DE3038497A1 - Verfahren und vorrichtung zur trennung von ein azeotrop bildenden gemischen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur trennung von ein azeotrop bildenden gemischen

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Description

EC ERDÖLCHEMIE GMBH Köln-Worringen
BAYER AG Leverkusen
Ha/bc/c
1 Q. ία 60
Verfahren und Vorrichtung zur Trennung von ein Azeotrop bildenden Gemischen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Trennung von ein Azeotrop bildenden Gemischen durch Extraktivdestillation.
Es gibt eine große Anzahl von Stoffgemischen, die konstant siedende Azeotrope bilden und die sich daher durch einfache Destillation nicht in die reinen Komponenten trennen lassen= Zu diesen Gemischen zählen viele, die auch für die industrielle Anwendung von großer Bedeutung sind, wie Methylacetat/Methanol, Vinylacetat/Methanol, Aceton/Methanol, Ethanol/Wasser, Allylalkohol/Wasser und tert.-Butanol/Wasser. Das bekannteste dieser ein Azeotrop bildenden Gemische ist das System Ethanol/Wasser. Viele Anwendungen der Inhaltsstoffe solcher Gemische erfordern eine Abtrennung der Begleitstoffe, wobei die Forderung nach der zu erzielenden Reinheit häufig sehr streng ist. Am Beispiel des Ethanols ist seine wünschenswerte Zumischung zum Treibstoffbenzin - Ethanol hat eine Oktanzahl von
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120 und wirkt als Antiklopfmittel - davon abhängig, daß sein Restwassergehalt so niedrig ist, daß sich aus dem Ethanol-Benzin-Gemisch keine wasserhaltige separate Phase abscheidet.
Es ist bekannt, die unerwünschten Begleitstoffe aus einem Azeotrop durch chemische oder physikalische Bindung an einen Hilfsstoff abzutrennen. So kann absolutes (wasserfreies) Ethanol aus dem Ethanol-Wasser-Azeotrop durch Behandeln mit wasserentziehenden Mitteln gewonnen werden. Als solche wasserentziehenden Mittel sind beispielsweise gebrannter Kalk oder ein Gemisch von wasserfreiem Natrium- und Kaliumacetat (Ulimanns Enzyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 2, Seite 118, Verlag Chemie 1972), sowie elementares Natrium, Magnesium oder Calcium (Bull.Soc.Chim. France 1966, 2541) bekannt.
Weiterhin ist es bekannt, binäre Azeotrope unter Zusatz eines Schleppmittels destillativ zu trennen. Hierbei wird der unerwünschte Begleitstoff (das Wasser im Falle des binären Azeotrops Ethanol/Wasser) im allgemeinen als ternäres Azeotrop, das aus dem Schleppmittel, dem zu entfernenden unerwünschten Begleitstoff und einem kleinen Anteil der zu reinigenden Hauptkomponente besteht, entfernt. Für die Auftrennung des binären Azeotrops Ethanol/Wasser sind als Schleppmittel beispielsweise bekannt geworden: Benzol, Benzin-Benzol -Gemisch und Trichlorethylen (Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage,Band 2, Seite 117, Verlag Chemie 1972) sowie weiterhin Pentan,
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Diethylether, Tetrachlorkohlenstoff? Ethy!chlorid, Ethylacetat und Buty!alkohol (US 3 575 818}.
Weiterhin ist es bekannt, absolutes Ethanol aus wäßrigem Ethanol durch Extraktivdestillation, mit Ethylenglykol herzustellen (Advances in Chemistry Series Nr. 115 der American Chemical Society vom 24.11.1976).
Allen geschilderten Verfahren haften Nachteile an. So ist die Entwässerung mit x^asser ent ziehenden Mitteln nur chargenweise durchzuführen und das wasserentziehende Mittel ist entweder verloren (wie bei der Verwendung von metallischem Natrium- Calcium oder Magnesium) oder muß umständlich zum Wiedereinsatz vom Wasser befreit werden (wie das Gemisch von Kalium- und Natriumacetat) . Bei der Azeotropdestillation unter Zusatz eines Schleppmitteis findet sich dieses Schleppmittel in Spuren in der gewünschten reinen Hauptkomponente wieder. Diese Tatsache schließt beispielsweise die Verwendung von derart hergestelltem absolutem Ethanol im Nahrungsmittel» oder medizinischen Bereich aus, da die technisch benutzten Schleppmittel v wie beispielsweise Benzolrtoxisch sind. Weiterhin ist eine aufwendige Trennung erforderlich, da zunächst ein ternäres Azeotrop abdestilliert werden muß, um den unerwünschten Begleitstoff zu entfernen,, um dann erst das überschüssige Schleppmittel von der gewünschten Hauptkomponente trennen zu können.
