DE1618136C3

DE1618136C3 - Verfahren zur destillativen Reinigung von Phthalsäureanhydrid

Info

Publication number: DE1618136C3
Application number: DE1618136A
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. 6840 Lampertheim Mann
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1966-05-21
Filing date: 1967-04-15
Publication date: 1983-04-07
Also published as: BE698804A; DE1266748C2; NL6706981A; DE1618136B2; AT269850B; CH479523A; US3420750A; GB1180117A; DE1618136A1; DE1266748B

Description

In der FR-PS 14 71085 ist ein Verfahren zur destillativen Reinigung von Roh-Phthalsäureanhydrid (im folgenden PSA genannt) in einer aus mehreren Kolonnen bestehenden Destillationsapparatur beschriebenj bei dem jedoch keine Dünnschichtverdampfer als Sumpferhitzer verwendet werden. Außerdem werden höhersiedende Rückstände vor der eigentlichen Rektifikation abgetrennt.

Gegenstand des älteren Patents 12 66 748 ist ein Verfahren zur kontinuierlichen destillativen Aufbereitung von rohem PSA in einer aus zwei hintereinandergeschalteten Destillationsstufen bestehenden Vorrichtung, bei der zwar unter Anwendung von Dünnschichtverdampfern, jedoch in einer Stufe unter einfachem Durchlauf der Flüssigkeit und im Gegenstrom zum Dampf gearbeitet wird. Weiterhin ist der Anteil des zu verdampfenden PSA so zu bemessen, daß dessen Gehalt in den nicht verdampfenden Anteilen mindestens 80% beträgt.

Es wurde gefunden, daß man bei der kontinuierlichen destillativen Reinigung von rohem, durch o-Xylol-Oxidation erhaltenem Phthalsäureanhydrid in einer aus zwei hintereinandergeschalteten Destillationskolonnen bestehenden Vorrichtung, in der zunächst niedrigsiedende Anteile abgetrennt und anschließend reines Phthalsäureanhydrid über Kopf vom Rückstand abdestilliert wird, wobei man die Verdampfung des Phthalsäureanhydrids in beiden Destillationsstufen in Dünnschichtverdampfern durchführt, die Dämpfe im Verdampfer der zweiten Stufe im Gleichstrom zu der unter Zwangsumlauf geleiteten Flüssigkeit führt, von dem den beiden Verdampfern zugeführten Phthalsäureanhydrid nur so viel verdampft, daß im nicht verdampften Anteil der Phthalsäureanhydrid-Gehalt mindestens 80 Gewichtsprozent beträgt, und wobei man in beiden Verdampfern weniger als 60 Gewichtsprozent des zugeführten Produktes verdampft, vorteilhafte Ergebnisse erzielt, wenn man auch im Verdampfer der ersten Stufe die Dämpfe im Gleichstrom zu der unter Zwangsumlauf geleiteten Flüssigkeit führt und die Verdampfung in beiden Stufen unabhängig von dem Phthalsäureanhydrid-Gehalt im nicht verdampften Anteil durchführt.

Während es bislang bei der kontinuierlichen Destillation für notwendig erachtet wurde, die Destillation nur ίο so weit durchzuführen, daß der Rückstand noch mindestens 80% PSA enthält, und dessen Rückstand dann in einer nachgeschalteten Rückstandsdestillation auf einen Gehalt von etwa 50% PSA aufzukonzentrieren oder aber unter Verwendung von speziellen Sprühverdampfern in einem Stickstoffstrom weitgehend vom PSA zu befreien, entfällt diese Rückstandsdestillation bei der neuen Arbeitsweise beim Einsatz von durch o-Xyloloxidation hergestelltem PSA. Hierdurch wird eine wesentliche Kostenersparnis bei der PSA-Destillation erzielt, und zwar sowohl im Hinblick auf Investitionskosten als auch im Hinblick auf Arbeitskräftebedarf und Betriebskosten.

Überraschenderweise treten bei dem neuen Verfahren auch bei langen Betriebsperioden keinerlei Verkrustungen an den Heizflächen auf.

Das Ausgangsprodukt kann zuvor durch Wärmebehandlung, gegebenenfalls in Gegenwart von alkalischen Stoffen oder von Schwefelsäure, weitgehend von darin enthaltenen Verunreinigungen befreit sein. Sowohl PSA, das noch geringe Mengen an niedrigsiedenden Anteilen enthält, als auch solches, das praktisch frei ist von niedrigsiedenden Anteilen, ist verwendbar. Aber auch ein durch Destillation weitgehend konzentriertes Produkt, das reich an hochsiedenden Anteilen ist, kann eingesetzt werden. Der Anteil an höhersiedenden Komponenten bzw. Rückstand beträgt im allgemeinen 0,5 bis 85 Gew.-%, insbesondere 10 bis 70 Gew.-%.

Die Destillation wird im üblichen Temperaturbereich, etwa zwischen 160 und 240⁰C und üblicherweise unter vermindertem Druck, etwa zwischen 20 und 200 Torr durchgeführt.

Ein Merkmal des neuen Verfahrens ist es, weniger als 60 Gew.-% des dem Verdampfer zugeführten Produktes zu .verdampfen, vorzugsweise 5 bis 50 Gew.-%, insbesondere zwischen 15 und 50 Gew.-% des zugeführten Produkts. Dadurch soll sichergestellt werden, daß sämtliche Oberflächen des Verdampfers hinreichend mit Produkt gespült werden und keinerlei Abscheidungen auftreten. Die im nicht verdampften Anteil enthaltene Menge PSA kann dabei beliebig gewählt sein, und zwar zwischen praktisch 0 und etwa 99 Gew.-%. Selbstverständlich verdampft man zweckmäßig nicht mehr als der PSA-Gehalt des dem Verdampfer zugeführten Produktes beträgt, damit ein weitgehend von höhersiedenden Anteilen freies PSA-Destillat erhalten wird.

