DE10336386A1 - Absorptive separation of acrylic acid, useful for the production water absorbents and adhesives, comprises recycling organic raffinate from the acid water extraction to the absorption unit at least one theoretical stage below its head - Google Patents

Absorptive separation of acrylic acid, useful for the production water absorbents and adhesives, comprises recycling organic raffinate from the acid water extraction to the absorption unit at least one theoretical stage below its head Download PDF

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DE10336386A1 DE2003136386 DE10336386A DE10336386A1 DE 10336386 A1 DE10336386 A1 DE 10336386A1 DE 2003136386 DE2003136386 DE 2003136386 DE 10336386 A DE10336386 A DE 10336386A DE 10336386 A1 DE10336386 A1 DE 10336386A1
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Abstract

Process for the absorptive separation of acrylic acid from a product gas mixture, resulting from a heterogeneously catalyzed gas phase oxidation of propene comprises cooling of the product mixture and feeding to an absorption unit with recycling of the organic raffinate from the acid water extraction to the absorption unit whereby the recycle is carried out at least one theoretical stage below the head of the absorption unit. Process for the absorptive separation of acrylic acid from a product gas mixture, resulting from a heterogeneously catalyzed gas phase oxidation of propene to acrylic acid and containing acrylic acid and water vapor as well as by-products comprising low boiling material, middle boiling material, high boiling material and material that is difficult to condense, comprises cooling of the product mixture; passage of the cooled product mixture by counter current flow into an absorption unit containing an ascending high boiling point liquid hydrophobic organic absorption agent with avoidance of the formation of a liquid aqueous phase; cooling of the non-absorbed residual product mixture in a condensation unit with condensation of the water vapor and low boiling point material as acid water; recycling of a partial quantity as a diluent gas to the gas phase oxidation of propene with a partial quantity used as a stripping gas after passage through a washing unit to remove acrylic acid and disposal of the remaining gas; passage of a small amount of the absorbed liquid containing acrylic acid to a distillation unit as a high boiling point outlet that is recycled, as a vapor phase by heating, back to the absorption unit and the remaining high boiling point material is disposed of; the liquid outlet from the absorption unit containing acrylic acid is fed to a desorption unit and low boiling point material removed by the stripping gas with recycle of the stripping gas containing low boiling point material to the absorption unit; passage of the absorption agent stream containing acrylic acid to a distillation column having a concentrating and a distillation compartment with condensation of the absorption agent and high boiling point material in the sump of the distillation column; separation of crude acrylic acid via a side take-off from the concentrating compartment of the distillation column; recycle of the low boiling point materials from the head of the column to the absorption unit; removal of the absorption agent from the sump of the distillation column with optional addition of fresh absorption agent as required and passage through the wash unit in counter-current flow to the recycle gas flow to remove acrylic acid; partition of the absorption agent leaving the wash unit into two portions having the same composition whereby the larger portion is recycled to the head of the absorption unit and the smaller portion is mixed with acid water in an extractive exchange in order to take up the acrylic acid contained in the acid water into the absorption agent and the polar middle boiling material contained in the absorption agent into the acid water; recycle of the organic raffinate from the acid water extraction to the absorption unit whereby the recycle is carried out at least one theoretical stage below the head of the absorption unit.

Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren der absorptiven Grundabtrennung von Acrylsäure aus dem Produktgasgemisch einer heterogen katalysierten partiellen Gasphasenoxidation von Propen zu Acrylsäure, das neben Acrylsäure und Wasserdampf Leichtsieder, Mittelsieder, Schwersieder und Schwerkondensierbare als Nebenbestandteile enthält, bei dem man

  • – das Produktgasgemisch auf die für die Absorption gewünschte Temperatur abkühlt,
  • – das abgekühlte Produktgasgemisch in einer Absorptionseinheit zum Zweck der absorptiven Abtrennung der Acrylsäure zu einem in der Absorptionseinheit absteigenden hochsiedenden flüssigen hydrophoben organischen Absorptionsmittel unter Vermeidung des Anfalls einer flüssigen wässrigen Phase im Gegenstrom führt,
  • – das nicht in das Absorptionsmittel absorbierte verbleibende Restproduktgasgemisch in einer Kondensationseinheit abkühlt und darin enthaltenen Wasserdampf sowie Leichtsieder als Sauerwasser auskondensiert,
  • – das bei der Sauerwasserkondensation verbleibende, insbesondere die Schwerkondensierbaren enthaltende Restgas als Kreisgas in Teilmengen gleicher Zusammensetzung aufteilt,
  • – eine Kreisgasteilmenge als Verdünnungsgas in die heterogen katalysierte partielle Gasphasenoxidation von Propen zu Acrylsäure rückführt, eine andere Kreisgasteilmenge in in einer Wascheinheit von Acrylsäure frei gewaschenen Form als Strippgas verwendet und die verbleibende Kreisgasmenge entsorgt,
  • – eine kleine Teilmenge des die Acrylsäure absorbiert enthaltenden Flüssigkeitsablaufs der Absorptionseinheit einer Destillationseinheit als Schwersiederauslaß zuführt, die durch Erwärmen des Flüssigkeitsablaufs in selbiger erzeugte Dampfphase in die Absorptionseinheit rückführt und die dabei flüssig verbleibenden Schwersieder entsorgt,
  • – aus dem übrigen der Absorptionseinheit effektiv entnommenen, die Acrylsäure absorbiert enthaltenden Flüssigkeitsablauf der Absorptionseinheit in einer Desorptionseinheit durch Strippen mit der in der Wascheinheit von Acrylsäure frei gewaschenen Kreisgasteilmenge Leichtsieder entfernt,
  • - mit Leichtsiedern beladenes Strippgas in die Absorptionseinheit rückführt,
  • – den aus der Desorptionseinheit ablaufenden mit Acrylsäure beladenen Absorptionsmittelstrom einer Rektifikationseinheit mit Verstärkungs- und Abtriebsteil zuführt,
  • – im Abtriebsteil der Rektifikationseinheit das Absorptionsmittel und Schwersieder in den Sumpf der Rektifikationseinheit kondensiert,
  • – im Verstärkungsteil der Rektifikationseinheit über Seitenabzug eine rohe Acrylsäure abtrennt,
  • – den über Kopf des Verstärkungsteils abgetrennten Leichtsiederstrom in die Absorptionseinheit rückführt,
  • – aus dem Sumpfbereich der Rektifikationseinheit das von Leichtsiedern und Acrylsäure befreite Absorptionsmittel entnimmt, bei Bedarf mit frischem Absorptionsmittel ergänzt und in der Wascheinheit im Gegenstrom zur noch Acrylsäure enthaltenden Kreisgasteilmenge führt, um diese von Acrylsäure frei zu waschen,
  • – das in der Wascheinheit ablaufende Absorptionsmittel, gegebenenfalls nachdem es über die als Schwersiederauslaß eingesetzte Destillationseinheit geführt wurde, in zwei Teilmengen gleicher Zusammensetzung aufteilt, die größere der beiden Teilmengen auf den Kopf der Absorptionseinheit rückführt und die kleinere Teilmenge mit Sauerwasser in extraktive Wechselwirkung bringt, um im Sauerwasser enthaltene Acrylsäure in das Absorptionsmittel und im Absorptionsmittel enthaltene polare Mittelsieder ins Sauerwasser aufzunehmen und
  • – das bei der Sauerwasserextraktion anfallende organische Raffinat in die Absorptionseinheit rückführt.
The present invention relates to a process for the absorptive basic separation of acrylic acid from the product gas mixture of a heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation of propene to acrylic acid which, in addition to acrylic acid and water vapor, contains low boilers, medium boilers, high boilers and heavy condensables as secondary constituents, in which
  • - the product gas mixture cools to the temperature desired for absorption,
  • The cooled product gas mixture leads in an absorption unit for the purpose of absorptively separating the acrylic acid to a high-boiling liquid hydrophobic organic absorption medium descending in the absorption unit while avoiding the occurrence of a liquid aqueous phase in countercurrent,
  • The residual product gas mixture not absorbed into the absorbent cools in a condensation unit and the water vapor and low boilers contained therein are condensed out as acid water,
  • Divides the residual gas remaining in the acid water condensation, in particular containing the heavy condensables, as recycle gas into portions of the same composition,
  • - recirculates a part of the circulating gas as dilution gas into the heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation of propene to acrylic acid, uses another part of the circulating gas in a form which has been freed of acrylic acid in a washing unit as stripping gas and disposed of the remaining amount of circulating gas,
  • Feeds a small portion of the liquid drain containing the acrylic acid absorbed to the absorption unit of a distillation unit as a high boiler outlet, which returns to the absorption unit by heating the liquid drain in the vapor phase it produces and disposes of the high boilers remaining liquid,
  • - from the rest of the absorption unit, the liquid outlet of the absorption unit, which contains acrylic acid absorbed, is removed in a desorption unit by stripping with the partial gas amount of circulating gas which has been washed free of acrylic acid in the washing unit,
  • - returns stripping gas loaded with low boilers to the absorption unit,
  • Feeds the stream of absorbent loaded with acrylic acid from the desorption unit to a rectification unit with a reinforcing and stripping section,
  • - In the stripping section of the rectification unit, the absorbent and high boilers are condensed into the bottom of the rectification unit,
  • - in the reinforcement part of the rectification unit, a crude acrylic acid is separated off via a side draw,
  • - recycle the low boiler flow separated off at the top of the reinforcement section into the absorption unit,
  • - from the sump area of the rectification unit removes the absorbent freed from low boilers and acrylic acid, if necessary, replenishes it with fresh absorbent and in the washing unit countercurrently leads to the portion of circulating gas still containing acrylic acid in order to wash it free of acrylic acid,
  • - The absorbent running off in the washing unit, if necessary after it has been passed through the distillation unit used as the high boiler outlet, is divided into two portions of the same composition, the larger of the two portions is returned to the top of the absorption unit and the smaller portion is interacting with acidic water in order to acrylic acid contained in the acid water in the absorbent and polar medium boilers contained in the absorbent in the acid water and
  • - The organic raffinate obtained during the acid water extraction is returned to the absorption unit.

Acrylsäure ist aufgrund ihrer sehr reaktionsfähigen Doppelbindung sowie ihrer Säurefunktion ein wertvolles Monomeres zur Herstellung von Polymerisaten, die z.B. als wasserabsorbierende Harze, als Bindemittel für wässrige Dispersionsfarben oder in wässrigem Medium dispers verteilt als Klebstoffe geeignete sind.Acrylic acid is very much because of it reactive Double bond and their acid function a valuable monomer for the production of polymers that e.g. as water-absorbent resins, as binders for aqueous emulsion paints or in watery Medium disperse are suitable as adhesives.

Unter anderem ist Acrylsäure durch heterogen katalysierte partielle Gasphasenoxidation von Propen und/oder Acrolein mit Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltenden Gasen in Gegenwart von festen Katalysatoren und bei erhöhter Temperatur zugänglich. Vor allem zur Bewältigung der hohen Reaktionswärme werden die Reaktionspartner im Reaktionsgasgemisch vorzugsweise mit Inertgasen und/oder Wasserdampf verdünnt. Als Propen wird in den großtechnischen Verfahren üblicherweise ein Propen der Reinheitsgrade „chemical grade" bzw. „polymer grade" eingesetzt, wie es am Propenmarkt käuflich erwerblich ist Zur Verbesserung der Selektivität wird die heterogen katalysierte Partialoxidation von Propen zu Acrylsäure, die in natürlicher Weise in zwei aufeinander erfolgenden Schritten erfolgt (der erste Reaktionsschritt setzt das Propen zum Acrolein um und der zweite Reaktionsschritt setzt dass Acrolein zur Acrylsäure um) häufig in zwei räumlich getrennten Reaktionsstufen durchgeführt, in denen die jeweiligen Reaktionsbedingungen und katalytischen Aktivmassen in idealer Weise an den jeweiligen Reaktionsschritt angepasst werden können (prinzipiell kann vorgenannte Partialoxidation aber auch in einer Reaktionsstufe durchgeführt werden). In der ersten Reaktionsstufe, in der die heterogen katalysierte Partialoxidation von Propen zu Acrolein erfolgt, werden als katalytische Aktivmassen in der Regel oxidische Mehrkomponentensysteme auf Basis von Molybdän, Wismut und Eisen, wie sie z. B in der EP-A 1 005 908, der EP-A 700714 und in der DE-A 19501325 beschrieben sind, verwendet. In der zweiten Reaktionsstufe, in der die heterogen katalysierte Partialoxidation von Acrolein zu Acrylsäure erfolgt, werden als katalytische Aktivmassen in der Regel oxidische Mehrkomponentensysteme auf der Basis von Molybdän, Vanadium, Wolfram, Kupfer und gegebenenfalls Antimon, wie sie z.B. in der EP-A 1 071 507 und in der EP-A 700893 beschrieben sind, verwendet.Among other things, acrylic acid is accessible through heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation of propene and / or acrolein with gases containing oxygen or oxygen in the presence of solid catalysts and at elevated temperature. Especially to cope with the high heat of reaction, the reactants in the reaction gas mixture are preferably diluted with inert gases and / or water vapor. The propene used in large-scale industrial processes is usually a propene of the “chemical grade” or “polymer grade” purity, as is commercially available on the propene market. To improve the selectivity, the heterogeneously catalyzed partial oxidation of propene to acrylic acid, which naturally occurs in two successive steps (the first reaction step converts the propene to acrolein and the second reaction step converts acrolein to acrylic acid) are often carried out in two spatially separated reaction stages, in which the respective reaction conditions and catalytic active materials are ideally adapted to the respective reaction step can be (in principle, the aforementioned partial oxidation can also be carried out in one reaction stage). In the first reaction stage, in which the heterogeneously catalyzed partial oxidation of propene to acrolein takes place, the catalytic active materials in generally oxidic multi-component systems based on molybdenum, bismuth and iron, such as z. B in EP-A 1 005 908, EP-A 700714 and in DE-A 19501325 are used. In the second reaction stage, in which the heterogeneously catalyzed partial oxidation of acrolein to acrylic acid takes place, oxidic multicomponent systems based on molybdenum, vanadium, tungsten, copper and optionally antimony, as described, for example, in EP-A 1, are generally used as catalytic active compositions 071 507 and described in EP-A 700893 are used.