Dadurch wird der Energiebedarf einer Trennung unter Verwendung von Schleppmitteln sehr hoch. Die Destillation unter Verwendung eines Schleppmittels ist ferner umso aufwendiger r je mehr vom ungewünsehten Begleitstoff in dem zu trennenden Gemisch vorhanden ist.
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Dies bedingt jedoch zunächst eine energetisch aufwendig betriebene Konzentrierungskolonne für das zu trennende binäre Gemisch vor dem Einsatz des Schleppmittels, wobei man bis dicht an den Azeotroppunkt herankommen muß. Laut üllmann (loc. cit.) ist ferner mit einem Verbrauch von 0,5 bis 0,7 kg Benzin-Benzol-Gemisch pro 100 1 entwässertes Ethanol zu rechnen. Die oben erwähnte Extraktivdestillation von wäßrigem Ethanol schließlich ist teuerer als die Azeotropdestillation unter Verwendung eines Schleppmittels, wie in den erwähnten Advances in Chemistry Series Nr. 115 durch Vergleich mit der Azeotropdestillation unter Verwendung von n-Pentan gezeigt wird.
Es wurde nun ein Verfahren zur Trennung von ein Azeotrop bildenden Gemischen durch Extraktivdestillation unter Verwendung einer Extraktivdestillationskolonne und einer Regenerationskolonne für das Extraktionsmittel gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man aus der Extraktivdestillationskolonne zwischen dem Sumpf und der Einspeisungsstelle für das zu trennende Gemisch zwei Seitenströme des in der Extraktivdestillationskolonne befindlichen Mediums entnimmt und in zwei getrennten Wärmeaustauschern den einen dieser Seitenströme mit dem Sumpfablauf der Extraktivdestillationskolonne in Wärmeaustausch und den anderen dieser Seitenströme mit dem Sumpfablauf der Regenerationskolonne in Wärmeaustausch treten läßt und die entnommenen Seitenströme nach dem Wärmeaustausch unterhalb ihrer Entnahmestelle wieder in die Extraktivdestillationskolonne zurückführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in einer Extraktivdestillationskolonne und einer Regenerationskolonne durchgeführt. Das zu trennende, ein Azeotrop bildende Gemisch wird hierbei in den unteren Teil der Extraktiv-
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destillationskolonne eingespeist, während das Extraktionsmittel im oberen Teil dieser Kolonne aufgegeben wird. Der von dem unerwünschten Begleitstoff befreite Stoff des zu trennenden Gemisches wird sodann dampfförmig am Kopf der Extraktivdestillationskolonne entnommen, während das mit dem Begleitstoff beladene Extraktionsmittel als Sumpfablauf der Extraktivdestillationskolonne entnommen wird und in die Regenerationskolonne eingeführt wird. In der Regenerationskolonne wird als Kopfprodukt der unerwünschte Begleitstoff abgezogen, während am Sumpf der Regenerationskolonne das gereinigte Extraktionsmittel· entnommen wird und wieder im oberen Teil der Extraktivdestillationskolonne eingespeist werden kann.
Als erfindungsgemäß zu trennende, ein Azeotrop bildende Gemische seien beispielsweise die oben erwähnten genannt. Die unerwünschten Begleitstoffe sind hierbei im allgemeinen die an zweiter Stelle genannten, beispielsweise das Methanol oder das Wasser. Bevorzugt unter diesen .
Gemischen sei das Gemisch Ethanol/Wasser genannt, wobei das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von absolutem Ethanol durchgeführt wird.
