WO2000058249A1 - Verfahren zur destillativen auftrennung eines flüssigen rohalkoholgemisches - Google Patents

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WO2000058249A1
WO2000058249A1 PCT/EP2000/002720 EP0002720W WO0058249A1 WO 2000058249 A1 WO2000058249 A1 WO 2000058249A1 EP 0002720 W EP0002720 W EP 0002720W WO 0058249 A1 WO0058249 A1 WO 0058249A1
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alcohol
product stream
distillation column
weight
column
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PCT/EP2000/002720
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rofl MÜLLER
Original Assignee
Basf Aktiengesellschaft
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/74—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation
    • C07C29/76—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment
    • C07C29/80—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment by distillation

Definitions

  • the present invention relates to a process for the distillative separation of a liquid crude alcohol mixture which essentially contains 82 to 98% by weight, based on the total weight of the mixture, of a C 8 -C 1 alcohol.
  • C 8 -C 2 alcohols are usually obtained by aldol condensation of two molecules of half-chain aldehyde and subsequent hydrogenation of the aldehyde obtained.
  • 2-ethylhexanol is formed in the aldol condensation of n-butyraldehyde with subsequent hydrogenation.
  • the corresponding alcohols and dimeric, trimeric and tetrameric condensation products of the aldehyde used are formed as by-products by hydrogenation of uncondensed aldehyde.
  • the crude alcohol mixture obtained which is generally about 80 to 90% by weight of one
  • C 8 -C 2 alcohol 0.5 to 5 wt .-% higher boiling components and 1.1 to 13 wt .-% lower boiling components (water, straight or branched alcohols with a lower carbon number than the alcohol to be obtained) , must therefore be separated.
  • the conventional way of separating such a product mixture is to use three columns.
  • the low boiler (components with a vapor pressure greater than that of the desired alcohols) is generally separated off in the first column, the majority of the product (for example 2-ethylhexanol) is obtained in the second column and in the third Column the remaining product is separated from the high boilers (usually trimeric and tetrameric condensation products).
  • Such a method is e.g. B. is described in US 3,703,444.
  • This method of obtaining the C 8 to C 12 alcohols repeated high thermal loads form further high-boiling constituents and fission products of low-boiling components, which adversely affect the required specification of the alcohol, which ultimately means an unacceptable product loss.
  • a higher energy requirement is required with the 3-column circuit, since each column must be operated with a minimum return.
  • the second product stream of straight-chain aldehyde is taken off at the bottom, it contains the majority of the high-boiling components. Although the process enables the branched aldehydes to be separated off, the straight-chain aldehydes are only separated into two fractions.
  • the amount of the first relatively pure fraction is small in order not to increase the amount of high-boiling components in the second fraction too high.
  • the amount of pure straight-chain aldehyde that can be achieved in practice with this method is therefore only in
  • the present invention is therefore based on the object of providing a process for separating a crude alcohol mixture of the composition specified at the outset, which is less complex and allows the alcohol to be obtained as completely as possible in pure form.
  • the present invention therefore relates to a process for the separation by distillation of a crude alcohol which essentially comprises 40 82 to 98% by weight of a C8-C 12 alcohol and lower-boiling components and higher-boiling components, the method being characterized in that one
  • A) the crude alcohol is fed into the middle region of a first distillation column with several separation stages and carries out a separation therein (i) a product stream which is taken off at the top of the distillation column and which comprises the lower-boiling constituents, ii) an alcohol product stream which is taken off below the point at which the crude alcohol is fed in and which comprises essentially pure alcohol, and
  • the further product stream at the bottom of the first distillation column decreases and leads into a second distillation column, the packing volume of which is 50 to 200 times smaller than that of the first distillation column, and therein into a product stream which essentially comprises pure alcohol and over Is taken off at the top or close to the top of the second distillation column, and is separated into a product stream which essentially comprises the high-boiling constituents.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the method according to the invention.
  • the crude alcohol mixture generally contains, based on the total weight of the mixture, 82 to 98% by weight of a C 8 -C 2 -alkanol, 0.5 to 5% by weight of higher-boiling constituents, which are in particular Dimers, trimers or tetramers of the alkanol in question, and 1.1 to 13% by weight of lower-boiling constituents, which are in particular alkanols with half the number of carbon atoms than the alcohol and water in question.
  • the water which is usually contained in the raw alcohol mixture in an amount of 0.5 to 3% by weight, serves as an entrainer in order to be able to separate the rest of the lower-boiling components more easily.
  • the C 8 -C 2 alcohols are, in particular, C 8 -C 1 alcohols. Examples are 2-ethylhexanol, 2-ethylpentanol, 2-propylheptanol or dodecanol etc.