Bei diesem Verfahren wird jedoch nicht reine Acrylsäure sondern ein Produktgasgemisch erhalten, das neben Acrylsäure als Nebenkomponenten nicht umgesetztes Acrolein und/oder Propen sowie Bestandteile wie Wasserdampf, Kohlenoxide (CO; CO2), Stickstoff, Sauerstoff, Propan, Methan, niedere gesättigte Carbonsäuren wie Ameisensäure, Essigsäure und Propionsäure, niedere Aldehyde wie Formaldehyd, Benzaldehyd und Furfurale sowie höhere Carbonsäuren bzw. deren Anhydride wie Benzoesäure, Phthalsäureanhydrid und Maleinsäureanhydrid enthält. Ein Teil dieser Nebenkomponenten ist leichter flüchtig als Acrylsäure (z.B. Essigsäure) und wird hier als Leichtsieder bezeichnet. Ein anderer Teil ist schwerer flüchtig wie Acrylsäure (z.B. Phthalsäureanhydrid) und wird in dieser Schrift als Schwersieder (dieser Begriff umfasst aber auch Verbindungen, die sich im Verlauf der Acrylsäureabtrennung erst bilden, wie zum Beispiel in flüssiger Phase sich durch Michael – Addition bildene Acryl säureoligomere) bezeichnet, während der Begriff der Mittelsieder (z.B. Maleinsäure) Nebenkomponenten meint, die eine ähnliche Flüchtigkeit wie Acrylsäure aufweisen. Der Begriff „Schwerkondensierbare" fasst die Nebenkomponenten zusammen, die wie Stickstoff sehr viel leichter flüchtig sind als Wasser. Aus diesem Produktgasgemisch muss die Acrylsäure anschließend abgetrennt werden.In this process, however, not pure acrylic acid but a product gas mixture is obtained which, in addition to acrylic acid as secondary components, contains unreacted acrolein and / or propene as well as components such as water vapor, carbon oxides (CO; CO 2 ), nitrogen, oxygen, propane, methane, and lower saturated carboxylic acids such as Contains formic acid, acetic acid and propionic acid, lower aldehydes such as formaldehyde, benzaldehyde and furfural and higher carboxylic acids or their anhydrides such as benzoic acid, phthalic anhydride and maleic anhydride. Some of these secondary components are more volatile than acrylic acid (eg acetic acid) and are referred to here as low boilers. Another part is less volatile than acrylic acid (e.g. phthalic anhydride) and is referred to in this document as a high boiler (but this term also includes compounds that only form during the removal of acrylic acid, such as acrylic acid oligomers formed in the liquid phase by Michael addition ), while the term middle boilers (e.g. maleic acid) means secondary components that have a similar volatility to acrylic acid. The term "heavy condensable" summarizes the secondary components which, like nitrogen, are much more volatile than water. The acrylic acid then has to be separated from this product gas mixture.

Die Grundabtrennung der Acrylsäure aus dem gasförmigen Produktgasgemisch erfolgt in der Regel durch sorptive und destillative Verfahren. Zum Beispiel durch Gegenstromabsorption der Acrylsäure in ein (vorzugsweise inertes) hochsiedendes flüssiges hydrophobes organisches Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch, wobei der Anfall einer flüssigen wässrigen Phase vermieden wird, und mehreren anschließenden destillativen Aufarbeitungsschritten, wie dies z.B. in den Schriften DE-A 21 36 396 , DE-A 24 49 780 , DE-A 43 08 087 , DE-A 44 36 243 , DE-A 196 06 877 und EP-A 1 125 912 beschrieben wird. Gemäß den Schriften DE-A 21 21 123 , DE-A 34 29 391 , EP-A 0 009 545, EP-A 1 041 062, EP-A 1 065 197, EP-A 1 097 916 und US-A 5 154 800 wird zunächst mit Wasser bzw. wäßriger Acrylsäure im Gegenstrom absorbiert und anschließend extraktiv oder azeotrop destilliert (der Begriff der Destillation wird in dieser Schrift oberbegrifflich verwendet und soll auch die mehr als eine theoretische Trennstufe aufweisenden Rektifikationen umfassen).The basic separation of acrylic acid from the gaseous product gas mixture is usually carried out by sorptive and distillative processes. For example, by countercurrent absorption of acrylic acid in a (preferably inert) high-boiling liquid hydrophobic organic solvent or solvent mixture, avoiding the formation of a liquid aqueous phase, and several subsequent distillative workup steps, as described, for example, in the documents DE-A 21 36 396 . DE-A 24 49 780 . DE-A 43 08 087 . DE-A 44 36 243 . DE-A 196 06 877 and EP-A 1 125 912 is described. According to the scriptures DE-A 21 21 123 . DE-A 34 29 391 , EP-A 0 009 545, EP-A 1 041 062, EP-A 1 065 197, EP-A 1 097 916 and US-A 5 154 800 is first absorbed with water or aqueous acrylic acid in countercurrent and then distilled extractively or azeotropically (the term distillation is used in this document as a generic term and is also intended to include the rectifications having more than one theoretical plate).

Die EP-A 117146 betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Acrylsäure aus dem Produktgasgemisch der Partialoxidation durch Absorbieren der Acrylsäure in einer mit Wasser betriebenen Absorptionskolonne. Durch Extraktion mit Ethylacetat wird die Acrylsäure aus dem wässrigen Flüssigkeitsablauf der Absorptionskolonne abgetrennt und aus dem Extrakt Acrylsäure über Sumpf rektifikativ gewonnen.EP-A 117146 relates to a method for the separation of acrylic acid from the product gas mixture of the partial oxidation by absorption of acrylic acid in an absorption column operated with water. By extraction with ethyl acetate the acrylic acid from the watery liquid drain separated from the absorption column and from the acrylic acid extract over the sump rectified.

Gemäß Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Ed. 5, Vol. A1, Seiten 166 und 167 sowie gemäß EP-A 1 125 912 ist die Verwendung eines hochsiedenden flüssigen hydrophoben Absorptionsmittels besonders vorteilhaft.According to Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Ed. 5, vol. A1, pages 166 and 167 and in accordance with EP-A 1 125 912 is the use of a high boiling liquid hydrophobic Absorbent particularly advantageous.

Als hochsiedende (inerte) flüssige hydrophobe organische Absorptionsmittel (Absorbens) kommen (auch für das erfindungsgemäße Verfahren) z.B. diejenigen der EP-A 722926 sowie diejenigen der DE-A 4436243 in Betracht. Das sind Flüssigkeiten, deren Siedepunkt bei Normaldruck (1 atm) oberhalb der Siedetemperatur der Acrylsäure liegt und die zu wenigstens 70 Gew.-% aus solchen Molekülen bestehen, die keine nach außen wirkende polare Gruppe enthalten und somit beispielsweise nicht in der Lage sind, Wasserstoffbrücken zu bilden. Besonders günstige Absorptionsmittel sind als Diphyl® bezeichnete Gemische aus Diphenylether (70 bis 75 Gew.-%) und Diphenyl (25 bis 30 Gew.-%). Ein ganz besonders günstiges Absorptionsmittel ist ein Gemisch aus einer Mischung aus 70 bis 75 Gew.-% Diphenylether und 25 bis 30 Gew.-% Diphenyl sowie, bezogen auf diese Mischung, 0,1 bis 25 Gew.-% Dimethylphthalat.Suitable high-boiling (inert) liquid hydrophobic organic absorbents (absorbent) (also for the process according to the invention) are, for example, those of EP-A 722926 and those of DE-A 4436243 into consideration. These are liquids whose boiling point at normal pressure (1 atm) is above the boiling point of acrylic acid and which consist of at least 70% by weight of those molecules that do not contain any polar group that acts on the outside and are therefore unable, for example, to form hydrogen bonds to build. Particularly favorable absorbents are described as Diphyl ® mixtures of diphenyl ether (70 to 75 wt .-%) and biphenyl (25 to 30 wt .-%). A very particularly favorable absorption medium is a mixture of a mixture of 70 to 75% by weight of diphenyl ether and 25 to 30% by weight of diphenyl and, based on this mixture, 0.1 to 25% by weight of dimethyl phthalate.

In der DE-A 19606877 werden ebenfalls solche hochsiedende (inerte) flüssige hydrophobe organische Absorptionsmittel (Absorbens) in einem wie eingangs beschriebenen Verfahren zur Grundabtrennung von Acrylsäure aus dem Produktgasgemisch der hetreogen katalysierten partiellen Gasphasenoxidation von Propen zu Acrylsäure eingesetzt.In the DE-A 19606877 Such high-boiling (inert) liquid hydrophobic organic absorbents (absorbent) are also used in a process as described at the outset for the basic separation of acrylic acid from the product gas mixture of the heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation of propene to acrylic acid.

Charakteristisch für die Verfahrensweise der DE-A 19606877 ist, dass gemäß allen Figuren der DE-A 19606877 die Rückführung des bei der Sauerwasserextraktion anfallenden organischen Raffinats auf den Kopf der Absorptionseinheit erfolgt.Characteristic of the procedure of the DE-A 19606877 is that according to all the figures the DE-A 19606877 the organic raffinate obtained during the acid water extraction is returned to the top of the absorption unit.

Nachteilig an dieser Verfahrensweise ist, dass mit ihr zu hohe Acrylsäureverluste im Sauerwasserextrakt einhergehen.A disadvantage of this procedure is that with it too high acrylic acid losses go hand in hand with the sour water extract.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand daher darin, ein wie eingangs beschriebenes, verbessertes Verfahren zur Grundabtrennung von Acrylsäure zur Verfügung zu stellen.The object of the present invention therefore consisted of an improved as described at the beginning Processes for basic separation of acrylic acid are available too put.

Demgemäß wurde ein Verfahren der absorptiven Grundabtrennung von Acrylsäure aus dem Produktgasgemisch einer heterogen katalysierten partiellen Gasphasenoxidation von Propen zu Acrylsäure, das neben Acrylsäure und Wasserdampf Leichtsieder, Mittelsieder, Schwersieder und Schwerkondensierbare als Nebenbestandteile enthält, bei dem man

  • – das Produktgasgemisch auf die für die Absorption gewünschte Temperatur abkühlt,
  • – das abgekühlte Produktgasgemisch in einer Absorptionseinheit zum Zweck der absorptiven Abtrennung der Acrylsäure zu einem in der Absorptionseinheit absteigenden hochsiedenden flüssigen hydrophoben organischen Absorptionsmittel unter Vermeidung des Anfalls einer flüssigen wässrigen Phase im Gegenstrom führt,
  • – das nicht in das Absorptionsmittel absorbierte verbleibende Restproduktgasgemisch in einer Kondensationseinheit abkühlt und darin enthaltenen Wasserdampf sowie Leichtsieder als Sauerwasser auskondensiert,
  • – das bei der Sauerwasserkondensation verbleibende, insbesondere die Schwerkondensierbaren enthaltende Restgas als Kreisgas in Teilmengen gleicher Zusammensetzung aufteilt,
  • – eine Kreisgasteilmenge als Verdünnungsgas in die heterogen katalysierte partielle Gasphasenoxidation von Propen zu Acrylsäure rückführt, eine andere Kreisgasteilmenge in in einer Wascheinheit von Acrylsäure frei gewaschenen Form als Strippgas verwendet und die verbleibende Kreisgasmenge entsorgt,
  • – eine kleine Teilmenge des die Acrylsäure absorbiert enthaltenden Flüssigkeitsablaufs der Absorptionseinheit einer Destillationseinheit als Schwersiederauslaß zuführt, die durch Erwärmen des Flüssigkeitsablaufs in selbiger erzeugte Dampfphase in die Absorptionseinheit rückführt und die dabei flüssig verbleibenden Schwersieder entsorgt,
  • – aus dem übrigen der Absorptionseinheit effektiv entnommenen, die Acrylsäure absorbiert enthaltenden Flüssigkeitsablauf der Absorptionseinheit in einer Desorptionseinheit durch Strippen mit der in der Wascheinheit von Acrylsäure frei gewaschenen Kreisgasteilmenge Leichtsieder entfernt,
  • – mit Leichtsiedern beladenes Strippgas in die Absorptionseinheit rückführt,
  • – den aus der Desorptionseinheit ablaufenden mit Acrylsäure beladenen Absorptionsmittelstrom einer Rektifikationseinheit mit Verstärkungs- und Abtriebsteil zuführt,
  • – im Abtriebsteil der Rektifikationseinheit das Absorptionsmittel und Schwersieder in den Sumpf der Rektifikationseinheit kondensiert,
  • – im Verstärkungsteil der Rektifikationseinheit über Seitenabzug eine rohe Acrylsäure abtrennt,
  • – den über Kopf des Verstärkungsteils abgetrennten Leichtsiederstrom in die Absorptionseinheit rückführt,
  • – aus dem Sumpfbereich der Rektifikationseinheit das von Leichtsiedern und Acrylsäure befreite Absorptionsmittel entnimmt, bei Bedarf mit frischem Absorptionsmittel ergänzt und in der Wascheinheit im Gegenstrom zur noch Acrylsäure enthaltenden Kreisgasteilmenge führt, um diese von Acrylsäure frei zu waschen,
  • – das in der Wascheinheit ablaufende Absorptionsmittel, gegebenenfalls nachdem es über die als Schwersiederauslaß eingesetzte Destillationseinheit geführt wurde, in zwei Teilmengen gleicher Zusammensetzung aufteilt, die größere der beiden Teilmengen auf den Kopf der Absorptionseinheit rückführt und die kleinere Teilmenge mit Sauerwasser in extraktive Wechselwirkung bringt, um im Sauerwasser enthaltene Acrylsäure in das Absorptionsmittel und im Absorptionsmittel enthaltene polare Mittelsieder ins Sauerwasser aufzunehmen und
  • – das bei der Sauerwasserextraktion anfallende organische Raffinat in die Absorptionseinheit rückführt, gefunden,
das dadurch gekennzeichnet ist, dass
  • – die Rückführung des bei der Sauerwasserextraktion anfallenden organischen Raffinats in die Absorptionseinheit wenigstens eine theoretische Trennstufe unterhalb des Kopfs der Absorptionseinheit erfolgt.
Accordingly, a process of the absorptive basic separation of acrylic acid from the product gas mixture of a heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation of propene to acrylic acid which, in addition to acrylic acid and water vapor, contains low boilers, medium boilers, high boilers and heavy condensables as secondary constituents, in which
  • - the product gas mixture cools to the temperature desired for absorption,
  • The cooled product gas mixture leads in an absorption unit for the purpose of absorptively separating the acrylic acid to a high-boiling liquid hydrophobic organic absorption medium descending in the absorption unit while avoiding the occurrence of a liquid aqueous phase in countercurrent,
  • The residual product gas mixture not absorbed into the absorbent cools in a condensation unit and the water vapor and low boilers contained therein are condensed out as acid water,
  • Divides the residual gas remaining in the acid water condensation, in particular containing the heavy condensables, as recycle gas into portions of the same composition,
  • - recirculates a part of the circulating gas as dilution gas into the heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation of propene to acrylic acid, uses another part of the circulating gas in a form which has been freed of acrylic acid in a washing unit as stripping gas and disposed of the remaining amount of circulating gas,
  • Feeds a small portion of the liquid drain containing the acrylic acid absorbed to the absorption unit of a distillation unit as a high boiler outlet, which returns to the absorption unit by heating the liquid drain in the vapor phase it produces and disposes of the high boilers remaining liquid,
  • - from the rest of the absorption unit, the liquid outlet of the absorption unit, which contains acrylic acid absorbed, is removed in a desorption unit by stripping with the partial gas amount of circulating gas which has been washed free of acrylic acid in the washing unit,
  • - returns stripping gas loaded with low boilers to the absorption unit,
  • Feeds the stream of absorbent loaded with acrylic acid from the desorption unit to a rectification unit with a reinforcing and stripping section,
  • - In the stripping section of the rectification unit, the absorbent and high boilers are condensed into the bottom of the rectification unit,
  • - in the reinforcement part of the rectification unit, a crude acrylic acid is separated off via a side draw,
  • - recycle the low boiler flow separated off at the top of the reinforcement section into the absorption unit,
  • - from the sump area of the rectification unit removes the absorbent freed from low boilers and acrylic acid, if necessary, replenishes it with fresh absorbent and in the washing unit countercurrently leads to the portion of circulating gas still containing acrylic acid in order to wash it free of acrylic acid,
  • - The absorbent running off in the washing unit, if necessary after it has been passed through the distillation unit used as the high boiler outlet, is divided into two portions of the same composition, the larger of the two portions is returned to the top of the absorption unit and the smaller portion is interacting with acidic water in order to acrylic acid contained in the acid water in the absorbent and polar medium boilers contained in the absorbent in the acid water and
  • - the organic raffinate obtained during the acid water extraction is returned to the absorption unit, found,
which is characterized in that
  • - The return of the organic raffinate obtained during the acid water extraction into the absorption unit takes place at least one theoretical separation stage below the head of the absorption unit.