Dieses zu trennende Gemisch wird im allgemeinen einer Vorkonzentrierungskolonne entnommen. Diese Vorkonzentrierung kann so vorgenommen werden, daß das konstant siedende Azeotrop, welches von dem zu trennenden Gemisch gebildet wird, entnommen wird. Die Vorkonzentrierung kann jedoch auch so betrieben werden, daß der unerwünschte Begleitstoff in höherer Konzentration, als dem Azeotrop entspricht, vorhanden ist. Als solche
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höhere Konzentration sei beispielsweise 0,1 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 20, besonders bevorzugt 5 bis 10 Gew.-%, zusätzlich zu dem Anteil im Azeotrop genannt. Für das bevorzugt einzusetzende Gemisch Ethanol/Wasser kann der Vorkon2entrierungskolonne beispielsweise ein Rohethanol mit etwa 70 bis 96, bevorzugt etwa 75 bis 95, besonders bevorzugt etwa 8 5 bis 90 Gew.-% Ethanol entnommen werden. Diese letztere Variante, bei der der unerwünschte Begleitstoff in höherer Konzentration als im Azeotrop vorhanden ist, ist bevorzugt, da hierbei die Vorkonzentrierungskolonne energetisch besonders günstig betrieben werden kann.
Als Extraktionsmittel können beispielsweise eingesetzt werden: Ethylenglykol, Diethylenglykol, Ethylenglykolmethyl-' ether, N-Methylpyrrolidon, Dimethylacetamid, Dimethylformamid oder konzentrierte CaCl--Lösung.
Die Auswahl des Extraktionsmittels kann durch einfache Vorversuche jeweils optimal an das zu trennende Gemisch . angepaßt werden. Für das erfindungsgemäß bevorzugt zu trennende Gemisch Ethanol/Wasser sei beispielsweise als Extraktionsmittel bevorzugt Ethylenglykol, Diethylenglykol oder Ethylenglykolmethylethyl, besonder bevorzugt Ethylenglykol, genannt. Als Menge des Extraktionsmittel sei beispielhaft für das zu trennende Gemisch Ethanol/ · Wasser 100 bis 500, bevorzugt 150 - 350 Gew.-%, bezogen auf die Menge des eingespeisten zu trennenden Gemisches, bezeichnet.
Als Extraktivdestillationskolonne sei beispielsweise eine Kolonne mit 40 bis 200, bevorzugt 60 bis 150, besonders bevorzugt 80 bis 120 Böden, genannt. Sie
wird bei einem Druck von beispielsweise 0,5 bis 3 bar, EC 116
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bevorzugt bei Atmosphärendruck, betrieben. Das Rücklaufverhältnis wird auf einen Wert von 0,5 bis 2, definiert als Verhältnis von Rücklauf zu Entnahme (R/E) eingestellt.
Als Regenerationskolonne sei beispielsweise eine Kolonne mit 12 bis 50, bevorzugt 15 bis 30 Böden, genannt. Da das Extraktionsmittel einen höheren Siedepunkt als die Komponenten des zu trennenden, ein Azeotrop bildenden Gemisches hat, wird die Regenerationskolonne im allgemeinen bei einem Druck unterhalb des Atmosphärendruckes, betrieben, um die thermische Belastung des Extraktionsmittels gering zu halten. Beispielsweise sei ein Druck von 30 bis 900, bevorzugt 50 bis 600 mbar, genannt. Das Rücklaufverhältnis R/E wird in der Regenerationskolonne auf einen Wert von 0,1 bis 2,0, bevorzugt 0,5 bis 1,5, eingestellt. Die genannten Parameter für die Regenerationskolonne können im Rahmen der genannten Bereiche so eingestellt werden, daß das Extraktionsmittel bis auf einen zulässigen Restgehalt an nicht erwünschtem Begleitstoff aus dem zu trennenden Gemisch gereinigt wird. Der zulässige Restgehalt an dem nicht gewünschten Begleitstoff aus dem zu trennenden Gemisch ist gleichzeitig ein Maß für die Reinheit des in der Extraktivdestillationskolonne als Kopfprodukt erhältlichen gewünschten Stoffes aus dem eingespeisten Gemisch. Beispielhaft für den Restgehalt an nicht gewünschtem Begleitstoff in dem regenerierten Extraktionslösungsmittel sei ein Gehalt von 1 bis 1000 ppm, bevorzugt 2 bis 500 ppm, besonders bevorzugt 5 bis 200 ppm, genannt.
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Wenn sich an der Extraktivdestillationskolonne zwischen der Einspeisung des regenerierten Extraktionslösungsmittels und der Einspeisung des Rücklaufs 3 bis 8, bevorzugt 4 bis 6 Böden befinden, gelingt es, ein Kopfprodukt mit weniger als 1 ppm restliches Extraktionslösungsmittel zu gewinnen.
