet Die Extraktionskolonne enthält 55 Böden. Durch die Wasserextraktionsdestillation \.rhält man ein dampfförmiges Überkopfprodukt welches die Kolonne 15 über die Leitung 2 verläßt und aus 215 kmol/h H2O und Nebenprodukten besteht sowie ein flüssiges Bodenp.-odukt, welches die Kolonne 15 über die Leitung 3 verläßt und aus 635 kmol/h CH3OH und 1860 kmol/h H2O besteht. Das Überkopfprodukt wird über die
jo Leitung 2 in den Wärmeaustauscher 4 geführt wo die Dämpfe kondensieren und die Gase abgezogen werden. Das Bodenprodukt gelangt über die Leitung 3 bei 10 auf den 20. Boden der Rektifizierkolonne 16, wo eine Aufteilung in vier Ströme erfolgt nämlich: der erste
j5 Teilstrom wird vom Boden der Kolonne über die Leitung 5 abgezogen, der zweite Teilstrom wird über die Leitung 6 ausgetragen und in die erste Kolonne rückgeführt, der dritte Teilstrom wird am Kopf der zweiten Kolonne über die Leitung 7 und schließlich der
4(i vierte Teilstrom im oberen Bereich der zweiten Kolonne ausgetragen. Die Rektifizierkolonne hat 75 Böden. Die Hauptmenge des ersten Teilstroms, nämlich 1710 kmol/h H2O, gelangt über die Leitung 5 auf den obersten, 55. Boden der Kolonne 15 zur neuerlichen
•4r> Extraktion des Rohmethanols. Ein kleiner Arneil dieses Teilstroms, nämlich 135 kmol/h H2O, wird verworfen. Der zweite Teilstrom aus 50 kmol/h CH3OH, 15 kmol/h H2O und Nebenprodukten wird über die Leitung 6 auf den 45. Boden der Kolonne 15 bei 12 rückgeleitet. Das
v\ Überkopfprodukt der zweiten Kolonne gelangt über die Leitung 7 in einen Kondensator 17, aus dem die Gasphase über Leitung 18 abgeblasen und das Kondensat über die Leitung 19 dem obersten 75. Boden der Kolonne 16 zugeführt wird. Vom 70. Boden der
γ, Kolo.irit 16 wird bei 13 über die Leitung 8 gereinigtes Methanol, enthaltend 10 ppm Äthanol und im wesentlichen keine anderen Nebenprodukte oder Verunreinigungen mit Ausnahme einer kleinen Menge Wasser, ausgetragen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

  1. Patentansprüche;
    1, Verfahren zur Gewinnung von hochgereinigtem Methanol aus rohem Methanol, das durch katalytische Synthese aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff hergestellt worden ist, mittels extraktiver Wasserdestillation in einer ersten Kolonne und anschließender Rektifizierung in einer zweiten Kolonne, dadurch gekennzeichnet, daß man einen aus Methanol, Wasser und restlichen Verunreinigungen bestehenden Seitenstrom von der mittleren Zone der zweiten Kolonne in die erste Kolonne an einer Stelle, die mindestens einen Boden über der Einleitungsstelle des rohen Methanols liegt, zurückleitet und das Extraktionswasser an einer noch höheren Stelle in die erste Kolonne einleitet
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Extraktionswasser auf den obersten Boden in die erste Kolonne leitet.
DE2139872A 1970-08-10 1971-08-09 Verfahren zur Gewinnung von hochgereinigtem Methanol Expired DE2139872C3 (de)

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DE2139872A1 DE2139872A1 (de) 1972-02-17
DE2139872B2 DE2139872B2 (de) 1980-02-21
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NL190870C (nl) * 1979-10-16 1994-10-03 Sumitomo Chemical Co Werkwijze voor het zuiveren van ruwe beta-fenethylalcohol.
DE4222783C1 (de) * 1992-07-10 1993-12-02 Qvf Glastech Gmbh Verfahren zur Rückgewinnung von hochsiedenden Komponenten aus Abwasser

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DE2139872B2 (de) 1980-02-21

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