Erfindungsgemäß bevorzugt erfolgt die Rückführung des bei der Sauerwasserextraktion anfallenden organischen Raffinats in die Absorptionseinheit 1 bis 5, besonders bevorzugt 2 bis 4, theoretische Trennstufen unterhalb des Kopfs der Absorptionseinheit.According to the invention, the return of the organic raffinate resulting from acid water extraction into the absorption unit 1 to 5, particularly preferably 2 to 4, theoretical plates below the head of the absorption unit.

Im Folgenden soll das erfindungsgemäße Verfahren ohne Beschränkung seiner Allgemeinheit beispielhaft beschrieben werden.In the following the method according to the invention is intended without limitation its generality are described as examples.

1 – Die erste Reaktionsstufe (Stufe 1)1 - The first stage of the reaction (Step 1)

Zur Herstellung des die grundabzutrennende Acrylsäure enthaltenden Produktgasgemischs wird üblicherweise ein hauptsächlich aus Propen, Luft und Kreisgas (sowie gegebenenfalls Wasserdampf) bestehendes Reaktionsgasausgangsgemisch in einer aus zwei Reaktionsstufen bestehenden Reaktionseinheit an oxidischen Katalysatoren umgesetzt.To manufacture the basic separable acrylic acid containing product gas mixture is usually a mainly Propene, air and cycle gas (and possibly water vapor) existing Reaction gas starting mixture in one consisting of two reaction stages Reaction unit implemented on oxidic catalysts.

Normalerweise wird als erste Reaktionsstufe ein Reaktor mit einem Bündel von Kontaktrohren eingesetzt, die mit dem oxidischen Katalysator befüllt sind, und die vom Reaktionsgasausgangsgemisch, vorzugsweise von oben nach unten, durchströmt werden. Die Kontaktrohre sind üblicherweise aus ferritischem Stahl gefertigt, vorzugweise aus dem Werkstoff 1.0425 (nach DIN EN 10020), und weisen vorzugsweise Wanddicken von 1 bis 3 mm, Innendurchmesser von 20 bis 30 mm und Rohrlängen von 2 bis 4 m auf. Die Anzahl der Kontaktrohre im Reaktor liegt häufig bei 5000 bis 40000, vorzugsweise bei 10000 bis 30000. Die Kontaktrohre sind in der Regel im Reaktor gleich mäßig verteilt angeordnet, wobei der Mittelpunktabstand benachbarter Kontaktrohre, die sogenannte Rohrteilung, vorzugsweise 35 bis 45 mm beträgt.Normally, a reactor with a bundle of contact tubes which are filled with the oxidic catalyst and through which the reaction gas starting mixture flows, preferably from top to bottom, is used as the first reaction stage. The contact tubes are usually made of ferritic steel, preferably from the material 1.0425 (according to DIN EN 10020), and preferably have wall thicknesses of 1 to 3 mm, inner diameters of 20 to 30 mm and tube lengths of 2 to 4 m. The number of Contact tubes in the reactor are frequently in the range from 5000 to 40,000, preferably in the range from 10,000 to 30,000. The contact tubes are generally arranged in an evenly distributed manner in the reactor, the center-to-center distance between adjacent contact tubes, the so-called tube pitch, preferably being 35 to 45 mm.

Die Kontaktrohre sind an beiden Enden in Rohrböden abdichtend befestigt, vorzugsweise eingeschweißt, und münden an beiden Rohrenden in jeweils eine Haube. Über die Haube wird das Reaktionsgasgemisch zugeführt bzw. abgeführt. Zur Abfuhr der Reaktionswärme der ausgeprägt exothermen Reaktion von Propen zu Acrolein wird ein Wärmeträger durch den Zwischenraum um die Kontaktrohre geleitet. Die Anströmung der Kontaktrohre durch den Wärmeträger kann sowohl im Längsgegenstrom, im Längsgleichstrom, im Kreuzgegenstrom oder im Kreuzgleichstrom erfolgen. Der flüssige Wärmeträger nimmt beim Durchgang durch den Reaktor die Reaktionswärme auf. Außerhalb des Reaktors wird der Wärmeträger vollständig oder teilweise in einem Kühler indirekt abgekühlt (Siedekühlung mit Wasser unter Druck) und dem Reaktor erneut zugeführt. Die dabei zu verwendenden Kühler sind dem Fachmann an sich bekannt und unterliegen keiner besonderen Beschränkung. Vorzugsweise wird der Wärmeträgerkreis längs zur Kontaktrohrlänge in mehrere Segmente, besonders bevorzugt 2 bis 3, unterteilt und die Temperatur des Wärmeträgers in jedem Segment separat geregelt. Man spricht dann von einem Mehrzonenreaktor.The contact tubes are on both ends in tube sheets attached sealingly, preferably welded, and open at both pipe ends one hood each. about the hood is fed or discharged the reaction gas mixture. to Dissipation of the heat of reaction the pronounced exothermic reaction of propene to acrolein is caused by a heat transfer medium passed the space around the contact tubes. The inflow of Contact tubes through the heat transfer medium can both in longitudinal countercurrent, in longitudinal direct current, take place in cross-countercurrent or in cross-cocurrent. The liquid heat transfer medium takes off the heat of reaction as it passes through the reactor. Outside of the reactor Heat transfer medium completely or partly in a cooler cooled indirectly (evaporative cooling with water under pressure) and fed to the reactor again. The cooler to be used are known per se to the person skilled in the art and are not subject to any particular ones Restriction. Preferably, the heat transfer circuit along to Tube length, divided into several segments, particularly preferably 2 to 3, and the temperature of the heat transfer medium in regulated separately for each segment. One then speaks of a multi-zone reactor.

Es können als erste Reaktionsstufe auch mehrere Reaktoren, vorzugsweise 2 bis 3, parallel betrieben werden.It can be used as the first reaction stage also several reactors, preferably 2 to 3, are operated in parallel.

Besonders bevorzugt wird die Abwärme zur Sattdampferzeugung genutzt. Der Dampfdruck des erzeugten Sattdampfes hat in zweckmäßiger Weise 15 bis 80 bar, vorzugsweise 20 bis 55 bar. Der Begriff Sattdampf bedeutet, dass der Wasserdampfpartialdruck mindestens 99% vom Gesamtdruck beträgt. Der Sattdampf, der in typischer Weise eine Temperatur von 250°C aufweist, kann zum Zweck von Begleitheizungen oder zum Betreiben indirekter Wärmetauscher im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden. Alternativ kann er auch in Dampfturbinen verstromt werden.The waste heat is particularly preferred for Saturated steam generation used. The vapor pressure of the saturated steam generated has in an expedient manner 15 to 80 bar, preferably 20 to 55 bar. The term saturated steam means that the water vapor partial pressure is at least 99% of the total pressure is. The saturated steam, which typically has a temperature of 250 ° C, can be used for the purpose of trace heating or for the operation of indirect heat exchangers in the method according to the invention be used. Alternatively, it can also be used to generate electricity in steam turbines become.

Als Wärmeträger eignen sich temperaturstabile Temperiermittel mit hoher Wärmekapazität, insbesondere Schmelzen von Salzen, wie Kaliumnitrat, Kaliumnitrit, Natriumnitrat oder Natriumnitrit, oder von Gemischen von zwei oder mehreren der vorgenannten Salze oder von niedrigschmelzenden Metallen, wie Natrium, Quecksilber sowie Metalllegierungen. Der Wärmeträger muss unter den Einsatzbedingungen flüssig sein, das heißt, in anwendungstechnisch zweckmäßiger Weise einen Schmelzpunkt im Bereich von 50 bis 250°C, vorzugsweise von 150 bis 200°C, aufweisen.Temperature-stable are suitable as heat carriers Temperature control agents with high heat capacity, in particular Melting of salts such as potassium nitrate, potassium nitrite, sodium nitrate or sodium nitrite, or mixtures of two or more of the aforementioned salts or of low-melting metals, such as sodium, mercury as well as metal alloys. The heat transfer medium must liquid under the conditions of use be, that is, in an application-related manner a melting point in the range of 50 to 250 ° C, preferably from 150 to 200 ° C.

Die oxidischen Katalysatoren enthalten in ihren oxidischen Aktivmassen häufig die Elemente Molybdän, Wismut, Eisen und Kobalt. Die Reaktionstemperatur in den Kon taktrohren beträgt vielfach 280 bis 450°C. Im dem dem einströmenden Reaktionsgasausgangsgemisch zugewandten Abschnitt der Kontaktrohre kann der oxidische Katalysator durch Inertmaterial, wie beispielsweise Steatit, verdünnt werden. Vorzugweise beträgt der Verdünnungsmaterialanteil 10 bis 50 Gew.-% bezogen auf das Gemisch.The oxidic catalysts contain the elements molybdenum, bismuth, Iron and cobalt. The reaction temperature in the contact tubes is many times 280 to 450 ° C. in the the incoming Reaction gas starting mixture facing section of the contact tubes the oxidic catalyst can be replaced by an inert material such as, for example Steatite, diluted become. Preferably is the proportion of diluent 10 to 50 wt .-% based on the mixture.

Diese Verdünnungszone erstreckt sich vielfach über 10 bis 50% der Rohrlänge und verhindert Überhitzungen durch unzureichende Wärmeabfuhr.This dilution zone often extends over 10 to 50% of the pipe length and prevents overheating due to insufficient heat dissipation.

Das Reaktionsgasausgangsgemisch besteht meist aus frischem Propen (üblicherweise der Reinheit „chemical grade" oder „polymer grade", vgl. DE-A 10131297), vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-% der Gesamtmenge, Luft, vorzugsweise 30 bis 60 Gew.-% der Gesamtmenge, und Kreisgas sowie gegebenenfalls Wasserdampf. Der Sauerstoffgehalt im Reaktionsgasausgangsgemisch beträgt regelmäßig 5 bis 15 Gew.-% der Gesamtmenge. Das Reaktionsgasausgangsgemisch wird bevorzugt so eingestellt, dass kein zündfähiges Gemisch vorliegt. Hohe Sauerstoffgehalte und niedrige Wassergehalte im Reaktionsgasausgangsgemisch sind vorteilhaft und senken den Propionsäure- sowie Essigsäuregehalt im Produktgasgemisch.The reaction gas starting mixture exists mostly from fresh propene (usually the purity “chemical grade "or" polymer grade ", cf. DE-A 10131297), preferably 5 to 15% by weight of the total amount, Air, preferably 30 to 60 wt .-% of the total amount, and cycle gas and possibly water vapor. The oxygen content in the reaction gas starting mixture is regularly 5 to 15% by weight of the total. The reaction gas starting mixture is preferably set so that there is no ignitable mixture. Height Oxygen levels and low water levels in the reaction gas starting mixture are advantageous and lower the propionic acid and acetic acid content in the product gas mixture.

Vorzugsweise wird die Luft der Atmosphäre entnommen und vorab ihrer Verwendung als Bestandteil des Reaktionsgasausgangsgemischs gefiltert. Beispielweise kann die Filterung mittels eines Rollenbandfilters (die Filterfläche bewegt sich automatisch weiter wenn sie erschöpft ist, ein vorgegebener Druckverlust überschritten wird) mit folgendem Abscheidegrad der in ihr gegebenenfalls enthaltenen Feststoffpartikel erfolgen:

Figure 00090001
The air is preferably taken from the atmosphere and filtered beforehand as a component of the reaction gas starting mixture. For example, the filtering can be carried out using a roller belt filter (the filter surface continues to move automatically when it is exhausted, a predetermined pressure loss is exceeded) with the following degree of separation of the solid particles it may contain:
Figure 00090001

Ganz besonders bevorzugt wird Luft mit einem Salzgehalt, insbesondere an anorganischen und/oder organischen Chloriden (insbesondere an Alkalichloriden), von weniger als 10 gew.ppm verwendet.Air is very particularly preferred with a salt content, in particular inorganic and / or organic Chlorides (especially on alkali chlorides), less than 10 Gew.ppm used.

Das Propen wird üblicherweise flüssig vorgehalten und zum Zweck seiner Verwendung als Bestandteil im Reaktionsgasgemisch in einem Wärmetauscher vorab verdampft. Diesbezüglich geeignete Wärmetauscher sind dem Fachmann an sich bekannt und unterliegen keiner besonderen Beschränkung. Vorzugweise wird ein Rohrbündelwärmetauscher eingesetzt. Als Wärmeträger kann zum Beispiel Sauerwasser verwendet werden. Dieses kühlt dabei ab und kann zur Direktkühlung und Gewinnung von frischem Sauerwasser eingesetzt werden.The propene is usually kept in liquid form and for the purpose of its use as a component in the reaction gas mixture in a heat exchanger evaporated in advance. In this regard, are suitable heat exchangers known to the person skilled in the art and are not subject to any particular restriction. preferably, becomes a shell-and-tube heat exchanger used. Can be used as a heat transfer medium for example sour water can be used. This cools it down and can be used for direct cooling and extraction of fresh sour water can be used.

Das Reaktionsgasausgangsgemisch kann vor seinem Eintritt in den Reaktor in einem Wärmetauscher vorgewärmt werden, vorzugsweise auf 250 bis 300°C. Geeignete Wärmetauscher sind dem Fachmann an sich bekannt und unterliegen keiner besonderen Beschränkung. Vorzugweise wird ein Rohrbündelwärmetauscher eingesetzt. Der Rohrbündelwärmetauscher kann beispielsweise mit dem Sattdampf aus der Abwärme der Propenoxidation betrieben werden.The reaction gas starting mixture can are preheated in a heat exchanger before entering the reactor, preferably to 250 to 300 ° C. Suitable heat exchangers are known per se to the person skilled in the art and are not subject to any particular ones Restriction. A shell-and-tube heat exchanger is preferably used. The shell and tube heat exchanger can, for example, with the saturated steam from the waste heat Propene oxidation are operated.

Zu besseren Durchmischung enthält die Reaktorhaube im Eingangsbereich des Reaktionsgasausgangsgemischs Inertmaterial, vorzugsweise Steatitkugeln mit einem Durchmesser von 50 bis 200 mm (auf dem Rohrboden).The reactor hood contains for better mixing inert material in the entrance area of the reaction gas starting mixture, preferably steatite balls with a diameter of 50 to 200 mm (on the tube sheet).