Erfindungsgemäß werden an der Extraktivdestillationskolonne unterhalb der Einspeisung des zu trennenden, ein Azeotrop bildenden Gemisches, zwei Seitenströme des in der Kolonne vorhandenen Mediums entnommen. Diese Entnahmesteilen liegen etwa 5 bis 25 Böden unter der Einspeisungsstelle für das zu trennende Gemisch, wobei für Kolonnen mit einer kleineren Gesamtbodenzahl der untere Teil und für Kolonnen mit einer größeren Gesamtbodenzahl der obere Teil des genannten Bereiches zutrifft. Für eine Kolonne mit einer Gesamtbodenzahl von beispielsweise 80 bis 120 liegen die Entnahmestellen etwa 10 bis 25 Böden unter der Einspeisungsstelle für das zu trennende Gemisch. Die beiden Entnahmestellen können auf der Höhe des selben Bodens angeordnet sein oder an verschiedenen Böden vorgenommen werden. Die Entnahme an verschiedenen Böden ist bevorzugt. Beispielsweise liegen die beiden Entnahmestellen 1 bis 10, bevorzugt 3 bis 8 Böden auseinander.
Die beiden entnommenen Seitenströme des in der Extraktivdestillationskolonne befindlichen Mediums werden in zwei getrennten Wärmeaustauschern mit dem Sumpfablauf der Extraktivdestillationskolonne bzw. dem Sumpfablauf der Regenerationskolonne zum Wärmeaustausch gebracht. Für den Fall, daß die beiden Entnahmestellen
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auf verschiedenen Böden angeordnet sind, kann für den Wärmeaustausch mit dem Sumpfablauf der Extraktivdestillationskolonne sowohl der weiter oben entnommene Seitenstrom als auch der weiter unten entnommene Seitenstrom herangezogen werden, wobei der jeweils andere Seitenstrom mit dem Sumpfablauf der Regenerationskolonne zum Wärmeaustausch gebracht wird. Bevorzugt ist es, den weiter oben entnommenen Seitenstrom mit dem Sumpfablauf der Regenerationskolonne zum Wär-TO meaustausch zu bringen und den weiter unten entnommenen Seitenstrom mit dem Sumpfablauf der Extraktivdestillationskolonne in Wärmeaustausch zu bringen.
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden die von der unerwünschten Komponente des Azeotrops befreiten Wertstoffe des eingespeisten Gemisches, beispielsweise das Ethanol aus einem Ethanol/Wasser-Gemisch, als hochreine, wasserklare Destillate mit weniger als 1 ppm Extraktionslösungsmittel erhalten. Dieses Wertstoff-Destillat enthält weniger als 1000 ppm der unerwünschten Komponente; beispielsweise enthält das Ethanol aus einem Ethanol/Wassergemisch bei Verwendung von Ethylenglykol als Extraktionslösungsmittel weniger als 500 ppm, bevorzugt weniger als 200 ppm Wasser.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch eine beträchtliche Energieeinsparung ausgezeichnet. So werden beispielsweise bei der Herstellung von absolutem Ethanol aus Ethanol/Wasser-Gemischen weniger als die Hälfte des Energieaufwandes gebraucht der für eine Extraktivdestillation nach den obengenannten Advances in Chemistry
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Series Nr. 115 erforderlich ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist bei vergleichbarem apparativem Aufwand energetisch so günstig wie das ebenfalls in den Advances in Chemistry Series Nr. 115 genannten Azeotropverfahren zur Trennung von Ethanol und Wasser mit Hilfe von n-Pentan als Schleppmittel, wenn man nur die in der Extraktivdestillat ionskolonne bzw. in der Azeotropdestillationskolonne erhaltenen reinen Stoffe betrachtet. Die Azeotropdestillation hat jedoch gegenüber der Extraktivdestillation einen gravierenden Nachteil: Die gewünschte reine Komponente, beispielsweise das Ethanol bei der Trennung von Ethanol/Wasser-Gemisch, erscheint bei der Azeotropdestillation als Sumpfprodukt, während es in der Extraktivdestillation als Kopfprodukt und damit als Destillat anfällt. Zum einwandfreien Vergleich der Azeotropdestillation mit der Extraktivdestillation muß demzufolge das bei der Azeotropdestillation anfallende Sumpfprodukt noch einmal destilliert werden, so daß das gewünschte Produkt ebenfalls als Kopfprodukt und damit als Destillat anfällt, und der hierfür benötigte energetische Aufwand im Vergleich berücksichtigt werden. Dieser Aufwand liegt beispielsweise bei Ethanol bei 200 kcal/kg absolutem Ethanol. Unter Berücksichtigung dieser Feindestillation ist das erfindungsgemäße Verfahren noch um etwa 25 bis 30 % im Energieaufwand günstiger als die Azeotropdestillation mit Hilfe eines Schleppmittels. Für das Beispiel der Trennung von Ethanol und Wasser sei dies anhand von aus der Literatur bekannten Zahlen und den im erfindungsgemäßen Verfahren ermittelten Zahlen vergleichend dargestellt:
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Energieverbrauch, zur Herstellung von absolutem Ethanol
Destillation Literatur kcal/kg Ethanol
Extraktiv (Ethylen- Adv. Chem. 1106 glykol) Series Nr. 115
Azeotrop (n-Pentan) " 429 (ohne
Ethanol-Destill.)