  • Hydroformylation is a known process which is described, for example, in US Pat. Nos. 4,148,830; 4,247,486; 4,593,127 and in EP 404 193 and EP 484 977 A is written. Adol condensation with subsequent reduction to the corresponding alcohol is also known. The hydrogenation is generally carried out using hydrogen in the presence of a hydrogenation catalyst.
  • the process according to the invention can be carried out in any suitable distillation column.
  • tray columns such as valve tray columns, and preferably columns with packings are suitable.
  • the packs can be customary random packs or ordered packs, the latter being preferred.
  • the package used is Mellapak® from Sulzer (ordered package).
  • the number of theoretical plates must be large enough to achieve the desired separation. It is generally in the range of about 40 to 100 theoretical plates.
  • the first distillation column is equipped with the means necessary for operation, such as evaporators, condensers, measuring and control devices, connections for the supply and removal of the products, etc.
  • the crude alcohol mixture is generally fed continuously into the middle region (approximately the middle third) of the distillation column, based on the number of theoretical plates.
  • the exact point at which the mixture is fed in is not critical, it can be determined by a person skilled in the art using standard methods.
  • the distillation conditions in the first distillation column are chosen so that separation into the product streams explained below is achieved.
  • the bottom temperature is generally about 1 to 40 ° C, preferably about 10 to 30 ° C, above the boiling point of the alcohol.
  • the pressure in the top of the column is generally in the range from 0.5 bar to 1.2 bar (absolute).
  • a product stream which is taken off in vapor form overhead. These are the low-boiling components. These are condensed in the usual way. This generally forms a two-phase mixture.
  • the lighter organic phase is formed from short-chain C 4 -C 6 alcohols. Part of it is returned to the column as reflux. The return ratio is generally in the Range from 10 to 30.
  • the heavier phase consisting essentially of water, is discharged.
  • an alcohol product stream which is taken from below the point at which the crude alcohol mixture was fed.
  • the alcohol product stream is preferably in the region of the first separation stages of the distillation column (in the region of the first 20% of the total number of theoretical separation stages), in particular below the first separation stage, i.e. H. taken off directly above the swamp.
  • the alcohol product stream is particularly preferably taken off in vapor form.
  • the alcohol product stream is essentially pure alcohol. In general, more than 70% by weight, preferably more than 80% by weight, in particular more than 90% by weight, of the total alcohol present in the crude alcohol mixture is removed.
  • a further, high-boiling product stream which is taken off in liquid form at the bottom of the column.
  • This product stream contains the abovementioned high-boiling constituents and 85 to 93% by weight, based on the total weight of the further high-boiling product stream, of alcohol.
  • the amount of alcohol generally corresponds to about 2 to 5% by weight of the total alcohol.
  • the further high-boiling product stream iii) is then fed into the middle region of a second (approximately the middle third of the theoretical plates) distillation column.
  • This is smaller than the first distillation column.
  • the difference can be expressed in the pack volume, i.e. H. the packing volume of the second column is smaller than the packing volume of the first column by a factor of 50 to 200, preferably 80 to 180, in particular 100 to 170 and particularly preferably 120 to 160.
  • the ratio of the diameter of the first to the second column is in the range from 10: 1 to 4: 1.
  • the column is equipped with the means necessary for operation, such as evaporators, condensers, measuring and control devices, connections for the supply and removal of the products, etc.
  • the distillation conditions are selected in such a way that a separation into a product stream which essentially comprises pure alcohol and a product stream which comprises the high boilers is obtained.
  • the bottom temperature is generally about 1 to 40 ° C, preferably about 10 to 30 ° C, above the Boiling point of alcohol.
  • the pressure in the top of the column is generally in the range from 0.4 bar to 0.8 bar (absolute).
  • the pure straight-chain alcohol is taken off at the top or close to the top of the distillation column, preferably in liquid form, and is particularly preferably fed back into the first distillation column above the point at which the product stream ii) is taken off.
  • the feed takes place approximately at the same level as the feed of the raw alcohol mixture, e.g. B. by mixing in the feed of the raw alcohol mixture.
  • essentially all of the alcohol present in the crude alcohol mixture is obtained as product stream ii).
  • the product stream containing the high boilers is withdrawn via the bottom of the second distillation column and leaves the plant.
  • the process according to the invention has the advantage that it can be carried out with less effort and under gentle conditions and essentially all of the alcohol is obtained in pure form.
  • the alcohol is obtained in a purity of 99 to 99.98% by weight, the high boiling point is generally less than 0.5% by weight, preferably less than 0.2% by weight.
