DD251876A3

DD251876A3 - Verfahren zur gleichzeitigen abscheidung mehrerer produkte aus gasstroemen

Info

Publication number: DD251876A3
Application number: DD23974782A
Authority: DD
Inventors: Alfred Schymalla; Andreas Martin; Juergen French; Guenter Mueller; Bernhard Luecke; Helmuth Seeboth; Herbert Herbig; Bernd Krause
Original assignee: Adw Ddr
Priority date: 1982-05-11
Filing date: 1982-05-11
Publication date: 1987-12-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur gleichzeitigen Abscheidung mehrerer unterschiedlicher Produkte aus Gasstroemen. Erfindungsgemaess werden die heissen Reaktorgase in einen Absorber geleitet, in dem das Gas mit einer aus verschiedenen, nicht miteinander mischbaren Loesungsmitteln bestehenden Emulsion im Gegenstrom gewaschen wird, wobei jeweils ein Loesungsmittel fuer mindestens eine Gaskomponente guenstige Loesungseigenschaften haben muss. Die Emulsion bildet sich infolge von Scherkraeften in dem Gasbehandlungsapparat durch rotierende Einbauten aus und zerfaellt nach Verlassen des Apparates in ihre Bestandteile. Das erfindungsgemaesse Verfahren ist besonders geeignet fuer die Entfernung der Haupt- und Nebenprodukte aus den Reaktorgasen von Anlagen fuer die Ammoxydation von Kohlenwasserstoffen.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur gleichzeitigen Abscheidung mehrerer unterschiedlicher Produkte aus Gasströmen. Das erfindungsgemäße.Verfahren ist besonders geeignet für die Entfernung der Haupt- und Nebenprodukte aus den Reaktorabgasen von Anlagen für die Ammoxydation von Kohlenwasserstoffen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In zahlreichen Verfahren der chemischen Industrie werden Gasmischungen in Reaktoren so umgesetzt, daß die Reaktionsprodukte die Reaktoren gasförmig und häufig mit hohen Temperaturen verlassen. Die Gewinnung der Zielprodukte erfolgt im allgemeinen durch Kühlung und anschließende Absorption eines Teils der Gase. Diese Verfahrensweise hat folgende Nachteile:

— Das Absorptionsmittel enthält die erwünschten und teilweise unerwünschten Komponenten, so daß die Aufarbeitung aufwendig ist.

— Wenn ein Teil der Gaskomponenten bei der Absorptionstemperatur im festen Aggregatzustand vorliegt, aber im Aborptionsmittei nicht oder schwer löslich ist, besieht die Gefahr der Verstopfung von Rohrleitungen und Apparaten.

Bei Verfahren zur Herstellung von Nitrilen durch Ammoxydation von Kohlenwasserstoffen enthält bei Temperaturen über 35O⁰C das die Reaktoren verlassende Gas neben den Nitrilen auch noch die Ausgangskomponenten, CO₂, CO, NH₃, HCN, H₂O sowie O₂ und N₂. Bei der Kühlung dieses Gases sublimieren dann das Ammoniumcarbonat sowie teilweise auch die Nitrile und verstopfen die Rohrleitungen und den Kühler. In den nachgeschalteten Absorptionsanlägen, in denen neben den Nitrilen und Ausgangsprodukten auch HCN abgeschieden werden muß, sublimieren weitere Mengen an Nitrilen oder Ammoniumcarbonat je nachaem, ob zuerst mit organischen Lösungsmitteln das Nitril oder mit wäßrigen Lösungen HCN lind NH3 abgeschieden werden sollen.

Aus der DE-OS 2427191 ist ein Verfahren bekannt, nach dem die Reaktionsprodukte nach ihrer Kühlung mit Wasser oder einem organischen Lösungsmittel gewaschen werden. In diesem Verfahren sind ständige Verstopfungen in den Rohrleitungen und Apparaten unvermeidlich.

Gemäß DE-GS 1S58595 wird das Gas in eine Sublimationskammer eingeleitet, gekühlt und von Nitrilen und (NH₄I₂CO₃ befreit. Danach wird das Sublimationsprodukt aus der Kammer diskontinuierlich abgezogen. Die Gewährleistung einer guten Abscheidung in der Sublimationskammer erfordert hohe mechanische Aufwendungen zur Sauberhaltung der Kühlflächen, die das ganze Verfahren störanfällig machen.

Nach einem in der GB-PS 1096SS1 beschriebenen Verfahren wird das Reaktionsgas in Essigsäure eingeleitet, die Lösung mit Wasser verdünnt und anschließend einer Wasserdampfdestillation unterworfen. Die Nitrile werden gemeinsam mit anderen organischen Verbindungen und Wasser als Kopfproclukt der Destillation gewonnen und werden anschließend mit einem organischen Lösungsmittel extrahiert. HCN muß in einer weiteren Absorptionsstufe gewonnen werden; NH₃ wird als Ammoniumacetat gebunden und geht verloren. Ein weiterer Nachteil ist der ständige Verbrauch von Essigsäure.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines kontinuierlichen Verfahrens zur gleichzeitigen Abscheidung mehrerer unterschiedlicher Produkte aus Gasströmen, wobei die Kühlung des Reaktionsgases und die gleichzeitige Absorption der wichtigsten Gasbestandteile so gestaltet werden, daß eine Verstopfung sicher vermieden wird und der Aufwand für die Gewinnung der Zielprodukte gering ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Des Ziel wird durch ein Verfahren zur gleichzeitigen Abscheidung mehrerer Produkte aus Gasströmen erreicht, bei dem die heißen Reaktorgase unmittelbar in einen Absorber geleitet werden, in dem erfindungsgemäß das Gas kontinuierlich mit einer aus verschiedenen, nicht miteinander mischbaren Lösungsmitteln bestehenden Emulsion im Gegenstrom gewaschen wird, wobei jeweils ein Lösungsmittel für mindestens eine Gaskomponente günstige Lösungseigenschaften haben muß.