" " 629 (mit
Ethanol-Destill.)
Azeotrop (Benzol) Robinson, Gilliand, 816 (ohne
Elements for Prac- Ethanol-Destill.) tional Distillation
" 1016 (mit
Ethanol-Destill.)
Extraktiv (Ethylen- erfindungsgemäß 450-470 glykol)
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden Lösungsmittelverbräuche von 0,01 kg Extraktionslösungsmittel pro t aus der Extraktivdestillationskolonne entnommenem Destillat und weniger erzielt, beispielsweise weniger als 0,01 kg Ethylenglykol pro t absolutem Ethanol.
Es ist überraschend, daß an der Extraktivdestillationskolonne trotz der erfindungsgemäß durchzuführenden Entnahme von zwei Seitenströmen und der infolge ihrer Rückführung nach dem Wärmeaustausch auftretenden Temperatursprünge an der Kolonne ein stationäres Gleichgewicht und eine störungsfreie Durchführung der Destillation durchgeführt werden kann.
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pie Erflndung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Extraktivdestillation von ein Azeotrop bildenden Gemischen, bestehend aus einer Extraktivdestillationskolonne und einer Regenerationskolonne für das Extraktionsmittel, die gekennzeichnet ist durch zwei Entnahme stellen an der Extraktivdestillationskolonne zwischen dem Sumpf und der Einspeisungsstelle für das zu trennende Gemisch zur Entnahme von in der Extraktivdestillationskolonne befindlichem Medium, zwei Wärmeaustauschern, wobei der eine Wärmeaustauscher für den Wärmeaustausch zwischen dem an der einen Entnahmestelle entnommenen Medium der Extraktivdestillationskolonne und dem Sumpfablauf der Extraktivdestillationskolonne und der andere Wärmeaustauscher für den Wärmeaustausch zwischen dem an der anderen Entnahmestelle entnommenem Medium der Extraktivdestillationskolonne und dem Sumpfablauf der Regenerationskolonne geschaltet wird, und zwei Rückführungsstellen unterhalb der jeweiligen Entnahmestelle zur Rückführung des der Extraktivdestillationskolonne entnommenen Mediums nach dem Wärmeaustausch.