  • a mixture of 96.3% by weight of 2-ethylhexanol, approx. 1% by weight of butanols, approx. 0.1% by weight of heptanol and heptane, approx. 0.1% by weight was used as the raw alcohol mixture.
  • the distillation was carried out at a bottom temperature of 200 ° C and at an absolute top pressure of 1.1 bar.
  • the constituents boiling less than 2-ethylhexanol were taken off overhead as stream 13, condensed in the condenser 14 and cooled to 40 ° C. and collected in the container 19.
  • An organic upper phase 22 and an aqueous lower phase 23 formed in the container 19.
  • a part of the upper phase 22 was returned as the reflux stream 6 to the top region of the column 2 (reflux ratio 15).
  • Part of the upper phase 22 was removed from the system as partial stream 3 in an amount of 120 kg / h.
  • the aqueous phase 23 was completely removed from the system as stream 4 (100 kg / h).
  • the 2-ethylhexanol was taken off in vapor form as a vapor side stream 5 in an amount of about 9,600 kg / h below the 10th separation stage of column 2 and with a purity of> 99.8% by weight.
  • the high-boiling, liquid product stream 8 was passed as a bottom draw of approx. 1,000 kg / h into the second distillation column 9, which was also packed with Mellapack from Sulzer. Their packing volume was approximately 140 times smaller than that of the first distillation column (diameter ratio of large to small column approximately 8).
  • the distillation in the second column was carried out at a bottom temperature of 186 ° C. and at an absolute head pressure of 0.4 bar.
  • the mixture was separated into about 820 kg / h of 2-ethylhexanol, which was taken off as stream 10 close to the top of column 9 and was returned to the 43rd separation stage of column 2.
  • the 2-ethylhexanol can be taken off as stream 17 overhead, condensed in the condenser 18 and collected in the container 20 and, if appropriate, returned to the column 2.
  • the bottom draw from column 9 was discharged as stream 11 in an amount of about 180 kg / h.
  • a raw alcohol mixture of 2-propylheptanol with approx. 8% by weight pentanol, approx. 0.4% by weight propylheptanal, approx. 1% by weight water and approx. 3.4% by weight higher-boiling components is fed with a mass of 500 kg / h as feed 1 to the 50th separation stage of column 2 (same column as in Example 1).
  • the distillation takes place at a bottom temperature of column 2 of 180 ° C. and at an absolute top pressure of 0.3 bar.
  • the constituents which have a lower boiling point than propyl heptanol, such as water, aldehydes and pentanol, are taken off in vapor form overhead as stream 13, condensed in the condenser 14 and collected in the container 19, an upper organic phase 22 and a lower aqueous phase 23 trains.
  • the aqueous phase 23 is completely discharged as stream 4 in an amount of 5 kg / h.
  • Part of the organic phase 22 is returned as the reflux stream 6 to the top of the column 2 (reflux ratio 25), the rest of the organic phase is stream 3 in an amount of 42 kg / h diverted.
  • the 2-propylheptanol is taken off in vapor form as a side draw 5 in an amount of 420 kg / h below the 10th separation stage of the distillation column 1 with a purity of> 99.8% by weight.
  • the liquid bottom draw 8 of approximately 50 kg / h is passed into the second distillation column 9 (same column as in Example 1).
  • the distillation in the second column is carried out at a bottom temperature of 212 ° C. and at an absolute top pressure of 0.08 bar.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur destillativen Auftrennung eines Rohalkohols, der im Wesentlichen 82 bis 98 Gew.-% eines C8- bis C12-Alkohols enthält, wobei man das Rohprodukt in einer ersten Destillationskolonne in einen ersten Produktstrom aus den leichter siedenden Bestandteilen, einen Alkoholproduktstrom und einen weiteren Produktstrom aus den höher siedenden Bestandteilen auftrennt. Der weitere Produktstrom wird dann in einer zweiten Destillationskolonne, deren Packungsvolumen um den Faktor 50 bis 200 kleiner ist als das der ersten Destillationskolonne, in einem Produktstrom aus dem Alkohol und einen Hochsiederproduktstrom aufgetrennt.

Description

Verfahren zur destillativen Auftrennung eines flüssigen Rohalkoholgemisches
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur destillativen Auftrennung eines flüssigen Rohalkoholgemisches, das im Wesentlichen 82 bis 98 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches, eines C8-C1 -Alkohols enthält.