Das Austrittsgas aus der ersten Reaktionsstufe enthält in typischer Weise folgende Bestandteile (die Mengenanteile sind auf die Gesamtmenge bezogen):
Stickstoff 70–80 Gew.-%,
Sauerstoff 5–15 Gew.-%,
Kohlenoxide 1–5 Gew.-%,
Wasser 2–10 Gew.-%,
Acrolein 5–15 Gew.-%,
Essigsäure 0,05–1 Gew.-%,
Acrylsäure 0,1–2 Gew.-%,
Diphyl 0,001–0,01 Gew.-%,
Ameisensäure 0,001–0,005 Gew.-%,
Propan 0,1–1 Gew.-% und
Propen 0,01–0,2 Gew.-%.
The exit gas from the first reaction stage typically contains the following components (the proportions are based on the total amount):
Nitrogen 70-80% by weight,
Oxygen 5-15% by weight,
Carbon oxides 1-5% by weight,
Water 2-10% by weight,
Acrolein 5-15% by weight,
Acetic acid 0.05-1% by weight,
Acrylic acid 0.1-2% by weight,
Diphyl 0.001-0.01% by weight,
Formic acid 0.001-0.005% by weight,
Propane 0.1-1% by weight and
Propene 0.01-0.2% by weight.

Das im Austrittsgasgemisch enthaltene Acrolein ist thermisch instabil und sollte abgekühlt werden, vorzugsweise auf 200 bis 300°C. Die Abkühlung des Austrittsgasgemischs kann beispielsweise durch Wärmetauscher, die dem Fachmann an sich bekannt sind und keiner besonderen Beschränkung unterliegen, erfolgen. Bevorzugt wird ein Rohrbündelwärmetauscher verwendet, wobei das Gas in den Rohren und der Wärmeträger um die Rohre strömt. In den Rohren befindliche Einbauten wie Packungen und/oder Schüttungen verbessern die Wirkung des Wärmetauschers. Von den Schüttungen sind solche mit Kugeln, Ringen, Wendeln, Sattelkörpern, Raschig-, Intos- oder Pall-Ringen, Barrel- oder Intalox-Sätteln, Top-Pak etc. oder Geflechten bevorzugt.The contained in the exit gas mixture Acrolein is thermally unstable and should be cooled, preferably on 200 to 300 ° C. The cooling the outlet gas mixture can be, for example, by heat exchangers, which are known per se to the person skilled in the art and are not subject to any particular restriction, respectively. A shell and tube heat exchanger is preferably used, wherein the gas in the pipes and the heat transfer medium around the Pipes flows. Internals in the pipes such as packings and / or fillings improve the effect of the heat exchanger. From the fillings are those with balls, rings, spirals, saddle bodies, Raschig, Intos or Pall rings, Barrel or Intalox saddles, Top-Pak etc. or braids preferred.

Besonders bevorzugt sind Steatitkugeln. Als Wärmeträger wird üblicherweise eine Salzschmelze verwendet. Zum Zweck der Kühlung der Salzschmelze kann z.B. in einem indirekten Wärmetauscher das Wasser vorgewärmt werden, das zur Sattdampferzeugung eingesetzt wird.Steatite balls are particularly preferred. Usually used as a heat transfer medium used a molten salt. For the purpose of cooling the molten salt e.g. in an indirect heat exchanger preheated the water be used for the production of saturated steam.

2 – Die zweite Reaktionsstufe (Stufe 2)2 - The second stage of the reaction (Level 2)

Das Reaktionsgasausgangsgemisch für die zweite Reaktionsstufe kann aus Sekundärluft und dem abgekühlten Austrittsgas aus der ersten Reaktionsstufe bestehen. Das in ihm enthaltene Acrolein wird in der zweiten Reaktionsstufe an oxidischen Katalysatoren partiell zu Acylsäure oxidiert.The reaction gas starting mixture for the second reaction stage can from secondary air and that cooled exit gas from the first reaction stage. The acrolein contained in it is partially oxidized to acyl acid in the second reaction stage using oxidic catalysts.

Vorzugsweise wird als zweite Reaktionsstufe ebenfalls ein Reaktor mit einem Bündel von Kontaktrohren eingesetzt, die mit dem oxidischem Katalysator befüllt sind, und die vom Reaktionsgasgemisch, vorzugsweise von oben nach unten, durchströmt werden. Die Kontaktrohre sind üblicherweise aus ferritischem Stahl gefertigt, vorzugweise aus dem Werkstoff 1.0425 (nach DIN EN 10020), und weisen vorzugsweise Wanddicken von 1 bis 3 mm, Innendurchmesser von 20 bis 30 mm und Rohrlängen von 2 bis 4 m auf. Die Anzahl der Kontaktrohre im Reaktor liegt häufig bei 5000 bis 40000, vorzugsweise bei 10000 bis 30000. Die Kontaktrohre sind in der Regel im Reaktor gleichmäßig verteilt angeordnet, wobei der Mittelpunktabstand benachbarter Kontaktrohre die sogenannte Rohrteilung, vorzugsweise 35 bis 45 mm beträgt.Preferably, the second reaction stage also used a reactor with a bundle of contact tubes, which are filled with the oxidic catalyst and those of the reaction gas mixture, preferably from top to bottom. The contact tubes are common made from ferritic steel, preferably from the material 1.0425 (according to DIN EN 10020), and preferably have wall thicknesses of 1 to 3 mm, inner diameter of 20 to 30 mm and tube lengths of 2 to 4 m. The number of contact tubes in the reactor is often included 5000 to 40,000, preferably 10,000 to 30,000. The contact tubes are usually evenly distributed in the reactor arranged, the center point distance between adjacent contact tubes the so-called pipe pitch, preferably 35 to 45 mm.

Die Kontaktrohre sind an beiden Enden in Rohrböden abdichtend befestigt, vorzugsweise eingeschweißt, und münden an beiden Rohrenden in jeweils eine Haube. Über die Haube wird das Reaktionsgasgemisch zugeführt bzw. abgeführt. Zur Abfuhr der Reaktionswärme der ausgeprägt exothermen Reaktion von Acrolein zu Acrylsäure wird ein Wärmeträger durch den Zwischenraum um die Kontaktrohre geleitet. Die Anströmung der Kontaktrohre durch den Wärmeträger kann sowohl im Längsgegenstrom, im Längsgleichstrom, im Kreuzgegenstrom oder im Kreuzgleichstrom erfolgen. Der flüssige Wärmeträger nimmt beim Durchgang durch den Reaktor die Reaktionswärme auf. Außerhalb des Reaktors wird der Wärmeträger vollständig oder teilweise in einem Kühler indirekt abgekühlt (Siedekühlung mit Wasser unter Druck) und dem Reaktor erneut zugeführt. Die dabei zu verwendenden Kühler sind dem Fachmann an sich bekannt und unterliegen keiner besonderen Beschränkung. Vorzugsweise wird der Wärmeträgerkreis längs zur Kontaktrohrlänge! in mehrere Segmente, besonders bevorzugt 2 bis 3, unterteilt und die Temperatur des Wärmeträgers in jedem Segment separat geregelt. Man spricht dann von einem Mehrzonenreaktor.The contact tubes are on both ends in tube sheets attached sealingly, preferably welded, and open at both pipe ends one hood each. about the hood is fed or discharged the reaction gas mixture. to Dissipation of the heat of reaction the pronounced exothermic reaction of acrolein to acrylic acid is caused by a heat transfer medium passed the space around the contact tubes. The inflow of Contact tubes through the heat transfer medium can both in longitudinal countercurrent, in longitudinal direct current, in Cross-countercurrent or cross-cocurrent. The liquid heat transfer medium takes off the heat of reaction as it passes through the reactor. Outside of the reactor Heat transfer medium completely or partially in a cooler cooled indirectly (evaporative cooling with water under pressure) and fed to the reactor again. The cooler to be used are known per se to the person skilled in the art and are not subject to any particular ones Restriction. Preferably, the heat transfer circuit along to Tube length! divided into several segments, particularly preferably 2 to 3, and the temperature of the heat transfer medium in regulated separately for each segment. One then speaks of a multi-zone reactor.

Als zweite Reaktionsstufe können auch mehrere Reaktoren, vorzugsweise 2 bis 3, parallel betrieben werden.The second reaction stage can also several reactors, preferably 2 to 3, are operated in parallel.

Besonders bevorzugt wird die Abwärme zur Sattdampferzeugung genutzt. Der Dampfdruck des erzeugten Sattdampfes hat 5 bis 50 bar, vorzugsweise 20 bis 40 bar (die im Vergleich zur ersten Reaktionsstufe tiefere Temperatur bedingt den tieferen Druck). Der Begriff Sattdampf bedeutet, dass der Wasserdampfpartialdruck mindestens 99% vom Gesamtdruck beträgt.The waste heat is particularly preferred for Saturated steam generation used. The vapor pressure of the saturated steam generated has 5 to 50 bar, preferably 20 to 40 bar (compared to the first reaction stage lower temperature causes the lower pressure). The term saturated steam means that the water vapor partial pressure is at least 99% of the total pressure.

Als Wärmeträger eignen sich wie in der ersten Reaktionsstufe temperaturstabile Temperiermedien mit hoher Wärmekapazität, insbesondere Schmelzen von Salzen, wie Kaliumnitrat, Kaliumnitrit, Natriumnitrat oder Natriumnitrit, oder von Gemischen von zwei oder mehreren der vorgenannten Salze oder von niedrigschmelzenden Metallen, wie Natrium, Quecksilber sowie Metalllegierungen. Der Wärmeträger muss unter den Einsatzbedingungen flüssig sein, dass heißt, in anwendungstechnisch zweckmäßiger Weise einen Schmelzpunkt im Bereich von 50 bis 250°C, vorzugsweise 150 bis 200°C, aufweisen.As heat transfer media are suitable as in the first reaction stage temperature-stable tempering media with high Heat capacity, in particular Melting of salts such as potassium nitrate, potassium nitrite, sodium nitrate or sodium nitrite, or mixtures of two or more of the the aforementioned salts or of low-melting metals, such as sodium, Mercury and metal alloys. The heat transfer medium must be used under the conditions of use liquid be that means in an application-related manner have a melting point in the range from 50 to 250 ° C., preferably 150 to 200 ° C.

Die oxidischen Katalysatoren enthalten in ihren oxidischen Aktivmassen häufig die Elemente Molybdän, Vanadium und Antimon. Die Reaktionstemperatur in den Kontaktrohren beträgt vielfach 220 bis 380°C. Im dem dem einströmenden Reaktionsgasausgangsgemisch zugewandten Abschnitt der Kontaktrohre kann der oxidische Katalysator durch Inertmaterial, wie beispielsweise Steatit, verdünnt werden. Vorzugweise beträgt der Verdünnungsmaterialanteil 10 bis 50 Gew.-% bezogen auf das Gemisch. Diese Verdünnungszone erstreckt sich vielfach über 10 bis 50% der Rohrlänge und verhindert Überhitzungen durch unzureichende Wärmeabfuhr.The oxidic catalysts contain the elements molybdenum and vanadium are often present in their oxidic active materials and antimony. The reaction temperature in the contact tubes is often 220 to 380 ° C. in the the incoming Reaction gas starting mixture facing section of the contact tubes the oxidic catalyst can be replaced by an inert material such as, for example Steatite, diluted become. Preferably is the proportion of diluent 10 to 50 wt .-% based on the mixture. This dilution zone extends over many times 10 to 50% of the pipe length and prevents overheating due to insufficient heat dissipation.

Das Reaktionsgasausgangsgemisch für die zweite Reaktionsstufe besteht bevorzugt aus Luft, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-% der Gesamtmenge, und dem Austrittsgas aus der Propenpartialoxidation in der ersten Reaktionsstufe. Der Sauerstoffgehalt im Reaktionsgasausgangsgemisch der zweiten Reaktionsstufe beträgt in der Regel 5 bis 15 Gew.-%. Das Reaktionsgasausgangsgemisch für die zweite Reaktionsstufe wird bevorzugt so eingestellt, dass kein zündfähiges Gemisch vorliegt.The reaction gas starting mixture for the second The reaction stage preferably consists of air, preferably 5 to 15 % By weight of the total amount, and the exit gas from the propene partial oxidation in the first reaction stage. The oxygen content in the reaction gas starting mixture the second reaction stage usually 5 to 15 wt .-%. The reaction gas starting mixture for the second The reaction stage is preferably set so that no ignitable mixture is present.

Vorzugsweise wird die Luft der Atmosphäre entnommen und vorab ihrer Verwendung als Bestandteil des Reaktionsgasausgangsgemischs gefiltert. Beispielweise kann die Filterung mittels eines Rollenbandfilters (die Filterfläche bewegt sich automatisch weiter wenn sie erschöpft ist, ein vorgegebener Druckverlust überschritten wird) mit folgendem Abscheidegrad der in ihr gegebenenfalls enthaltenen Feststoffpartikel erfolgen:

Figure 00130001
The air is preferably taken from the atmosphere and filtered beforehand as a component of the reaction gas starting mixture. For example, the filtering can be carried out using a roller belt filter (the filter surface continues to move automatically when it is exhausted, a predetermined pressure loss is exceeded) with the following degree of separation of the solid particles it may contain:
Figure 00130001

Ganz besonders bevorzugt wird Luft mit einem Salzgehalt, insbesondere an anorganischen und /oder organischen Chloriden (insbesondere an Alkalichloriden), von weniger als 10 gew.ppm verwendet.Air is very particularly preferred with a salt content, in particular inorganic and / or organic Chlorides (especially on alkali chlorides), less than 10 Gew.ppm used.

Zur besseren Durchmischung enthält die Reaktorhaube der zweiten Reaktionsstufe im Eingangsbereich des Reaktionsgasausgangsgemischs Inertmaterial, vorzugsweise Steatitkugeln mit einem Durchmesser von 50 bis 200 mm (auf dem Rohrboden).The reactor hood contains for better mixing the second reaction stage in the input area of the reaction gas starting mixture Inert material, preferably steatite balls with a diameter of 50 to 200 mm (on the tube sheet).

Das die zweite Reaktionsstufe verlassende Produktgasgemisch enthält in typischer Weise folgende Bestandteile (die Mengenanteile sind auf die Gesamtmenge bezogen):
Stickstoff 70–85 Gew.-%,
Sauerstoff 2–10 Gew.-%,
Kohlenoxide 2–10 Gew.-%,
Wasser 2–10 Gew.-%,
Acrylsäure 5–20 Gew.-%,
Essigsäure 0,1–1 Gew.-%,
Acrolein 0,01–2 Gew.-%,
Diphyl 0,001–0,005 Gew.-%,
Ameisensäure 0,01–0,2 Gew.-%,
Formaldehyd 0,1–2 Gew.-%,
Propionsäure 0,001–0,01 Gew.-%,
Furfurale 0,001–0,01 Gew.-%,
Benzaldehyd 0,001–0,01 Gew.-%,
Maleinsäureanhydrid 0,01–0,2 Gew.-%,
Benzoesäure 0,001–0,02 Gew.-%,
Phthalsäureanhydrid 0,001–0,005 Gew.-%,
Propan 0,05–0,2 Gew.-% und
Propen 0,1–2 Gew.-%.
The product gas mixture leaving the second reaction stage typically contains the following constituents (the proportions are based on the total amount):
Nitrogen 70-85% by weight,
Oxygen 2-10% by weight,
Carbon oxides 2-10% by weight,
Water 2-10% by weight,
Acrylic acid 5-20% by weight,
Acetic acid 0.1-1% by weight,
Acrolein 0.01-2% by weight,
Diphyl 0.001-0.005% by weight,
Formic acid 0.01-0.2% by weight,
Formaldehyde 0.1-2% by weight,
Propionic acid 0.001-0.01% by weight,
Furfural 0.001-0.01% by weight,
Benzaldehyde 0.001-0.01% by weight,
Maleic anhydride 0.01-0.2% by weight,
Benzoic acid 0.001-0.02% by weight,
Phthalic anhydride 0.001-0.005% by weight,
Propane 0.05-0.2 wt% and
Propene 0.1-2% by weight.