In Ergänzung zu der bereits oben gegebenen Beschreibung soll die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielhaft anhand der beigefügten Fig. 1 näher erläutert werden, wobei der Fall gezeigt wird, bei dem die beiden Entnahmestellen an verschiedenen Böden der Extraktivdestillationsko lonne angebracht sind und wobei das an der oberen Entnahmestelle entnommene Medium mit dem Sumpfablauf der Regenerationskolonne in Wärmeaustausch tritt und das an der unteren Entnahmestelle entnommene Medium mit
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dem Sumpfablauf der Extraktivdestillationskolonne in Wärmeaustausch tritt:
Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform besteht aus der Extraktivdestillationskolonne A und der Regenerierungskolonne B. Beide Kolonnen haben je eine Heizeinrichtung im Sumpfkreislauf C und D. Die am Kopf der Kolonnen entnommenen Brüden werden jeweils in einem Kühler E bzw. F kondensiert. Im erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher G wird der an der oberen Entnahmestelle entnommene Strom des Kolonnenmediums aus A mit dem Sumpfablauf aus B in Wärmeaustausch gebracht. Im erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher H wird der an der unteren Entnahmestelle entnommene Strom des Mediums aus A mit dem Sumpfablauf aus A in Wärmeaustausch gebracht. J ist ein zusätzlicher Wärmeaustauscher, in dem im Bedarfsfalle durch ein zusätzliches Kühlmedium die Eintrittstemperatur des Sumpfablaufes aus B in A korrigiert werden kann, falls dies durch die erfindungsgemäße Maßnahme im Wärmeaustauscher G nicht ausreichend erfolgt ist. Fig. 1 weist folgende Produktströme auf: Das aus einer geeigneten Vorkonzentrierungskolonne stammende rohe, ein Azeotrop bildende Gemisch 1 (beispielsweise rohes, wäßriges Ethanol); Brüden des gewünschten, gereinigten Wertstoffes 2 (beispielsweise absolutes Ethanol); Rücklauf 3 und Entnahme 4 des kondensierten gereinigten Wertstoffes; Kreislauf der Sumpfheizung 5 für A und 6 für B; untere Entnahme unter Rückführung 7 des Mediums aus A, welches in H mit dem Sumpfablauf 8 aus A erfindungsgemäß in Wärmeaustausch tritt, wobei 8 anschließend in B zur Regene-
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rierung eingespeist wird; obere Entnahme und Rückführung des Mediums 9 aus A, welches erfindungsgemäß in G mit dem Sumpfablauf 10 aus B in Wärmeaustausch tritt, wobei 10 anschließend, gegebenenfalls nach zusätzlicher Temperaturkorrektur in I im oberen Teil der Kolonne A eingespeist wird; am Kopf von B entnommene Brüden 11
des unerwünschten Begleitstoffes aus dem ein Azeotrop bildenden Gemisch (beispielsweise Wasserdampf im Falle des Ethanol/Wasser-Gemisches); Rücklauf 12 und Entnahme 1g 13 des kondensierten unerwünschten Begleitstoffes.
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Beispiel
(Herstellung von absolutem Ethanol aus wäßrigem Ethanol)
Eine Anlage für 60 000 jato absolutes Ethanol besteht aus 2 Kolonnen:
a) einer Extraktivdestillationskolonne mit einem Durchmesser von 1,6 m und mit 100 Glockenboden (entsprechend A in Fig. 1) und
b) einer Regenerationskolonne (entspricht B in Fig. 1) mit einem Durchmesser von 1,0 m und mit 20 Glocken-ο boden.
Das Rohethanol als Zulaufprodukt (7900 kg/h mit 94 Gew.-% Ethanol) wird flüssig mit annähernd Siedetemperatur (750C) und mengengeregelt auf den 35. Boden der Extraktivdestillationskolonne geführt. Am Kopf dieser Kolonne wird der absolute Alkohol(mit weniger als 200 ppm Wasser) bei einem Druck von 1000 mbar in einem Luftkühler kondensiert und entsprechend dem Rücklaufverhältnis R/E =0,9 geteilt. Mit Hilfe des Rücklaufs werden auf den Böden 96 bis 100 die Brüden gestrippt, um den Restlösungsmittelgehalt unter 1 ppm zu halten. Am 95. Boden wird Ethylenglykol als Extraktionslösungsmittel (14 300 kg/h mit weniger als 200 ppm Wasser) mit einer Temperatur von 850C und mengengeregelt, eingespeist. Die Beladung mit Ethanol liegt bei etwa 32 Gew.-%. Auf dem Weg abwärts durch die Kolonne wird das Ethanol im Ethylenglykolmedium durch Wasser ersetzt.