C8-Cι2-Alkohole werden üblicherweise durch Aldolkondensation von zwei Molekülen Aldehyd der halben Kettenlänge und anschließende Hydrierung des erhaltenen Aldehyds gewonnen. Beispielsweise ent- steht bei der Aldolkondensation von n-Butyraldehyd mit anschließender Hydrierung das 2-Ethylhexanol. Als Nebenprodukte bilden sich durch Hydrierung von nichtkondensiertem Aldehyd die entsprechenden Alkohole sowie dimere, trimere und tetramere Kondensationsprodukte des eingesetzten Aldehyds. Das erhaltene Rohalko- holgemisch, das im Allgemeinen etwa 80 bis 90 Gew.-% eines
C8-Cι2-Alkohols, 0,5 bis 5 Gew.-% höher siedende Bestandteile und 1,1 bis 13 Gew.-% leichter siedende Bestandteile (Wasser, gerade oder verzweigte Alkohole mit geringerer Kohlenstoffzahl als der zu gewinnende Alkohol) enthält, muss somit aufgetrennt werden.
Die herkömmliche Art, ein solches Produktgemisch zu zerlegen, ist die Verwendung von drei Kolonnen. In der ersten Kolonne wird im Allgemeinen der Leichtersieder (Bestandteile mit einem Dampfdruck größer als der der gewünschten Alkohole) abgetrennt, in der zwei- ten Kolonne wird die Hauptmenge des Produktes (z. B. 2-Ethylhexa- nol) gewonnen und in der dritten Kolonne wird das restliche Produkt von den Hochsiedern (in der Regel trimere und tetramere Kondensationsprodukte) abgetrennt. Ein derartiges Verfahren ist z. B. in der US 3,703,444 beschrieben. Bei dieser Methode der Ge- winnung der C8 bis C12-Alkohole bilden sich durch wiederholte thermisch hohe Belastungen weitere hochsiedende Bestandteile sowie Spaltprodukte niedersiedender Komponenten, welche die geforderte Spezifikation des Alkohols nachteilig beeinflussen, was letztendlich einen nicht akzeptablen Produktverlust bedeutet. Des Weiteren ist bei der 3-Kolonnenschaltung ein höherer Energiebedarf erforderlich, da jede Kolonne mit einem Mindestrücklauf bedient werden muss.
Mit dem in der US 5,102,505 beschriebenen Verfahren wurde ver- sucht, diese Nachteile bei der Auftrennung eines Produktgemisches aus verzweigtem Aldehyd, geradkettigem Aldehyd sowie Leicht- und Hochsiedern zu vermeiden. Das Verfahren besteht darin, dass man 2 für die Auftrennung des Rohaldehydgemisches nur eine Destillationskolonne verwendet und die Destillationsbedingungen so wählt, dass die verzweigten Aldehyde in flüssiger Form im oberen Bereich der Destillationskolonne abgenommen werden und der geradkettige 5 Aldehyd in zwei Produktströme zerlegt wird. Der erste Produktstrom, bei dem es sich um im Wesentlichen reinen, geradkettigen Aldehyd handelt, wird dampfförmig im unteren Bereich der Destillationskolonne abgenommen. Die Menge dieses Aldehydproduktstromes beträgt nicht mehr als 70 Gew.-% der gesamten Menge an
10 geradkettigem Aldehyd im Rohaldehydgemisch. Der zweite Produktstrom aus geradkettigem Aldehyd wird am Sumpf abgenommen, er enthält die Hauptmenge der hochsiedenden Bestandteile. Das Verfahren ermöglicht zwar die Abtrennung der verzweigten Aldehyde, die geradkettigen Aldehyde aber werden lediglich in zwei Fraktionen un-
15 terschiedlicher Reinheit aufgetrennt, wobei die Menge der ersten relativ reinen Fraktion gering ist, um die Menge an hochsiedenden Bestandteilen in der zweiten Fraktion nicht allzu hoch ansteigen zu lassen. Die mit diesem Verfahren in der Praxis erzielbare Menge an reinem geradkettigem Aldehyd liegt somit lediglich im