Bevorzugt sind Sauerstoffgehalte im Produktgasgemisch von über 3,5 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge. Solchermaßen erhöhte Sauerstoffgehalte im Produktgasgemisch mindern insbesondere die Ausbildung von polymeren Ablagerungen in der Absorptionseinheit und in der Desorptionseinheit des erfindungsgemäßen Verfahrens.Oxygen levels are preferred in the product gas mixture of over 3.5% by weight based on the total amount. Such increased oxygen levels in the product gas mixture in particular reduce the formation of polymers Deposits in the absorption unit and in the desorption unit of the method according to the invention.

Die Propenpartialoxidation und die Acroleinpartialoxidation sowie die Zwischenkühlung können auch in einem einzigen Reaktor mit mindestens zwei getrennt regelbaren Kühlkreisläufen durchgeführt werden.The propene partial oxidation and the Acrolein partial oxidation as well as intercooling can also be done in a single Reactor can be carried out with at least two separately controllable cooling circuits.

3 – Abkühlung des Produktgasgemisches (Stufe 3)3 - Cooling of the product gas mixture (Level 3)

Das die Acroleinoxidationsstufe verlassende Produktgasgemisch, das normalerweise hauptsächlich aus Acrylsäure, Diphyl, Dimethylphthalat (Absorptionsmittel), Wasser, Kohlenoxiden und Sauerstoff besteht, kann prinzipiell sowohl indirekt in einem entsprechenden Wärmetauscher als auch direkt auf eine für den erfindungsgemäßen Absorptionsschritt geeignete Temperatur abgekühlt werden. Erfindungsgemäß bevorzugt erfolgt die Abkühlung direkt in einem Direktkühler (Direktkondensator) durch Teilverdampfung des Absorptionsmittels. Letzteres ist erfindungsgemäß bevorzugt ein Gemisch aus Diphyl und Dimethylphthalat, besonders bevorzugt ein Gemisch aus 75 bis 90 Gew.-% Diphyl und 10 bis 25 Gew.-% Dimethylphthalat. Das Gewichtsverhältnis von zur Direktkühlung zu verwendendem Absorptionsmittel zu abzukühlendem Produktgasgemisch beträgt zweckmäßig 2 bis 10, vorzugsweise 4 bis 6.The one leaving the acrolein oxidation stage Product gas mixture, which usually consists mainly of acrylic acid, diphyl, Dimethyl phthalate (absorbent), water, carbon oxides and oxygen exists, can in principle both indirectly in a corresponding heat exchangers as well directly on one for the absorption step according to the invention cooled to a suitable temperature become. Preferably according to the invention the cooling directly in a direct cooler (Direct condenser) by partial evaporation of the absorbent. The latter is preferred according to the invention a mixture of diphyl and dimethyl phthalate, particularly preferred a mixture of 75 to 90% by weight of diphyl and 10 to 25% by weight of dimethyl phthalate. The weight ratio from to direct cooling Absorbent to be used to be cooled product gas mixture is advantageously 2 to 10, preferably 4 to 6.

Der Direktkondensator (normalerweise eine Destillationseinheit) kann von an sich bekannter Bauart sein und die üblichen Einbauten aufweisen. Vorzugsweise wird aber auf Einbauten verzichtet. Üblicherweise ist der Direktkühler aus austenitischem Stahl gefertigt, vorzugweise aus dem Werkstoff 1.4571 (nach DIN EN 10020).The direct condenser (usually a distillation unit) can be of a type known per se be and have the usual internals. However, internals are preferably dispensed with. The direct cooler is usually made from austenitic steel, preferably from material 1.4571 (according to DIN EN 10020).

Üblicherweise wird der Kolonnenkörper des Direktkondensators nicht isoliert. Bevorzugt sind alle Maßnahmen, die die Wärmeverluste über die Kolonnenwand erhöhen, beispielsweise parallel zur Kolonnenoberfläche angeschweißte Lochbleche oder Kühlrippen. Usually becomes the column body of the direct capacitor is not isolated. All measures are preferred which the heat losses over the Increase column wall, For example, perforated plates welded parallel to the column surface or cooling fins.

Die Temperatur des die Acroleinoxidationsstufe verlassenden Produktgasgemisches beträgt typisch 200 bis 350°C, vorzugsweise 250 bis 300°C.The temperature of the acrolein oxidation level leaving product gas mixture is typically 200 to 350 ° C, preferably 250 to 300 ° C.

Bevorzugt werden im Direktkühler das Produktgasgemisch und feinteilig versprühtes Absorptionsmittel im Gleichstrom geführt. Durch Teilverdampfung des Absorptionsmit tels wird das Produktgasgemisch abgekühlt. Dabei kondensieren im Produktgasgemisch enthaltene Schwersieder in das nicht verdampfte Absorptionsmittel.This is preferred in the direct cooler Product gas mixture and finely sprayed absorbent in cocurrent guided. The product gas mixture becomes by partial evaporation of the absorbent cooled. High boilers contained in the product gas mixture condense into the non-evaporated absorbent.

Das abgekühlte Produktgasgemisch wird zusammen mit dem nicht verdampften Absorptionsmittel in den Sumpf der nachfolgenden Absorptionseinheit geführt.The cooled product gas mixture is together with the non-evaporated absorbent in the sump the subsequent absorption unit.

Die Temperatur des den Direktkühler verlassenden Produktgasgemisches sowie des den Direktkühler verlassenden nicht verdampften Lösemittelgemisches beträgt typisch 120 bis 170°C, vorzugsweise 150 bis 160°C.The temperature of the one leaving the direct cooler Product gas mixture as well as the non-evaporated leaving the direct cooler Solvent mixture is typically 120 to 170 ° C, preferably 150 to 160 ° C.

4 – Absorption (Stufe 4)4 - absorption (level 4)

Aus dem z.B. die Produktgasgemischdirektkühlung verlassenden abgekühlten Produktgasgemisch, das hauptsächlich Acrylsäure, Diphyl, Dimethylphthalat-, Wasser, Kohlenoxide und Sauerstoff enthält, wird erfindungsgemäß in einer Absorptionseinheit Acrylsäure mit einem hochsiedenden flüssigen hydrophoben Absorptionsmittel (vorzugsweise ein Gemisch aus Diphyl und Dimethylphthalat, besonders bevorzugt ein Gemisch aus 75 bis 90 Gew.-% Diphyl und 10 bis 25 Gew.-% Dimethylphthalat), absorbiert.From e.g. leaving the product gas mixture direct cooling cooled Product gas mixture that mainly Acrylic acid, Contains diphyl, dimethyl phthalate, water, carbon oxides and oxygen according to the invention in a Absorption unit acrylic acid with a high-boiling liquid hydrophobic absorbent (preferably a mixture of diphyl and dimethyl phthalate, particularly preferably a mixture of 75 to 90% by weight of diphyl and 10 to 25% by weight of dimethyl phthalate).

Die Absorptionseinheit ist von an sich bekannter Bauart (üblicherweise eine Absorptionskolonne) und weist die üblichen Einbauten auf. Als Kolonneneinbauten kommen prinzipiell alle gängigen Einbauten in Betracht. Das sind beispielsweise Böden, Packungen und/oder Schüttungen. Unter den Böden sind Glockenböden, Siebböden, Ventilböden, Thormannböden und/oder Dual-Flow-Böden bevorzugt, unter den Schüttungen sind solche mit Ringen, Wendeln, Sattelkörpern, Raschig-, Intos- oder Pall-Ringen, Barrel- oder Intalox-Sätteln, Top-Pak etc. oder Geflechten bevorzugt. Günstig sind Dual-Flow-Böden.The absorption unit is from on known design (usually an absorption column) and has the usual internals. As In principle, column internals are all common internals. These are floors, for example, Packs and / or fillings. Under the floors are bell bottoms, sieve trays, Valve trays, Thormann trays and / or dual flow floors preferred, are among the fillings those with rings, spirals, saddle bodies, Raschig, Intos or Pall rings, barrel or Intalox saddles, Top-Pak etc. or braids preferred. Dual-flow floors are cheap.

Besonders bevorzugt sind Dual-Flow-Böden und/oder Ventilböden. Unter den Ventilböden sind die 2 bis 4 flutigen Ventilböden bevorzugt. Bei Verwendung von Dual-Flow-Böden und Ventilböden werden die Dual-Flow-Boden ganz besonders bevorzugt im unteren Abschnitt der Absorptionseinheit und die Ventilböden im oberen Abschnitt der Absorptionseinheit eingesetzt.Dual-flow trays and / or are particularly preferred Valve trays. Under the valve bottoms the 2 to 4 flow valve bottoms are preferred. Using of dual flow floors and valve trays the dual flow bottom are most preferred in the lower section of the absorption unit and the valve bottoms in the upper section of the Absorption unit used.

In der Regel sind für die absorptive Trennaufgabe 10 bis 20 theoretische Böden ausreichend. Die Absorption wird zweckmäßigerweise bei erhöhtem Druck durchgeführt, vorzugsweise bei einem Kopfdruck von 1013 bis 1400 mbar. Der Sumpfdruck ergibt sich aus dem Kopfdruck, der Anzahl und der Art der Kolonneneinbauten sowie den fluidynamischen Erfordernissen der Absorption und beträgt vorzugsweise 1400 bis 2000 mbar.They are usually for the absorptive Separation task 10 to 20 theoretical plates sufficient. The absorption will be convenient with increased Printing done, preferably at a head pressure of 1013 to 1400 mbar. The swamp pressure results from the head pressure, the number and type of column internals and the fluid dynamic requirements of absorption and is preferably 1400 to 2000 mbar.

Bei Verwendung von Dual-Flow-Böden als trennwirksame Einbauten beträgt der Lochdurchmesser anwendungstechnisch vorteilhaft 10 bis 80 mm, vorzugsweise 25 bis 50 mm. Vorzugsweise nimmt der Lochdurchmesser in den Böden der Kolonne von oben nach unten zu. Der Bodenabstand (vorzugsweise sind die Böden äquidistant angeordnet) beträgt typisch 300 bis 800 mm, bevorzugt 400 bis 750 mm und besonders bevorzugt 500 bis 700 mm.When using dual flow floors as separating installations the diameter of the hole is advantageous from 10 to 80 mm, preferably 25 to 50 mm. The hole diameter preferably increases in the floors the column from top to bottom. The ground clearance (preferably the floors are equidistant arranged) is typically 300 to 800 mm, preferably 400 to 750 mm and particularly preferred 500 to 700 mm.

Die Absorptionseinheit ist üblicherweise aus austenitischem Stahl gefertigt, vorzugweise aus dem Werkstoff 1.4571 (nach DIN EN 10020).The absorption unit is common Made from austenitic steel, preferably from the material 1.4571 (according to DIN EN 10020).

Üblicherweise wird der Kolonnenkörper nicht isoliert. Bevorzugt sind alle Maßnahmen, die die Wärmeverluste über die Kolonnenwand erhöhen, beispielsweise parallel zur Kolonnenoberfläche angeschweißte Lochbleche oder Kühlrippen.Usually becomes the column body not isolated. Preference is given to all measures involving heat losses via the Increase column wall, For example, perforated plates welded parallel to the column surface or cooling fins.

Der unterste Boden der Absorptionseinheit ist als Fangboden (Kaminboden, nur nach oben durchlässig) ausgebildet, vorzugsweise werden noch weitere Fangböden, besonders bevorzugt weitere 1 bis 2, installiert.The bottom floor of the absorption unit is designed as a catch floor (chimney floor, only permeable upwards), preferably other collecting trays are preferred, more preferably further 1 to 2, installed.

Unterhalb des untersten Bodens wird im Fall einer Produktgasgemischdirektkühlung das diese verlassende Gasgemisch vom in der Kühlvorrichtung nicht verdampften Absorptionsmittel abgetrennt (beide werden zusammen in den Sumpf der Absorptionskolonne geführt). Die Sumpftemperatur beträgt in der Absorptionskolonne häufig 130 bis 170°C, vorzugsweise 140 bis 160°C. Das im Absorptionskolonnensumpf anfallende nicht verdampfte Absorptionsmittel enthält in typischer Weise die nachfolgenden Bestandteile (die Mengenanteile sind auf die Gesamtmenge bezogen):
Diphyl 40–70 Gew.-%,
Dimethylphthalat 20–50 Gew.-%,
Diacrylsäure 0,5–3 Gew.-%,
Acrylsäure 1–10 Gew.-%,
Phenothiazin 0,1–2 Gew.-%,
Phthalsäureanhydrid 0,1–2 Gew.-%,
Benzoesäure 0,1–2 Gew.-%,
Maleinsäureanhydrid 0,01–0,2 Gew.-%,
Benzaldehyd 0,01–0,2 Gew.-%,
Ameisensäure 0,001–0,02 Gew.-%,
Acrolein 0,001–0,02 Gew.-%,
Wasser 0,005–0,05 Gew.-%,
Essigsäure 0,01–0,2 Gew.-% und
Furfurale 0,001–0,005 Gew.-%.
In the case of direct cooling of the product gas mixture, the gas mixture leaving it is separated from the absorbent not evaporated in the cooling device below the bottom tray (both are led together into the bottom of the absorption column). The bottom temperature in the absorption column is often 130 to 170 ° C, preferably 140 to 160 ° C. The non-evaporated absorbent obtained in the absorption column sump typically contains the following constituents (the proportions are based on the total amount):
Diphyl 40-70% by weight,
Dimethyl phthalate 20-50% by weight,
Diacrylic acid 0.5-3% by weight,
Acrylic acid 1-10% by weight,
Phenothiazine 0.1-2% by weight,
Phthalic anhydride 0.1-2% by weight,
Benzoic acid 0.1-2% by weight,
Maleic anhydride 0.01-0.2% by weight,
Benzaldehyde 0.01-0.2% by weight,
Formic acid 0.001-0.02% by weight,
Acrolein 0.001-0.02% by weight,
Water 0.005-0.05% by weight,
Acetic acid 0.01-0.2% by weight and
Furfural 0.001-0.005 wt%.

Der Anteil an Schwermetallionen liegt im Absorptionskolonnensumpf üblicherweise unter 1 gew.ppm je Schwermetall.The proportion of heavy metal ions is usually in the absorption column sump less than 1 ppm by weight per heavy metal.

Die Sumpfflüssigkeit (Flüssigkeitsablauf der Absorptionseinheit, der Absorptionskolonne) wird überwiegend als Kühlmittel in die Direktkühlung des Produktgasgemischs zurückgeführt. Eine Teilmenge, vorzugsweise 0,1 bis 2 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge, wird entnommen und einer Destillationseinheit (Stufe 9) zugeführt.The sump liquid (liquid drain the absorption unit, the absorption column) is predominant as a coolant in direct cooling of the product gas mixture. A Partial amount, preferably 0.1 to 2% by weight, based on the total amount, is removed and fed to a distillation unit (stage 9).