Als Absorptionsapparate sind solche geeignet, in denen mit Hilfe mechanischer Vorrichtungen wie rotierende Einbauten die beiden Absorptionsmittel so intensiv gemischt werden, daß sie miteinander eine instabile Emulsion bilden. Mit dieser Emulsion ist es möglich, aus dem Gasstrom alle Komponenten, die nur in einer der beiden Absorptionslösungen löslich sind, gleichzeitig zu entfernen. Durch ein ausreichend hohes Flüssigkeits-Gas-Verhältnis oder durch äußere Kühlung des Absorptionsapparates ist die Abkühlung des Gases auf die für die Absorption erforderliche Temperatur möglich. Die mit den absorbierten Gasen beladene Emulsion gelangt vom Absorptionsapparat in einen Abscheider, in welchem sich die Emulsion trennt. Die dabei entstehenden Lösungen können durch Destillation oder nochmalige Extraktion aufgearbeitet werden.

Ausführungsbeispiele

Beispiel 1 (Fig. 1)

Bei der Herstellung von p-Methoxybenzonitril (PMN) werden p-Methoxytoluen (PMT), Luft, NH₃ und Wasser gemischt und in einem Reaktor mit V-Ti-Oxyd-Katalysatoren zu p-Methoxybenzonitril umgesetzt. Das Reaktionsgas verläßt den Reaktor mit einer Temperatur von 200°C bis 400⁰C. Es wird mit dieser Temperatur in den unteren Teil eines Gasbehandlungsapparates, der als Drehzylinderwäscher 1 ausgebildet ist, eingespeist. Dort wird es mit einer Emulsion gewaschen, die sich im Wäscher aufgrund der konstruktiven Gestaltung infolge Scherkräfte aus zugeführter NaOH-Lösung und Toluen bildet.

Der äußere Mantel des Apparates wird intensiv mit Wasser gekühlt. In der Emulsion lösen sich die Nitrile und nichtumgesetzten Ausgangsprodukte sowie CO2 und HCN nahezu vollständig.

Gasbestandteil	Reaktorausgang	Ausgang Wäscher
PMN	40 g/m³	nicht nachweisbar
PMT	3,6 g/m³	nicht nachweisbar
HCN	1,4%	nicht nachweisbar
CO₂	2,5	0,3%

Die Emulsion ist nur innerhalb des Apparates stabil und zerfällt nach Verlassen desselben sofort, wobei zwei flüssige Phasen unterschiedlicher Zusammensetzung anfallen, die aus dem Abscheider 2 abgezogen werden:

	Toluer_;rPhase	NaOH-Phase
PMN	27 g/l	0,03 g/l
PMT	3,2 g/l	nicht nachweisbar
CO₂		nicht bestimmt
HCN	—	1 g/l

Aus der Toluenphase lassen sich die gelösten Stoffe ohne Schwierigkeiten durch Destillation gewinnen, wobei das Toluen als leichtsiedende Komponente am Kopf der Destillationskolonne 6 entnommen und nach Passieren eines Kühlers 5 wieder dem Wäscher 1 zugeführt wird.

Die NaOH-Phase wird einer Extraktion mittels Toluen zur Entfernung des restlichen Nitrils unterworfen. Unter Verwendung eines Drehscheibenextraktors 3 werden erhalten:

Toiuen-Phase NaOH-Phase

PMN 3 g/l nicht nachweisbar

PMT nicht nachweisbar nicht nachweisbar

ι Die Toluenphase wird in der Destillationskolonne 6 getrennt. Das den Drehzylinderwäscher verlassende Gas enthält noch NH₃, das in dem nachgeschalteten Wäscher 4 mittels Wasser oder saurer Lösungen zurückgewonnen werden kann.

Beispiel 2 (Fig. 2) '

Bei der Herstellung von Acrylnitril (ACN) werden Propylen, Ammoniak und Luft gemischt und in einem Reaktor katalytisch zu ACN umgesetzt. Die Reaktorabgase enthalten hauptsächlich ACN, NH₃, N₂, Acetonitril. Dieses etwa 450°C heiße Reaktorabgas wird in einem intensiv gekühlten Drehzylinderwäscher 1 mit Wasser und Toluen gewaschen. Die sich im Wäscher bildende Emulsion wird im Abscheider 2 getrennt. Die Toluenphase enthält das ACN, welches nach Passieren einer Destillationskolonne 6 gewonnen wird. Die Blausäure und Acetonitril enthaltende wäßrige Phase kann destillativ oder extraktiv aufgearbeitet werden. .

Claims

Verfahren zur gleichzeitigen Abscheidung mehrerer Produkte aus Gasströmen durch Absorption, gekennzeichnet dadurch, daß der Gasstrom kontinuierlich im Gegenstrom mit einer aus verschiedenen, nicht miteinander mischbaren Lösungsmitteln bestehenden Emulsion, von denen jeweils ein Lösungsmittel für mindestens eine Gaskomponente günstige Lösungseigenschaften haben muß, gewaschen wird, wobei die Emulsion innerhalb des Absorptionsapparates durch rotierende Einbauten erzeugt wird und nach Verlassen des Apparates in ihre Bestandteile zerfällt.

s-Hierzu 2 Seiten Zeichnungen