20 Bereich von etwa 20 bis 40 Gew.-% des im Rohproduktgemisch vorhandenen geradkettigen Aldehyds .
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Auftrennung eines Rohalkoholgemisches der eingangs 25 angegebenen Zusammensetzung zur Verfügung zu stellen, das weniger aufwendig ist und es erlaubt, den Alkohol möglichst vollständig in reiner Form zu gewinnen.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass diese Aufgabe gelöst 30 wird, wenn man in einer ersten Destillationskolonne das Rohalkoholgemisch so auftrennt, dass die leichter siedenden Bestandteile über Kopf der Destillationskolonne abgenommen werden, der Alkohol im unteren Bereich der Kolonne als Seitenstrom abgenommen wird und ein weiterer Produktstrom, der den restlichen Alkohol und die 35 hochsiedenden Bestandteile enthält, über Sumpf abgenommen und in einer zweiten, kleineren Destillationskolonne aufgetrennt wird.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur destillativen Auftrennung eines Rohalkohols, der im Wesentlichen 40 82 bis 98 Gew.-% eines C8-C12-Alkohols sowie leichter siedende Bestandteile und höher siedende Bestandteile enthält, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass man
A) den Rohalkohol in den mittleren Bereich einer ersten De- 45 stillationskolonne mit mehreren Trennstufen einspeist und darin eine Auftrennung vornimmt in i) einen Produktstrom, der über Kopf der Destillationskolonne abgenommen wird und die leichter siedenden Bestandteile umfasst, ii) einen Alkoholproduktström, der unterhalb der Stelle abge- nommen wird, an welcher der Rohalkohol eingespeist wird, und der im Wesentlichen reinen Alkohol umfasst, und
iii) einen weiteren Produktstrom, der die hochsiedenden Bestandteile und 85 bis 93 Gew.-%, bezogen auf das Gesamt- gewicht des weiteren Produktεtroms , des Alkohols umfasst, und
B) den weiteren Produktstrom am Sumpf der ersten Destillationskolonne abnimmt und in eine zweite Destillationskolonne lei- tet, deren Packungsvolumen um den Faktor 50 bis 200 kleiner ist als das der ersten Destillationskolonne, und darin in einen Produktstrom, der im Wesentlichen reinen Alkohol umfasst und über Kopf oder nahe am Kopf der zweiten Destillationskolonne abgenommen wird, und in einen Produktstrom, der im We- sentlichen die hochsiedenden Bestandteile umfasst, aufgetrennt wird.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens .
Als Rohalkohol (gemisch) kann jedes Produktgemisch eingesetzt werden, das aus den eingangs erwähnten Verfahren oder Hydroformylie- rungsverfahren mit anschließender Reduktion erhalten wird. Das Rohalkoholgemisch enthält, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches, im Allgemeinen 82 bis 98 Gew.-% eines C8-Cι2-Alka- nols, 0,5 bis 5 Gew.-% höhersiedende Bestandteile, bei denen es sich insbesondere um Dimere, Trimere oder Tetramere des betreffenden Alkanols handelt, und 1,1 bis 13 Gew.-% leichter siedende Bestandteile, bei denen es sich insbesondere um Alkanole mit der halben Anzahl an C-Atomen als der betreffende Alkohol und Wasser handelt. Das Wasser, das in dem Rohalkoholgemisch in der Regel zu 0,5 bis 3 Gew.-% enthalten ist, dient als Schleppmittel, um den Rest der leichter siedenden Bestandteile einfacher abtrennen zu können.
Bei den C8-Cι2-Alkoholen (C8-Cι2-Alkanole) handelt es sich insbesondere um C8-Cιo-Alkohole. Beispiele sind 2-Ethylhexanol, 2-Ethylpentanol, 2-Propylheptanol oder Dodecanol etc.
Bei der Hydroformylierung handelt es sich um ein bekanntes Verfahren, das beispielsweise in den US-Patenten 4,148,830; 4,247,486; 4,593,127 und in der EP 404 193 und EP 484 977 A be- schrieben ist. Die Adolkondensation mit anschließender Reduktion zu dem entsprechenden Alkohol ist ebenfalls bekannt. Die Hydrierung erfolgt im Allgemeinen mit Wasserstoff in Gegenwart eines Hydrierkatalysators .
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in jeder geeigneten Destillationskolonne durchgeführt werden. Geeignet sind beispielsweise Bodenkolonnen, wie Ventilbodenkolonnen, und vorzugsweise Kolonnen mit Packungen. Bei den Packungen kann es sich um übliche regel- lose Schüttungen oder um geordnete Packungen handeln, wobei letztere bevorzugt sind. Insbesondere verwendet man als Packung Mellapak® der Fa. Sulzer (geordnete Packung).
Die Zahl der theoretischen Trennstufen muss so groß sein, dass die gewünschte Auftrennung bewirkt wird. Sie liegt im Allgemeinen im Bereich von etwa 40 bis 100 theoretischen Trennstufen.
Die erste Destillationskolonne ist mit den für den Betrieb erforderlichen Mitteln, wie Verdampfer, Kondensator, Mess- und Re- geleinrichtungen, Anschlüssen für die Zufuhr und Abnahme der Produkte etc. ausgestattet. Das Rohalkoholgemisch wird im Allgemeinen in den mittleren Bereich (etwa das mittlere Drittel) der Destillationskolonne, bezogen auf die Zahl der theoretischen Trennstufen, kontinuierlich eingespeist. Der genaue Punkt, an dem das Gemisch eingespeist wird, ist nicht kritisch, er kann vom Fachmann nach Standardmethoden bestimmt werden.