Die Destillation wird in Dünnschichtverdampfern

üblicher Bauart, vorzugsweise in Fallfilm- oder senkrecht aufgestellten Röhrenverdampfern durchgeführt.

Dämpfe und nicht verdampfte Flüssigkeiten werden im Gleichstrom geführt.

Um rohes stark verunreinigtes PSA zu reinigen, benutzt man zweckmäßig herkömmliche Bauelemente der kontinuierlichen PSA-Destillation für das Verfahren der Erfindung.

Die in dem Beispiel genannten Teile sind Gewichtsteile.

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Beispiel

In eine Kolonne (1, vgl. Figur) mit 18 theoretischen Böden, die unter einem Druck von 150 Torr bei einer Sumpftemperatur von 222°C und einer Kopftemperatur von 197°C betrieben wird, werden stündlich 23,6 Teile eines auf 215°C vorgeheizten, flüssigen PSA, das noch 0,5 Gew.-% leichter siedende und 0,4 Gew.-% höher siedende Anteile enthält, in Höhe des 12. praktischen Bodens eingeführt. Gleichzeitig werden stündlich 8,5 Teile Rücklauf aus Gefäß (3) in den oberen Teil der Kolonne eingeführt. Das Produkt wird aus dem unteren Teil der Kolonne über ein Zwischengefäß in einen Dünnschichtverdampfer (2) gepumpt. Dieser Verdampfer enthält ein senkrecht angeordnetes Rohrbündel, dessen Enden in Rohrboden eingebaut sind. Oberhalb des oberen Rohrbodens befindet sich eine Verteilervorrichtung für die auf die Rohre herabfließende Flüssigkeit. Die entstandenen Dämpfe werden im Gleichstrom zur Flüssigkeit vom unteren Teil des Verdampfers her in die Kolonne eingeführt. Es wird stündlich eine solche Menge PSA verdampft, daß am Kolonnenkopf im Kühler (4) eine Produktmenge von 8,7 Teilen, die aus 40% PSA und 60% leichter siedenden Anteilen besteht, kondensiert. Diesem Kondensat werden stündlich 0,2 Teile entnommen, während 8,5 Teile als Rücklauf auf den Kolonnenkopf zurückgegeben werden. Das Arbeiten des Verdampfers wird durch einen Kreisstrom von PSA aufrechterhalten, der stündlich einer Menge von 104 Teilen entspricht.

Ein Teilstrom des dem Verdampfer zugeführten flüssigen Produkts der Zusammensetzung 99,6% PSA und 0,4% Rückstand wird in einer Menge von stündlich 23,4 Teilen auf den 10. Boden einer Kolonne (5) mit 18 theoretischen Böden eingeführt. Gleichzeitig wird die Kolonne im oberen Teil stündlich mit 23,3 Teilen Rücklauf aus Gefäß (11) beschickt. Das im unteren Teil der Kolonne abfließende Produkt wird über ein

ίο Puffergefäß (6) mit Hilfe der Pumpe (7) in einen Dünnschichtverdampfer (8) geleitet, und zwar stündlich 270 Teile der Zusammensetzung 25 Gew.-% PSA und 75 Gew.-% Rückstand und höher siedende Verbindungen. Dieser Verdampfer (8) ist in gleicher Weise ausgeführt wie Verdampfer (2). Flüssigkeit und Dämpfe fließen im Gleichstrom durch die Rohre. Im Verdampfer (8) werden stündlich 46,6 Teile Produkt verdampft. Die Dämpfe werden in die Kolonne (5) geführt. Am Kolonnenkopf werden die Dämpfe im Kondensator (10) kondensiert. Stündlich werden 23,3 Teile des Kondensats als Rein-PSA entnommen, während weitere 23,3 Teile PSA als Rücklauf auf den Kolonnenkopf zurückgegeben werden. Über Leitung (9) werden aus dem Pumpenkreisstrom stündlich 0,1 Teil eines Produktes, das aus 25% PSA und 75% Rückstand und höher siedenden Verbindungen besteht, entnommen. Nach mehrjährigem ununterbrochenem Betrieb sind auf den Verdampferflächen keinerlei Ablagerungen feststellbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur kontinuierlichen destillativen Reinigung von rohem, durch o-Xylol-Oxidation erhaltenem Phthalsäureanhydrid in einer aus zwei hintereinandergeschalteten Destillationskolonnen bestehenden Vorrichtung, in der zunächst niedrigsiedende Anteile abgetrennt und anschließend reines Phthalsäureanhydrid über Kopf vom Rückstand abdestilliert wird, wobei man die Verdampfung des Phthalsäureanhydrids in beiden Destillationsstufen in Dünnschichtverdampfern durchführt, die Dämpfe im Verdampfer der zweiten Stufe im Gleichstrom zu der unter Zwangsumlauf geleiteten Flüssigkeit führt, von dem den beiden Verdampfern zugeführten Phthalsäureanhydrid nur so viel verdampft, daß im nicht verdampften Anteil der Phthalsäureanhydrid-Gehalt mindestens 80 Gewichtsprozent beträgt, und wobei man in beiden Verdampfern weniger als 60 Gewichtsprozent des zugeführten Produktes verdampft, dadurch gekennzeichnet, daß man auch im Verdampfer der ersten Stufe die Dämpfe im Gleichstrom zu der unter Zwangsumlauf geleiteten Flüssigkeit führt und die Verdampfung in beiden Stufen unabhängig von dem Phthalsäureanhydrid-Gehalt im nicht verdampften Anteil durchführt.