Der Zulauf des Absorptionsmittels in die Absorptionskolonne erfolgt im Kopfbereich derselben. Im Fall einer Bodenkolonne vorzugsweise auf ihren obersten Boden. Erfindungsgemäß entspringt der Gesamtzulauf zum einen aus der im folgenden noch zu beschreibenden zur Kreisgaswäsche eingesetzten Wascheinheit (Stufe 7), vorzugsweise 80 bis 95 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge (diese Teilmenge enthält Polymerisationsinhibitor), und aus der Sauerwasserextraktion (Stufe 8), vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge. Dabei wird erfindungsgemäß das organische Raffinat aus der Sauerwasserextraktion vorteilhaft 1 bis 5 theoretische Böden, vorzugsweise 2 bis 4 theoretische Böden, unterhalb des Zulaufs für das Absorptionsmittel aus der Kreisgaswäsche in die Absorptionskolonne geführt.The inlet of the absorbent into the absorption column in the top area of the same. In the case of one Bottom column preferably on its top floor. According to the invention arises the total inflow from the one to be described below for cycle gas washing washing unit used (stage 7), preferably 80 to 95% by weight based on the total amount (this subset contains polymerization inhibitor), and from the acid water extraction (stage 8), preferably 5 to 20 wt .-% based on the total amount. According to the invention, the organic Raffinate from acidic water extraction advantageous 1 to 5 theoretical floors, preferably 2 to 4 theoretical trays, below the inlet for the Absorbent from the cycle gas scrubbing into the absorption column guided.

Vom untersten Boden der Absorptionseinheit, der als Fangboden ausgebildet ist, wird (als weiterer Flüssigkeitsablauf der Absorptionskolonne) das mit Acrylsäure beladene Absorptionsmittel (das Absorbat) entnommen. Die Entnahmetemperatur beträgt 100 bis 140°C, vorzugsweise 110 bis 120°C. Das Absorbat enthält typisch die nachfolgenden Bestandteile (die Mengenanteile sind auf die Gesamtmenge bezogen)
Diphyl 40–70 Gew.-%,
Dimethylphthalat 5–20 Gew.-%,
Diacrylsäure 0,5–3 Gew.-%,
Acrylsäure 20–40 Gew.-%,
Phenothiazin 0,005–0,05 Gew.-%,
Phthalsäureanhydrid 0,1–1 Gew.-%,
Benzoesäure 0,1–2 Gew.-%,
Maleinsäureanhydrid 0,1–2 Gew.-%,
Benzaldehyd 0,1–2 Gew.-%,
Ameisensäure 0,01–0,1 Gew.-%,
Acrolein 0,001–0,05 Gew.-%,
Wasser 0,1–1 Gew.-%,
Essigsäure 0,1–2 Gew.-%,
Propionsäure 0,001–0,2 Gew.-%,
Formaldehyd 0,001–0,005 Gew.-%,
Allylacrylat 0,001–0,01 Gew.-% und
Furfurale 0,01–0,05 Gew.-%.
The absorbent loaded with acrylic acid (the absorbate) is removed from the bottom tray of the absorption unit, which is designed as a collecting tray (as a further liquid drain from the absorption column). The removal temperature is 100 to 140 ° C, preferably 110 to 120 ° C. The absorbate typically contains the following components (the proportions are based on the total amount)
Diphyl 40-70% by weight,
Dimethyl phthalate 5-20% by weight,
Diacrylic acid 0.5-3% by weight,
Acrylic acid 20-40% by weight,
Phenothiazine 0.005-0.05% by weight,
Phthalic anhydride 0.1-1% by weight,
Benzoic acid 0.1-2% by weight,
Maleic anhydride 0.1-2% by weight,
Benzaldehyde 0.1-2% by weight,
Formic acid 0.01-0.1% by weight,
Acrolein 0.001-0.05% by weight,
Water 0.1-1% by weight,
Acetic acid 0.1-2% by weight,
Propionic acid 0.001-0.2% by weight,
Formaldehyde 0.001-0.005% by weight,
Allyl acrylate 0.001-0.01 wt% and
Furfural 0.01-0.05 wt%.

Das Absorbat wird teilweise einer Desorptionseinheit (Stufe 5) zugeführt, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-% bezogen auf die entnommene Gesamtmenge, teilweise unmittelbar dem Sumpf der Absorptionskolonne zugeführt, vorzugsweise 15 bis 40 Gew.-% bezogen auf die entnommene Gesamtmenge, und teilweise über einen Wärmetauscher (in welchem es abgekühlt wird) in die Absorptionseinheit rückgeführt (vorzugsweise 30 bis 75 Gew.-% bezogen auf die entnommene Gesamtmenge). Vorzugsweise erfolgt diese Rückführung 2 bis 5 theoretische Böden oberhalb des Entnahmebodens. Der Einsatz mehrerer Wärmetauscher, in Reihe oder parallel geschaltet, ist möglich. In den Wärmetauschern, die dem Fachmann an sich bekannt sind und keiner besonderen Beschränkung unterliegen, wird das Absorbat vorzugsweise um 10 bis 25°C abgekühlt. Bevorzugt wird die in den Wärmetauscher abgeführte Wärme zur Teilverdampfung des in der noch zu beschreibenden Kondensationseinheit anfallenden Sauerwassers verwendet.Some of the absorbate becomes one Desorption unit (stage 5) supplied, preferably 10 to 30 wt .-% based on the total amount withdrawn, in some cases directly to that Bottom fed to the absorption column, preferably 15 to 40 % By weight based on the total amount withdrawn, and in some cases over one heat exchangers (in which it cooled is returned to the absorption unit (preferably 30 to 75 % By weight based on the total amount removed). Preferably done this return 2 up to 5 theoretical floors above the removal floor. The use of several heat exchangers, connected in series or in parallel is possible. In the heat exchangers, which are known per se to the person skilled in the art and are not subject to any particular restriction, the absorbate is preferably cooled by 10 to 25 ° C. Preferred is the in the heat exchanger dissipated Heat to Partial evaporation of the condensation unit to be described resulting acid water used.

Auf weiteren im unteren Drittel der Absorptionseinheit angebrachten Fangböden, vorzugsweise 1 bis 2, kann derselben Rücklauf entnommen werden. Der Rücklauf wird teilweise unmittelbar auf den Boden unterhalb des Fangbodens abgelassen, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-% bezogen auf die entnommene Gesamtmenge, und teilweise über einen Wärmetauscher in die Absorptionseinheit, vorzugsweise 2 bis 5 theoretische Böden oberhalb des Entnahmebodens, zurückgeführt. Der Einsatz mehrerer Wärmetauscher, in Reihe oder parallel geschaltet, ist möglich. In den Wärmetauschern, die dem Fachmann an sich bekannt sind und keiner besonderen Beschränkung unterliegen, wird der Rücklauf abgekühlt, vorzugsweise um 10 bis 25°C.The same return can be removed from further catch trays, preferably 1 to 2, attached in the lower third of the absorption unit. The return flow is partially directly below the floor drained half of the collecting tray, preferably 5 to 20 wt .-% based on the total amount withdrawn, and partially returned via a heat exchanger to the absorption unit, preferably 2 to 5 theoretical trays above the sampling tray. It is possible to use several heat exchangers, connected in series or in parallel. In the heat exchangers, which are known per se to the person skilled in the art and are not subject to any particular restriction, the return is cooled, preferably by 10 to 25 ° C.

Diese Fangböden eignen sich auch als Einspeisestelle für den über Kopf des Verstärkungsteils der Rektifikationseinheit (Stufe 6) entnommenen Leichtsiederstrom bzw. allgemein als Einspeisestelle für acrylsäurehaltige Stoffströme, wie beispielsweise nicht spezifikationsgerechte rohe Acrylsäure.These collecting trays are also suitable as feed points for the overhead of the reinforcement part the low boiler flow taken from the rectification unit (stage 6) or generally as a feed point for acrylic acid-containing material flows, such as for example crude acrylic acid that does not meet specifications.

4a – Sauerwasserkondensation (Stufe 4a))4a - Acid water condensation (level 4a))

Das verbleibende, nicht in das Absorptionsmittel absorbierte Restproduktgasgemisch, das vor allem Leichtsieder und Nichtkondensierbare enthält, wird in einer Kondensationseinheit abgekühlt.The remaining one, not in the absorbent absorbed residual product gas mixture, especially low boilers and Contains non-condensable is cooled in a condensation unit.

Die Abkühlung kann indirekt, beispielsweise durch Wärmetauscher, die dem Fachmann an sich bekannt sind und keiner besonderen Beschränkung unterliegen, oder direkt, beispielsweise durch einen Quench, erfolgen. Erfindungsgemäß bevorzugt ist die direkte Kühlung. Dazu wird aus dem Restproduktgasgemisch bereits kondensierte wässrige Leichtsiederfraktion mittels eines geeigneten Wärmetauschers gekühlt (typisch sind Temperaturen von etwa 10°C) und die gekühlte Flüssigkeit oberhalb der Kondensatentnahmestelle im Brüden versprüht. Dieses Versprühen kann in einem getrennten Apparat oder bevorzugt in einer der Absorptionseinheit aufgesetzten Kondensationseinheit erfolgen. Im letzteren Fall ist die Kondensatentnahmestelle vorteilhafterweise als Fangboden ausgebildet. Durch Einbauten, die die Durchmischung des gekühlten wässrigen Leichtsiederkondensats mit dem Brüden verbessern, kann die Wirkung der direkten Kühlung gesteigert werden. Hierzu kommen prinzipiell alle gängigen Einbauten in Betracht. Das sind beispielsweise Böden, Packungen und/oder Schüttungen. Unter den Böden sind Glockenböden, Siebböden, Ventilböden, Thormannböden und/oder Dual-Flow-Böden bevorzugt, unter den Schüttungen sind solche mit Ringen, Wendeln, Sattelkörpern, Raschig-, Intos- oder Pall-Ringen, Barrel- oder Intalox-Sätteln, Top-Pak etc. oder Geflechten bevorzugt. Besonders bevorzugt sind Ventilböden.The cooling can be indirect, for example through heat exchangers, which are known per se to the person skilled in the art and are not subject to any particular restriction, or directly, for example by a quench. Preferred according to the invention is direct cooling. For this purpose, the residual product gas mixture is already condensed aqueous low boiler fraction using a suitable heat exchanger chilled (temperatures of around 10 ° C are typical) and the cooled liquid sprayed in the vapor above the condensate removal point. This spraying can in a separate apparatus or preferably in one of the absorption units mounted condensation unit. In the latter case the condensate removal point is advantageously designed as a collecting tray. By internals, the mixing of the cooled aqueous low-boiling condensate with the brothers improve, the effect of direct cooling can be increased. For this basically all common come Internals into consideration. These are, for example, floors, packs and / or fillings. Under the floors are bell bottoms, sieve trays, Valve trays, Thormann trays and / or dual flow floors preferred, among the fillings are those with rings, spirals, saddle bodies, Raschig, Intos or Pall rings, Barrel or Intalox saddles, Top-Pak etc. or braids prefers. Valve bottoms are particularly preferred.

Unter den Ventilböden sind 2 bis 4 flutige Ventilböden bevorzugt.2 to 4 flow valve bases are preferred among the valve heads.

In der Regel sind hier 2 bis 5 theoretische Böden ausreichend. Die Sauerwasserkondensation kann auch mehrstufig ausgeführt sein (mehr als ein Quenchkreis mit nach oben abnehmender Temperatur). Das am Kopf der Kondensationseinheit anfallende Sauerwasser enthält im wesentlichen folgende Komponenten (die Mengenanteile sind auf die Gesamtmenge bezogen):
Acrylsäure 2–5 Gew.-%,
Essigsäure 4–10 Gew.-%,
Wasser 60–80 Gew.-%,
Diphyl 5–20 Gew.-%,
Dimethylphthalat 1–5 Gew.-%,
Formaldehyd 2–10 Gew.-%,
Diacrylsäure 0,1–2 Gew.-%,
Allylacrylat 0,0005–0,005 Gew.-%,
Furfurale 0,01–0,005 Gew.-%,
Propionsäure 0,0005–0,005 Gew.-%,
Ameisensäure 0,2–2 Gew.-%,
Benzaldehyd 0,1–1 Gew.-%,
Maleinsäureanhydrid 0,01–0,2 Gew.-%,
Benzoesäure 0,05–0,5 Gew.-%,
Maleinsäure 0,2–2 Gew.-%,
Phthalsäureanhydrid 0,01–0,1 Gew.-%,
Phenothiazin 0,002–0,02 Gew.-% und
Acrolein 0,01–0,1 Gew.-%.
As a rule, 2 to 5 theoretical plates are sufficient here. The acid water condensation can also be carried out in several stages (more than one quench circuit with an increasing temperature). The acid water at the top of the condensation unit essentially contains the following components (the proportions are based on the total amount):
Acrylic acid 2-5% by weight,
Acetic acid 4-10% by weight,
Water 60-80% by weight,
Diphyl 5-20% by weight,
Dimethyl phthalate 1-5% by weight,
Formaldehyde 2-10% by weight,
Diacrylic acid 0.1-2% by weight,
Allyl acrylate 0.0005-0.005% by weight,
Furfural 0.01-0.005 wt%,
Propionic acid 0.0005-0.005% by weight,
Formic acid 0.2-2% by weight,
Benzaldehyde 0.1-1% by weight,
Maleic anhydride 0.01-0.2% by weight,
Benzoic acid 0.05-0.5% by weight,
Maleic acid 0.2-2% by weight,
Phthalic anhydride 0.01-0.1% by weight,
Phenothiazine 0.002-0.02 wt% and
Acrolein 0.01-0.1 wt%.

Das Sauerwasser wird teilweise ausgeschleust, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-% bezogen auf die entnommene Gesamtmenge, und teilweise über einen Wärmetauscher in die Kondensationseinheit, vorzugsweise 2 bis 5 theoretische Böden oberhalb der Entnahmestelle, zurückgeführt. Der Einsatz mehrerer Wärmetauscher, in Reihe oder parallel geschaltet, vorzugsweise in Reihe, ist möglich. Die Rückführung des gekühlten wässrigen Leichtsiederkondensats kann auch an verschiedenen Stellen oberhalb seiner Entnahmestelle erfolgen (jeweils nochmals gekühlt mit nach oben abnehmender Temperatur). In den Wärmetauschern, die dem Fachmann an sich bekannt sind und keiner besonderen Beschränkung unterliegen, wird das Kondensat abgekühlt, vorzugsweise um 5 bis 25°C.The sour water is partially discharged, preferably 0.5 to 5% by weight based on the total amount withdrawn, and partly over a heat exchanger into the condensation unit, preferably 2 to 5 theoretical plates above the tapping point. The Use of several heat exchangers, connected in series or in parallel, preferably in series, is possible. The Repatriation of the chilled watery Low boiler condensate can also be found in various places above its tapping point (each cooled again with decreasing temperature). In the heat exchangers, the specialist are known per se and are not subject to any particular restriction, the condensate is cooled, preferably around 5 to 25 ° C.

Die effektiv ausgeschleuste Sauerwassermenge wird der Sauerwasserextraktion (Stufe 8) zugeführt. Ihre Temperatur beträgt häufig 20 bis 60°C, vorzugsweise 30 bis 50°C.The effectively discharged amount of acid water is fed to the acid water extraction (stage 8). Their temperature is often 20 up to 60 ° C, preferably 30 to 50 ° C.