Die Destillationsbedingungen in der ersten Destillationskolonne werden so gewählt, dass man eine Auftrennung in die nachfolgend erläuterten Produktströme erzielt. Die Sumpftemperatur liegt dabei im Allgemeinen etwa 1 bis 40 °C, vorzugsweise etwa 10 bis 30 °C, oberhalb des Siedepunktes des Alkohols. Der Druck im Kopf der Kolonne liegt im Allgemeinen im Bereich von 0,5 bar bis 1,2 bar (absolut).
Unter diesen Umständen erfolgt in der ersten Destillationskolonne eine Auftrennung in die drei folgenden Produktströme:
i) einen Produktstrom, der über Kopf dampfförmig abgenommen wird. Es handelt sich dabei um die leichtsiedenden Bestandteile. Diese werden in üblicher Weise kondensiert. Dabei bildet sich im Allgemeinen ein zweiphasiges Gemisch. Die leichtere organische Phase wird aus kurzkettigen C4-C6-Alkoholen gebildet. Ein Teil davon wird als Rücklauf in die Kolonne zu- rückgeführt. Das RücklaufVerhältnis liegt im Allgemeinen im Bereich von 10 bis 30. Die schwerere, im Wesentlichen aus Wasser bestehende Phase wird ausgeschleust.
ii) einen Alkoholproduktstrom, der unterhalb der Stelle abgenom- men wird, an welcher das Rohalkoholgemisch eingespeist wurde. Vorzugsweise wird der Alkoholproduktstrom im Bereich der ersten Trennstufen der Destillationskolonne (im Bereich der ersten 20 % der Gesamtzahl der theoretischen Trennstufen), insbesondere unterhalb der ersten Trennstufe, d. h. direkt über dem Sumpf, abgenommen. Besonders bevorzugt wird der Alkoholproduktstrom dampfförmig abgenommen.
Bei dem Alkoholproduktstrom handelt es sich um im Wesentlichen reinen Alkohol. Im Allgemeinen werden mehr als 70 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 80 Gew.-%, insbesondere mehr als 90 Gew.-% des gesamten, im Rohalkoholgemisch vorhandenen Alkohols abgenommen.
iii) einen weiteren, hochsiedenden Produktstrom, der am Sumpf der Kolonne flüssig abgenommen wird. Dieser Produktstrom enthält die oben erwähnten hochsiedenden Bestandteile und 85 bis 93 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des weiteren hochsiedenden Produktstromes, an Alkohol. Die Menge an Alkohol entspricht im Allgemeinen etwa 2 bis 5 Gew.-% des Gesamtalko- hols.
Der weitere hochsiedende Produktstrom iii) wird dann in den mittleren Bereich einer zweiten (etwa das mittlere Drittel der theoretischen Trennstufen) Destillationskolonne eingespeist. Diese ist kleiner als die erste Destillationskolonne. Der Unterschied lässt sich durch das Packungsvolumen ausdrücken, d. h. das Pak- kungsvolumen der zweiten Kolonne ist um den Faktor 50 bis 200, vorzugsweise 80 bis 180, insbesondere 100 bis 170 und besonders bevorzugt 120 bis 160 kleiner als das Packungsvolumen der ersten Kolonne.
Das Verhältnis des Durchmessers von erster zu zweiter Kolonne liegt im Bereich von 10:1 bis 4:1.