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Das mit etwa 2r7 Gew.-% Wasser beladene Ethylenglykol wird am Sumpf der Kolonne z.T. durch die Sumpfheizung umgepumpt und verläßt zum anderen Teil die Extraktivdestillationskolonne mit einer Temperatur von etwa 1840C. Dieses mit Wasser beladene Ethylenglykol wird in einem Wärmeaustauscher (entsprechend H in Fig. 1) mit Kolonnenflüssigkeit, die am 15. Boden der Extraktivdestillationskolonne entnommen ist, zum Wärmeaustausch gebracht und nach Beendigung des Wärmeaustausches mit einer Temperatür von ca. 11O0C am 10. Boden der Regenerationskolonne eingespeist. Die Regenerationskolonne wird mit einem Kopfdruck von 130 mbar betrieben. Das hierin abgetrennte Wasser wird am Kopf dieser 20-Boden-Kolonne in einem Luftkondensator bei 520C kondensiert und bei einem Rücklaufverhältnis von R/E = Ί zur Hälfte entnommen bzw. zum Strippen der Brüden in der Regenerationskolonne zurückgeführt. Das vom Wasser befreite Glykol wird am Sumpf der Regenerationskolonne z.T. durch eine Heizeinrichtung umgepumpt und z.T. mit etwa 1540C entnommen. Dieser Strom von weitgehend wasserfreiem Ethylenglykol (weniger als 200 ppm Wasser) wird in einem weiteren Wärmeaustauscher mit einem am Boden der Extraktivdestillationskolonne entnommenen Seitenstrom zum Wärmeaustausch gebracht, wobei das weitgehend wasserfreie Ethylenglykol auf eine Temperatur von unter 1100C abgekühlt wird. Die Restkühlung erfolgt in einem nachgeschalteten Wasserkühler (J). Es werden etwa 85 % der Energie, die zur Aufheizung der Kolonnenmedien benötigt wird, zurückgewonnen.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zur Trennung von ein Azeotrop bildenden Gemischen durch Extraktivdestillation unter Verwendung einer Extraktivdestillationskolonne und einer Regenerationskolonne für das Extraktionsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß man aus der Extraktivdestillationskolonne zwischen dem Sumpf und der Einspeisungsstelle für das zu trennende Gemisch zwei Seitenströme des in der Extraktivdestillationskolonne befindlichen Mediums entnimmt und in zwei getrennten Wärmeaustauschern den einen dieser Seitenströme mit dem Sumpfablauf der Extraktivdestillationskolonne in Wärmeaustausch und den anderen dieser Seitenströme mit dem Sumpfab-. lauf der Regenerationskolonne in Wärmeaustausch treten läßt und die entnommenen Seitenströme nach dem Wärmeaustausch unterhalb ihrer Entnahmestelle wieder in die Extraktivdestillationskolonne zurückführt.
    2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu trennende Gemisch den unerwünschten Begleitstoff in einer Menge von 0,1 bis 30 Gew.-% zusätzlich zu seinem Anteil im Azeotrop enthält.
    3) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn- - zeichnet, daß der weiter oben entnommene Seitenstrom mit dem Sumpfablauf der Regenerationskolonne und der weiter unten entnommene Seitenstrom mit dem Sumpfablauf der Extraktivdestillationskolonne in Wärmeaustausch gebracht wird.
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    4) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Trennung von wäßrigem Ethanol und zur Herstellung von absolutem Ethanol durchgeführt wird.
    5) Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß es mit Ethylenglykol als Extraktionsmittel durchgeführt wird.
    β) Vorrichtung zur Extraktivdestillation von ein Azeotrop bildenden Gemischen, bestehend aus einer Extraktivdestillationskolonne und einer Regenerationskolonne für das Extraktionsmittel, gekennzeichnet durch zwei Entnahmestellen an der Extraktivdestillat ion skolonne zx-jischen dem Sumpf und der Einspeisungsstelle für das zu trennende Gemisch zur Entnähme von in der Extraktivdestillationskolonne befindlichen Medium, zwei Wärmeaustauschern, wobei der eine Wärmeaustauscher für den Wärmeaustausch zwischen dem an der einen Entnahmestelle entnommenen Medium der Extraktivdestillationskolonne und dem Sumpfablauf der Extraktivdestillationskolonne und der andere Wärmeaustauscher für den Wärmeaustausch zwischen dem an der anderen Entnahmestelle entnommenen Medium der Extraktivdestillationskolonne und dem Sumpfablauf der Regenerationskolonne geschaltet wird, und zwei Rückführungsstellen unterhalb der jeweiligen Entnahmestelle zur Rückführung des der Extraktivdestillationskolonne entnommenen Mediums nach dem Wärmeaustausch .
    EC 116
    7) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmestellen 5-25 Böden unter der Einspeisüngsstelle für das zu trennende Gemisch angeordnet sind.
    8) Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmestellen an verschiedenen Böden der .Extraktivdestillationskolonne angeordnet sind.
    9) Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmestellen 1 bis 10 Böden auseinander liegen.
    10) Anwendung der Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 9 zur Herstellung von absolutem Ethanol durch Trennung von wäßrigem Ethanol.
    EC 116
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