Das bei der Sauerwasserkondensation gasförmig verbleibende Restgasgemisch enthält im wesentlichen folgende Komponenten (die Mengenanteile sind auf die Gesamtmenge bezogen):
Stickstoff 80–95 Gew.-%,
Sauerstoff 2–15 Gew.-%,
Kohlenoxide 2–10 Gew.-%,
Wasser 0,5–5 Gew.-%,
Essigsäure 0,01–0,2 Gew.-%,
Acrylsäure 0,01–2 Gew.-%,
Acrolein 0,01–0,5 Gew.-%,
Diphyl 0,001–0,01 Gew.-%,
Ameisensäure 0,001–0,01 Gew.-%,
Propan 0,01–0,2 Gew.-% und
Propen 0,1–2 Gew.-%.
The residual gas mixture remaining in gaseous form in the acid water condensation essentially contains the following components (the proportions are based on the total amount):
Nitrogen 80-95% by weight,
Oxygen 2-15% by weight,
Carbon oxides 2-10% by weight,
Water 0.5-5% by weight,
Acetic acid 0.01-0.2% by weight,
Acrylic acid 0.01-2% by weight,
Acrolein 0.01-0.5% by weight,
Diphyl 0.001-0.01% by weight,
Formic acid 0.001-0.01% by weight,
Propane 0.01-0.2 wt% and
Propene 0.1-2% by weight.

Dieses Restgas (Kreisgas) wird in zweckmäßigerweise teilweise, vorzugsweise zu 30 bis 50 Gew.-% bezogen auf seine Gesamtmenge, ausgeschleust, teilweise, vorzugsweise zu 10 bis 25 Gew.-% bezogen auf seine Gesamtmenge, in der Stufe 5 in von Acrylsäure frei gewaschener Form als Strippgas verwendet und teilweise, vorzugsweise zu 40 bis 60 Gew.-% bezogen auf seine Gesamtmenge, in die Propenoxidation (Stufe 1) zurückgeführt. Das ausgeschleuste Restgas wird, vorzugsweise nach einer Wäsche mit dem wässrigen Extrakt aus der Sauerwasserextraktion (Stufe 8), zusammen mit den anderen Produktionsrückständen verbrannt. Die dabei erzeugte Abwärme wird vorzugsweise zur Dampferzeugung benutzt, wie es z.B. in der DE-A 196 24 674 beschrieben ist.This residual gas (circulating gas) is expediently partially, preferably 30 to 50% by weight based on its total amount, discharged, partially, preferably 10 to 25% by weight based on its total amount, in stage 5 from acrylic acid washed form used as stripping gas and partially, preferably 40 to 60 wt .-% based on its total amount, returned to the propene oxidation (stage 1). The discharged residual gas is burned together with the other production residues, preferably after washing with the aqueous extract from the acid water extraction (stage 8). The waste heat generated in this way is preferably used to generate steam, as is the case, for example, in DE-A 196 24 674 is described.

Ganz besonders bevorzugt wird die aus der Absorptionseinheit abgeführte Wärme zur Teilverdampfung des Sauerwassers genutzt. Dadurch steigt die Dampfausbeute bei der energetischen Verwertung der Produktionsrückstände (Sauerwasserverbrennung).The is very particularly preferred dissipated from the absorption unit Heat to Partial evaporation of the sour water used. This increases the steam yield in the energetic utilization of production residues (acid water combustion).

Der bei der Sauerwasserkondensation verbleibende Restgasstrom wird bevorzugt um 4 bis 10°C überhitzt (z.B. mit 4 bar Dampf). Dadurch wird eine mögliche Kondensation in den Abgasgasleitungen vermieden.The one with acid water condensation remaining gas flow is preferably overheated by 4 to 10 ° C (e.g. with 4 bar steam). This will prevent possible condensation in the Exhaust gas pipes avoided.

Das in den Prozeß zurückgeführte Kreisgas wird auf einen Druck von 1,5 bis 5 bar, vorzugsweise auf 2 bis 3,5 bar, besonders bevorzugt auf einen Druck, der so bemessen ist, dass kein weiterer Verdichter im Kreisgassystem erforderlich ist, komprimiert.The recycle gas returned to the process is reduced to one Pressure from 1.5 to 5 bar, preferably to 2 to 3.5 bar, particularly preferably on a print that is dimensioned so that no further Compressor in the cycle gas system is required, compressed.

Selbstverständlich kann die Absorptionseinheit auch mit geringem Unterdruck am Kolonnenkopf betrieben werden. In diesem Fall ist es vorteilhaft einen zusätzlichen Verdichter (gegebenenfalls ein Gebläse) zur Restgasausschleusung zu verwenden, um den Atmosphärendruck zu überwinden.Of course, the absorption unit can also be operated with a low vacuum at the top of the column. In In this case it is advantageous to use an additional compressor (if necessary a blower) to discharge residual gas to the atmospheric pressure to overcome.

5 – Desorption (Stufe 5)5 - Desorption (level 5)

Das vom untersten Fangboden der Absorptionseinheit (Stufe 4) effektiv ausgeschleuste Absorbat, hauptsächlich aus Acrylsäure, Diphyl und Dimethylphthalat bestehend, wird einer Desorptionseinheit zugeführt um es in dieser von in ihm noch enthaltenen Leichtsiedern zu befreien.That from the bottom catchment floor of the absorption unit (Level 4) effectively removed absorbate, mainly from Acrylic acid, Diphyl and dimethyl phthalate, becomes a desorption unit fed around to free it from the low boilers it still contains.

Die Desorptionseinheit (üblicherweise eine Kolonne) ist von an sich bekannter Bauart und weist die üblichen Einbauten auf. Als Kolonneneinbauten kommen prinzipiell alle gängigen Einbauten in Betracht, beispielsweise Böden, Packungen und/oder Schüttungen. Unter den Böden sind Glockenböden, Siebböden, Ventilböden, Thormannböden und/oder Dual-Flow-Böden bevorzugt, unter den Schüttungen sind solche mit Rin gen, Wendeln, Sattelkörpern, Raschig-, Intos- oder Pall-Ringen, Barrel- oder Intalox-Sätteln, Top-Pak etc. oder Geflechten bevorzugt. Besonders bevorzugt sind Dual-Flow-Böden und/oder Ventilböden. Unter den Ventilböden sind die 2 bis 4 flutigen Ventilböden bevorzugt. Bei Verwendung von Dual-Flow-Böden und Ventilböden werden die Dual-Flow-Böden ganz besonders bevorzugt im unteren Abschnitt der Desorptionseinheit und die Ventilböden im oberen Abschnitt der Desorptionseinheit eingesetzt.The desorption unit (usually a column) is of a type known per se and has the usual Internals on. In principle, all common internals come as column internals into consideration, for example floors, Packs and / or fillings. Under the floors are bell bottoms, sieve trays, Valve trays, Thormann trays and / or dual flow floors preferred, among the fillings are those with rings, spirals, saddle bodies, Raschig, Intos or Pall rings, Barrel or Intalox saddles, Top-Pak etc. or braids preferred. Are particularly preferred Dual flow floors and / or Valve trays. Under the valve bottoms the 2 to 4 flow valve bottoms are preferred. Using of dual flow floors and valve bottoms the dual flow floors very particularly preferably in the lower section of the desorption unit and the valve bottoms used in the upper section of the desorption unit.

In der Regel sind hier 10 bis 20 theoretische Böden ausreichend. Die Desorptionseinheit kann bei vermindertem Druck betrieben werden, vorzugsweise werden aber die Partialdrücke der desorbierbaren Komponenten durch Verdünnen mit einem unter Desorptionsbedingungen nicht kondensierbaren und inerten Gas, besonders bevorzugt mit dem in der Wascheinheit (Stufe 7) gewaschenen Kreisgas, gesenkt. Die Bedingungen werden so gewählt, dass die Temperatur des Brüdens am Kopf der Desorptionseinheit 140°C, vorzugsweise 130°C, nicht übersteigt.Usually there are 10 to 20 here theoretical floors sufficient. The desorption unit can be operated under reduced pressure are operated, but preferably the partial pressures of the desorbable components by dilution with one under desorption conditions non-condensable and inert gas, particularly preferably with the circulating gas washed in the washing unit (stage 7). The Conditions are chosen so that the temperature of the vapor at the head of the desorption unit does not exceed 140 ° C, preferably 130 ° C.

Bei Verwendung von Dual-Flow-Böden als trennwirksame Einbauten in der Desorptionskolonne beträgt der Lochdurchmesser (der Durchmesser der Durchtrittsöffnungen in den Böden) in der Regel 8 bis 50 mm, vorzugsweise 10 bis 35 mm. Besonders bevorzugt nimmt der Lochdurchmesser von oben nach unten zu. Der Bodenabstand (üblicherweise sind die Böden äquidistant angeordnet) beträgt häufig 300 bis 800 mm, bevorzugt 400 bis 600 mm und ganz besonders bevorzugt 500 mm.When using dual flow floors as separating internals in the desorption column is the hole diameter (the diameter of the passage openings in the floors) usually 8 to 50 mm, preferably 10 to 35 mm. Particularly preferred the hole diameter increases from top to bottom. The ground clearance (usually the floors are equidistant arranged) is frequently 300 to 800 mm, preferably 400 to 600 mm and very particularly preferred 500 mm.

Die Desorptionseinheit ist üblicherweise aus austenitischem Stahl gefertigt, vorzugweise aus dem Werkstoff 1.4571 (nach DIN EN 10020).The desorption unit is common Made from austenitic steel, preferably from the material 1.4571 (according to DIN EN 10020).

Der Kolonnenzulauf an zu strippendem Absorbat erfolgt im oberen Bereich der Desorptionseinheit, vorzugsweise auf deren obersten Boden. Der Zulauf wird vorzugweise vorgewärmt (typisch auf 130 bis 140°C) und teilverdampft.The column feed to be stripped Absorbate takes place in the upper area of the desorption unit, preferably on their top floor. The inlet is preferably preheated (typical to 130 to 140 ° C) and partially vaporized.

Die Wärmezufuhr in den Sumpf der Desorptionskolonne kann über innen- und/oder außenliegende Wärmetauscher herkömmlicher Bauart und/oder über Doppelwandheizung erfolgen (als Wärmeträger wird vorteilhaft mit der Abwärme der Partialoxidation gewonnener Wasserdampf verwendet). Vorzugsweise erfolgt sie über außenliegende Umlaufverdampfer mit Natur- oder Zwangsumlauf. Besonders bevorzugt werden außenliegende Umlaufverdampfer mit Zwangsumlauf eingesetzt. Der Einsatz mehrerer Verdampfer, in Reihe oder parallel geschaltet, ist möglich.The heat supply in the swamp of the Desorption column can over internal and / or external heat exchanger conventional Type and / or over Double wall heating take place (as a heat carrier is advantageous with the waste heat water vapor obtained from the partial oxidation is used). Preferably it is done via external Circulation evaporator with natural or forced circulation. Particularly preferred be outside Circulation evaporator with forced circulation used. The use of several Evaporators, connected in series or in parallel, are possible.

Bei Verwendung eines unter Desorptionsbedingungen nicht kondensierbaren und inerten Strippgases ist es vorteilhaft, dieses unmittelbar in den Sumpf der Desorptionseinheit einzuleiten und den Verdampferumlauf auf einen der unteren Kolonnenböden (vor zugsweise im Bereich der theoretischen Böden 2 bis 4 von unten) zu führen. Das unter den Desorptionsbedingungen nicht kondensierbare, inerte Gas kann vor dem Eintritt in die Desorptionseinheit mit Sumpfprodukt vermischt und vorgewärmt werden (Teilstrom aus dem Umlaufverdampfer entnehmen und gemeinsam mit dem Strippgas über einen getrennten Wärmetauscher führen). Besonders bevorzugt wird in der Wascheinheit (Stufe 7) gewaschenes Kreisgas als nicht kondensierbares und inertes Gas verwendet.When using one under desorption conditions non-condensable and inert stripping gas, it is advantageous introduce this directly into the sump of the desorption unit and the evaporator circulation on one of the lower column trays (before preferably in the field of theoretical soils 2 to 4 from below). The inert, which is not condensable under the desorption conditions Gas can enter the desorption unit with the bottom product mixed and preheated (remove partial flow from the circulation evaporator and collectively with the stripping gas over a separate heat exchanger to lead). Washing in the washing unit (stage 7) is particularly preferred Recycle gas is used as a non-condensable and inert gas.

Die Sumpftemperatur beträgt in der Desorptionskolonne üblicherweise 110 bis 150°C, vorzugsweise 120 bis 140°C. Das im Kolonnensumpf der Desorptionskolonne anfallende, im wesentlichen nur noch mit Acrylsäure und Mittelsiedern beladene Absorptionsmittel enthält im einzelnen folgende Komponenten (die Mengenanteile sind auf die Gesamtmenge bezogen)
Diphyl 55–75 Gew.-%,
Dimethylphthalat 10–25 Gew.-%,
Diacrylsäure 0,5–3 Gew.-%,
Acrylsäure 15–25 Gew.-%,
Essigsäure 0,01–0,2 Gew.-%,
Ameisensäure 0,001–0,02 Gew.-%,
Propionsäure 0,001–0,02,
Phenothiazin 0,01–0,1 Gew.-%,
Phthalsäureanhydrid 0,1–1 Gew.-%,
Benzoesäure 0,2–2 Gew.-%,
Maleinsäureanhydrid 0,1–2 Gew.-%,
Benzaldehyd 0,1–1 Gew.-% und
Furfural 0,01–0,05 Gew.-%.
The bottom temperature in the desorption column is usually 110 to 150 ° C., preferably 120 to 140 ° C. The absorbent accumulating in the bottom of the desorption column, which is essentially only loaded with acrylic acid and medium boilers, contains the following components (the proportions are based on the total amount)
Diphyl 55-75% by weight,
Dimethyl phthalate 10-25% by weight,
Diacrylic acid 0.5-3% by weight,
Acrylic acid 15-25% by weight,
Acetic acid 0.01-0.2% by weight,
Formic acid 0.001-0.02% by weight,
Propionic acid 0.001-0.02,
Phenothiazine 0.01-0.1% by weight,
Phthalic anhydride 0.1-1% by weight,
Benzoic acid 0.2-2% by weight,
Maleic anhydride 0.1-2% by weight,
Benzaldehyde 0.1-1% by weight and
Furfural 0.01-0.05 wt%.

Die Sumpfflüssigkeit (der aus der Desorptionseinheit ablaufende, insbesondere mit Acrylsäure beladene Absorptionsmittelstrom) der Desorptionseinheit wird über einen Wärmetauscher geführt, teilweise ausgeschleust, vorzugsweise 65 bis 90 Gew.-% bezogen auf den in die Desorptionskolonne geführten Zulauf, und teilweise in den unteren Bereich der Desorptionseinheit zurückgeführt. Die ausgeschleuste Menge wird der Rektifikationseinheit (Stufe 6) zugeführt.The bottom liquid (that from the desorption unit running, especially absorbent stream loaded with acrylic acid) the desorption unit is about a heat exchanger guided, partially removed, preferably 65 to 90 wt .-% based on the feed fed into the desorption column, and partially returned to the lower area of the desorption unit. The discharged amount is fed to the rectification unit (stage 6).