Die Kolonne ist mit den für den Betrieb erforderlichen Mitteln, wie Verdampfer, Kondensator, Mess- und Regeleinrichtungen, Anschlüssen für die Zufuhr und Abnahme der Produkte etc., ausgestattet. Die Destillationsbedingungen werden so gewählt, dass man eine Auftrennung in einen Produktstrom, der im Wesentlichen rei- nen Alkohol umfasst, und einen Produktstrom, der die Hochsieder umfasst, erhält. Die Sumpftemperatur liegt dabei im Allgemeinen etwa 1 bis 40 °C, vorzugsweise etwa 10 bis 30 °C, oberhalb des Siedepunktes des Alkohols. Der Druck im Kopf der Kolonne liegt im Allgemeinen im Bereich von 0,4 bar bis 0,8 bar (absolut). Der reine geradkettige Alkohol wird über Kopf oder nahe am Kopf der Destillationskolonne, vorzugsweise flüssig, abgenommen und beson- ders bevorzugt wieder in die erste Destillationskolonne oberhalb der Stelle, an welcher der Produktström ii) abgenommen wird, eingespeist. Vorzugsweise erfolgt die Einspeisung etwa in gleicher Höhe wie die Einspeisung des Rohalkoholgemisches, z. B. durch Zumischen in den Zulauf des Rohalkoholgemisches. Bei dieser bevor- zugten Ausführungsform fällt im Wesentlichen der gesamte, im Rohalkoholgemisch vorhandene Alkohol als Produktstrom ii) an. Der die Hochsieder enthaltende Produktstrom wird über den Sumpf der zweiten Destillationskolonne abgezogen und verlässt die Anlage.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass es mit geringerem Aufwand und unter schonenden Bedingungen durchgeführt werden kann und im Wesentlichen der gesamte Alkohol in reiner Form erhalten wird. Der Alkohol wird in einer Reinheit von 99 bis 99,98 Gew.-% erhalten, der Hochsiedergehalt beträgt im Allgemei- nen weniger als 0,5 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 0,2 Gew.-%.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern unter Bezug auf die Figur 1 die Erfindung, ohne sie zu beschränken.
Beispiele
Beispiel 1
Als Rohalkoholgemisch wurde ein Gemisch aus 96,3 Gew.-% 2-Ethyl- hexanol, ca. 1 Gew.-% Butanolen, ca. 0,1 Gew.-% Heptanol und Hep- tan, ca. 0,1 Gew.-% 2-Ethylhexanal und Methyl-ethyl-pentanol, ca. 1 Gew.-% Wasser und ca. 1,5 Gew.-% höher siedenden Komponenten verwendet. Als erste Destillationskolonne wurde eine Kolonne 2 mit 80 theoretischen Trennstufen verwendet, die mit Mellapak® der Fa. Sulzer gepackt war. Das Rohalkoholgemisch wurde als Zulauf 1 mit einer Masse von 10 000 kg/h auf die 43. Trennstufe der Kolonne 2 aufgegeben. Die Destillation erfolgte bei einer Sumpftemperatur von 200 °C und bei einem absoluten Kopfdruck von 1,1 bar. Die leichter als 2-Ethylhexanol siedenden Bestandteile wurden über Kopf als Strom 13 abgezogen, im Kondensator 14 kondensiert und auf 40 °C abgekühlt und im Behälter 19 aufgefangen. Im Behälter 19 bildeten sich eine organische obere Phase 22 und eine wässrige untere Phase 23. Ein Teil der oberen Phase 22 wurde als Rücklaufström 6 in den Kopfbereich der Kolonne 2 zurückge- führt (RücklaufVerhältnis 15). Ein Teil der oberen Phase 22 wurde als Teilstrom 3 in einer Menge von 120 kg/h dem System entnommen. Die wässrige Phase 23 wurde als Strom 4 vollständig dem System entnommen (100 kg/h).
Das 2-Ethylhexanol wurde als dampfförmiger Seitenstrom 5 in einer Menge von ca. 9 600 kg/h unterhalb der 10. Trennstufe der Kolonne 2 dampfförmig und mit einer Reinheit von > 99,8 Gew.-% entnommen. Der hochsiedende, flüssige Produktstrom 8 wurde als Sumpfabzug von ca. 1 000 kg/h in die zweite ebenfalls mit Mella- pack der Fa. Sulzer gepackte Destillationskolonne 9 geleitet. Ihr Packungsvolumen war etwa um den Faktor 140 kleiner als das der ersten Destillationskolonne (Durchmesserverhältnis von großer zu kleiner Kolonne etwa 8). Die Destillation in der zweiten Kolonne wurde bei einer Sumpftemperatur von 186 °C und bei einem absoluten Kopfdruck von 0,4 bar durchgeführt. Auf diese Weise erfolgte eine Auftrennung in ca. 820 kg/h 2-Ethylhexanol, das als Strom 10 nahe am Kopf der Kolonne 9 abgenommen und auf die 43. Trennstufe der Kolonne 2 zurückgeführt wurde. Alternativ kann das 2-Ethylhexanol als Strom 17 über Kopf abgenommen, im Kondensator 18 kondensiert und im Behälter 20 aufgefangen und gegebenenfalls in die Kolonne 2 zurückgeführt werden. Der Sumpfabzug der Kolonne 9 wurde als Strom 11 in einer Menge von etwa 180 kg/h ausgeschleust.
Das im Zulauf 1 enthaltene 2-Ethylhexanol wurde zu 99,9 % als Reinkomponente zurückgewonnen.
Beispiel 2
Das folgende Beispiel einer Computersimulation dient zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung, wobei ebenfalls auf die Figur Bezug genommen wird.
Ein Rohalkoholgemisch aus 2-Propylheptanol mit ca. 8 Gew.-% Pen- tanol, ca. 0,4 Gew.-% Propylheptanal, ca. 1 Gew.-% Wasser sowie ca. 3,4 Gew.-% höher siedenden Komponenten wird mit einer Masse von 500 kg/h als Zulauf 1 auf die 50. Trennstufe der Kolonne 2 (gleiche Kolonne wie in Beispiel 1) aufgegeben. Die Destillation erfolgt bei einer Sumpftemperatur der Kolonne 2 von 180 °C und bei einem absoluten Kopfdruck von 0,3 bar. Die leichter als Propyl- heptanol siedenden Bestandteile, wie Wasser, Aldehyde und Penta- nol, werden dampfförmig über Kopf als Strom 13 abgezogen, im Kondensator 14 kondensiert und im Behälter 19 aufgefangen, wobei sich eine obere organische Phase 22 und eine untere wässrige Phase 23 ausbildet. Die wässrige Phase 23 wird als Strom 4 in einer Menge von 5 kg/h vollständig ausgeschleust. Ein Teil der or- ganischen Phase 22 wird als Rücklaufström 6 in den Kopfbereich der Kolonne 2 zurückgeführt (Rücklau Verhältnis 25), der Rest der organischen Phase wird als Strom 3 in einer Menge von 42 kg/h ausgeschleust. Das 2-Propylheptanol wird dampfförmig als Seitenabzug 5 in einer Menge von 420 kg/h unterhalb der 10. Trennstufe der Destillationskolonne 1 mit einer Reinheit von > 99,8 Gew.-% entnommen. Der flüssige Sumpfabzug 8 von ca. 50 kg/h wird in die zweite Destillationskolonne 9 (gleiche Kolonne wie im Beispiel 1) geleitet. Die Destillation in der zweiten Kolonne wird bei einer Sumpftemperatur von 212 °C und bei einem absoluten Kopfdruck von 0,08 bar durchgeführt. Auf diese Weise erfolgt eine Auftrennung in höher siedenden Komponenten, die als Strom 11 ausgeschleust werden (33 kg/h) und 2-Propylhep- tanol, das im Kondensator 18 kondensiert, im Behälter 20 aufgefangen und in den Zulauf der Hauptkolonne geleitet wird.
259/iT

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur destillativen Auftrennung eines Rohalkohols, der im Wesentlichen 82 bis 98 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Rohalkohols, eines C8- bis C12-Alkohols enthält, dadurch gekennzeichnet, dass man
A) den Rohalkohol in den mittleren Bereich einer ersten De- stillationskolonne mit mehreren Trennstufen einspeist und darin eine Auftrennung vornimmt in
i) einen Produktstrom, der über Kopf der Destillationskolonne abgenommen wird und die leichter siedenden Bestandteile umfasst,
ii) einen Alkoholproduktstrom, der unterhalb der Stelle abgenommen wird, an welcher der Rohalkohol eingespeist wird und der im Wesentlichen reinen Alkohol umfasst, und
iii) einen weiteren Produktstrom, der die hochsiedenden Bestandteile und 85 bis 93 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des weiteren Produktstroms, des Alko- hols umfasst, und
B) den weiteren Produktstrom iii) am Sumpf der ersten Destillationskolonne abnimmt und in eine zweite Destillationskolonne leitet, deren Packungsvolumen um den Faktor 50 bis 200 kleiner ist als das der ersten Destillationskolonne, und darin in einen Produktstrom, der im Wesentlichen reinen Alkohol umfasst und über Kopf oder nahe am Kopf der zweiten Destillationskolonne abgenommen wird, und in einen Produktstrom, der im Wesentlichen die hoch- siedenden Bestandteile umfasst, aufgetrennt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Alkoholproduktstrom ii) dampfförmig abgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Alkoholproduktstrom ii) im Bereich der ersten Trennstufen der ersten Destillationskolonne abgenommen wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als 70 Gew.-% des gesamten, im Rohalkohol enthaltenen Alkohols als Produktstrom ii) gewonnen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als 90 Gew.-% des gesamten, im Rohalkohol enthaltenen Alkohols als Produktstrom ii) gewonnen werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Produktstrom iii) 75 bis
90 Gew.-% C8-Cι2-Alkohol enthält.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in der zweiten Destillationskolonne gewonnene Alkoholproduktstrom in die erste Destillationskolonne zurückgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohalkohol ein Cs- bis C10-Alkohol ist.
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