Das mit Leichtsiedern beladene Stripgas kann indirekt, beispielsweise durch Wärmetauscher, die dem Fachmann an sich bekannt sind und keiner besonderen Beschränkung unterliegen, oder direkt, beispielsweise durch einen Quench, abgekühlt werden. Ein Teil der dabei kondensierenden Leichtsieder kann als Rücklauf verwendet, der Rest in die Absorptionseinheit (Stufe 4) zurückgeführt werden. Bei Verwendung eines nicht kondensierbaren und inerten Stripgases wird dieses in seiner bei der beschriebe nen Leichtsiederkondensation verbliebenen Form ebenfalls in die Absorptionseinheit (Stufe 4) zurückgeführt.The strip gas loaded with low boilers can indirectly, for example by heat exchangers, the expert are known per se and are not subject to any particular restriction, or cooled directly, for example by a quench. Some of the low boilers condensing can be used as reflux, the rest are returned to the absorption unit (stage 4). Using a non-condensable and inert stripping gas, this is in his remaining with the described low boiler condensation Form also returned to the absorption unit (level 4).

In einer bevorzugen Ausführungsform wird die vorgenannte Kondensation nicht durchgeführt und das am Kopf der Desorptionseinheit herausgeführte beladene Stripgas als solches in die Absorption (Stufe 4), vorzugsweise unterhalb des ersten Bodens (von unten) der Absorptionseinheit, zurückgeführt (gegebenenfalls erfolgt die Rückführung über die Direktkühlung des Produktgasgemischs (Stufe 3)).In a preferred embodiment the aforementioned condensation is not carried out and that at the top of the desorption unit led out loaded stripping gas as such into the absorption (stage 4), preferably below the first floor (from below) of the absorption unit, returned (if applicable the return takes place via the direct cooling of the product gas mixture (stage 3)).

In der Regel enthält ein solchermaßen rückgeführtes beladenes Stripgas folgende Bestandteile (die Mengenanteile sind auf die Gesamtmenge bezogen):
Stickstoff 30–60 Gew.-%,
Sauerstoff 1–5 Gew.-%,
Kohlenoxide 1–5 Gew.-%,
Acrylsäure 30–60 Gew.-%,
Diphyl 1–5 Gew.-%,
Wasser 0,5–2 Gew.-%,
Essigsäure 0,2–2 Gew.-%,
Dimethylphthalat 0,01–0,2 Gew.-%,
Formaldehyd 0,001–0,01 Gew.-%,
Acrolein 0,01–0,1 Gew.-%,
Ameisensäure 0,02–0,2 Gew.-%,
Propionsäure 0,005–0,05 Gew.-%,
Allylacrylat 0,001–0,02 Gew.-%,
Diacrylsäure 0,001–0,02 Gew.-%,
Phthalsäureanhydrid 0,001–0,01 Gew.-%,
Benzoesäure 0,002–0,02 Gew.-%,
Maleinsäureanhydrid 0,1–0,5 Gew.-%,
Benzaldehyd 0,05–0,2 Gew.-% und
Furfurale 0,005–0,02 Gew.-%.
As a rule, a loaded stripping gas returned in this way contains the following components (the proportions are based on the total amount):
Nitrogen 30-60% by weight,
Oxygen 1-5% by weight,
Carbon oxides 1-5% by weight,
Acrylic acid 30-60% by weight,
Diphyl 1-5% by weight,
Water 0.5-2% by weight,
Acetic acid 0.2-2% by weight,
Dimethyl phthalate 0.01-0.2% by weight,
Formaldehyde 0.001-0.01% by weight,
Acrolein 0.01-0.1% by weight,
Formic acid 0.02-0.2% by weight,
Propionic acid 0.005-0.05% by weight,
Allyl acrylate 0.001-0.02% by weight,
Diacrylic acid 0.001-0.02% by weight,
Phthalic anhydride 0.001-0.01% by weight,
Benzoic acid 0.002-0.02% by weight,
Maleic anhydride 0.1-0.5% by weight,
Benzaldehyde 0.05-0.2% by weight and
Furfural 0.005-0.02 wt%.

Ein Flüssigkeitsmitriß vom obersten Boden der Desorptionseinheit ist möglich und stört nicht.A liquid trace from the top The bottom of the desorption unit is possible and does not interfere.

6 – Rektifikation des aus der Desorptionseinheit ausgeschleusten Flüssigablaufs (Stufe 6)6 - Rectification of the from the Desorption unit discharged liquid drain (level 6)

Der aus der Desorptionseinheit (Stufe 5) ausgeschleuste Sumpfablauf, hauptsächlich aus Acrylsäure, Diphyl und Dimethylphthalat bestehend, wird in eine einen Verstärkungs- und einen Abtriebsteil umfassende Rektifikationseinheit geführt.The one from the desorption unit (level 5) discharged sump drain, mainly from acrylic acid, diphyl and dimethyl phthalate is used in a reinforcing and a rectification unit comprising a stripping section.

Die Rektifikationseinheit ist von an sich bekannter Bauart (in typischer Weise eine Rektifikationskolonne) und weist die üblichen Einbauten auf. Als Kolonneneinbauten kommen prinzipiell alle gängigen Einbauten in Betracht, beispielsweise Böden, Packungen und/oder Schüttungen. Unter den Böden sind Glockenböden, Siebböden, Ventilböden, Thormannböden und/oder Dual-Flow-Böden bevorzugt, unter den Schüttungen sind solche mit Ringen, Wendeln, Sattelkörpern, Raschig-, Intos- oder Pall-Ringen, Barrel- oder Intalox-Sätteln, Top-Pak etc. oder Geflechten bevorzugt. Besonders bevorzugt sind Dual-Flow-Böden.The rectification unit is from design known per se (typically a rectification column) and assigns the usual Internals on. In principle, all common internals come in as column internals Consideration, for example floors, Packs and / or fillings. Under the floors are bubble trays, sieve trays, valve trays, Thormann trays and / or Dual-flow trays preferred, among the fillings are those with rings, spirals, saddle bodies, Raschig, Intos or Pall rings, or barrels Intalox saddles, Top-Pak etc. or braids preferred. Dual-flow trays are particularly preferred.

In der Regel sind 10 bis 25 theoretische Böden in der Rektifikationseinheit ausreichend. Die Rektifikation wird üblicherweise bei vermindertem Druck durchgeführt, vorzugsweise bei einem Kopfdruck von 70 bis 140 mbar. Der Sumpfdruck ergibt sich aus dem Kopfdruck, der Anzahl und der Art der Kolonneneinbauten sowie den fluidynamischen Erfordernissen der Rektifikation und beträgt vorzugsweise 300 bis 400 mbar.As a rule, 10 to 25 are theoretical Floors in the rectification unit is sufficient. The rectification is usually carried out under reduced pressure, preferably at a head pressure of 70 to 140 mbar. The swamp pressure results from the head pressure, the number and type of column internals and the fluid dynamic requirements of rectification and is preferably 300 to 400 mbar.

Bei Verwendung von Dual-Flow-Böden als trennwirksamen Einbauten beträgt der Lochdurchmesser in den Böden oberhalb des Zulaufs in der Regel 5 bis 25 mm, vorzugsweise 10 bis 20 mm. Der Lochdurchmesser in den Böden unterhalb des Zulaufs beträgt üblicherweise 15 bis 80 mm, vorzugsweise 25 bis 50 mm und ist ganz besonders bevorzugt gestuft, wie in der deutschen Patentanmeldung DE – A 10156988 beschrieben. Der Bodenabstand (in der Regel sind die Böden äquidistant angeordnet) beträgt typisch 300 bis 700 mm, bevorzugt 350 bis 400 mm und ganz besonders bevorzugt 380 mm.When using dual flow floors as separating installations the hole diameter in the bottoms usually 5 to 25 mm, preferably 10 to, above the inlet 20 mm. The hole diameter in the bottoms below the inlet is usually 15 to 80 mm, preferably 25 to 50 mm and is very particularly preferred graded as in German patent application DE - A 10156988 described. The ground clearance (usually the floors are equidistant arranged) is typically 300 to 700 mm, preferably 350 to 400 mm and very particularly preferably 380 mm.

Bevorzugt wird der obere Teil der Rektifikationseinheit begleitbeheizt. Bei einer Rektifikationseinheit mit n theoretischen Böden betrifft dies den Bereich oberhalb des n/2ten theoretischen Bodens. Die Temperatur der Begleitheizung wird so gewählt, dass an der Kolonneninnenwand keine Acrylsäure kondensieren kann. Vorzugsweise liegt diese Temperatur 5 bis 10°C oberhalb der Siedetemperatur von Acrylsäure bei dem in der Rektifikationseinheit im betrachteten Bereich vorliegenden Druck.The upper part of the Rectification unit heated. With a rectification unit with n theoretical floors this concerns the area above the n / 2nd theoretical floor. The temperature of the trace heating is chosen so that on the inner wall of the column no acrylic acid can condense. This temperature is preferably 5 to 10 ° C. above the boiling point of acrylic acid with the one present in the rectification unit in the area under consideration Print.

Die Rektifikationseinheit ist üblicherweise aus austenitischem Stahl gefertigt, vorzugweise aus dem Werkstoff 1.4571 (nach DIN EN 10020).The rectification unit is common Made from austenitic steel, preferably from the material 1.4571 (according to DIN EN 10020).

Der Zulauf in die Rektifikationseinheit erfolgt zweckmäßig in ihrem unteren Bereich. Vorzugsweise erfolgt er 2 bis 5 theoretische Böden oberhalb des Sumpfes der Rektifikationskolonne. Die Zulauftemperatur beträgt typisch 150°C.The inflow into the rectification unit conveniently takes place in your lower area. It is preferably 2 to 5 theoretical plates above the bottom of the rectification column. The inlet temperature is typical 150 ° C.

Die Wärmezufuhr erfolgt über innen- und/oder außenliegende Wärmetauscher (Wärmeträger ist wieder vorzugsweise Wasserdampf) herkömmlicher Bauart und/oder über Doppelwandbeheizung. Vorzugsweise erfolgt sie über außenliegende Umlaufverdampfer mit Natur- oder Zwangsumlauf. Besonders bevorzugt sind außenliegende Umlaufverdampfer mit Zwangsumlauf. Der Einsatz mehrerer Verdampfer, in Reihe oder parallel geschaltet, ist möglich. Vorzugsweise werden 2 bis 4 Verdampfer parallel betrieben. Die Sumpftemperatur der Rektifikationseinheit beträgt typisch 180 bis 210°C, vorzugsweise 190 bis 200°C. Die in den Sumpf der Rektifikationskolonne kondensierende Schwersiederfraktion enthält in der Regel im wesentlichen folgende Bestandteile (die Mengenanteile sind auf die Gesamtmenge bezogen):
Diphyl 70–85 Gew.-%,
Dimethylphthalat 10–25 Gew.-%,
Diacrylsäure 0,5–5 Gew.-%,
Acrylsäure 0,2–2 Gew.-%,
Phenothiazin 0,01–0,1 Gew.-%,
Phthalsäureanhydrid 0,1–1 Gew.-%,
Benzoesäure 0,2–2 Gew.-%,
Maleinsäureanhydrid 0,1–2 Gew.-%,
Benzaldehyd 0,1–0,5 Gew.-% und
Furfurale 0,01–0,05 Gew.-%.
The heat is supplied via internal and / or external heat exchangers (heat transfer medium is again preferably steam) of conventional design and / or via double-wall heating. It is preferably carried out via external circulation evaporators with natural or forced circulation. External circulation evaporators with forced circulation are particularly preferred. The use of several evaporators, in series or in parallel, is possible. Preferably 2 to 4 evaporators are operated in parallel. The bottom temperature of the rectification unit is typically 180 to 210 ° C, preferably 190 to 200 ° C. The high boiler fraction condensing in the bottom of the rectification column generally contains the following constituents (the proportions are based on the total amount):
Diphyl 70-85% by weight,
Dimethyl phthalate 10-25% by weight,
Diacrylic acid 0.5-5% by weight,
Acrylic acid 0.2-2% by weight,
Phenothiazine 0.01-0.1% by weight,
Phthalic anhydride 0.1-1% by weight,
Benzoic acid 0.2-2% by weight,
Maleic anhydride 0.1-2% by weight,
Benzaldehyde 0.1-0.5% by weight and
Furfural 0.01-0.05 wt%.

Die der Rektifikationseinheit entnommene, das schwersiedende Absorptionsmittel einkodensiert enthaltende, Sumpfflüssigkeit wird teilweise ausgeschleust, vorzugsweise 75 bis 90 Gew.-% bezogen auf den Zulauf in die Rektifikationseinheit, und teilweise über einen Wärmetauscher in den Sumpfbereich der Rektifikationskolonne zurückgeführt. Die ausgeschleuste Schwersiederfraktion wird, vorzugsweise über einen Feststoffabscheider (Zyklon) und gegebenenfalls durch frisches Absorptionsmittel ergänzt, im wesentlichen der Wascheinheit (Stufe 7) und in einer kleinen Teilmenge dem Sumpfbereich der Absorption (Stufe 4) zugeführt. In der Regel beträgt das vorgenannte Mengenverhältnis 30 zu 1 bis 300 zu 1, vorzugsweise 60 zu 1 bis 150 zu 1.The one taken from the rectification unit containing the high-boiling absorbent encoded, bottoms liquid is partially discharged, preferably based on 75 to 90 wt .-% on the inflow into the rectification unit, and partly via a heat exchangers returned to the bottom of the rectification column. The High boiler fraction is removed, preferably via a Solids separator (cyclone) and, if necessary, with fresh absorbent added, essentially the washing unit (stage 7) and in a small one Partial amount fed to the swamp area of absorption (stage 4). In usually is the aforementioned ratio 30 to 1 to 300 to 1, preferably 60 to 1 to 150 to 1.

Alternativ kann eine Teilmenge der Schwersiederfraktion der Rektifikationseinheit oberhalb des Wärmetauschers und unterhalb der trennwirksamen Einbauten mittels eines Seitenabzugs gasförmig entnommen werden. Die gasförmig entnommene Schwersiederfraktion, die in besonderer Weise frei von Feststoffpartikeln ist, wird dann kondensiert und, gegebenenfalls ergänzt durch frisches Absorptionsmittel, der Wascheinheit (Stufe 7) zugeführt. Die Kondensation dieser gasförmig entnommenen Schwersiederfraktion kann indirekt, beispielsweise in Wärmetauschern, die dem Fachmann an sich bekannt sind und keiner besonderen Beschränkung unterliegen, oder direkt, beispielsweise durch einen Quench, erfolgen. Bevorzugt ist die indirekte Kühlung. Zusätzlich wird dann ein weiterer Teil der Schwersiederfraktion dem Sumpfbereich der Rektifikationskolonne flüssig entnommen und dem Sumpfbereich der Absorptionseinheit (Stufe 4) zugeführt. Das Massenverhältnis von gasförmig zu flüssig ausgeschleuster Schwersiederfraktion beträgt bei dieser Variante zweckmäßig 30 zu 1 bis 300 zu 1, vorzugsweise 60 zu 1 bis 150 zu 1. Durch diese Verfahrensvariante wird die Bildung von Ablagerungen (Fouling) im Absorptionsmittelkreis deutlich vermindert.Alternatively, a subset of the High boiler fraction of the rectification unit above the heat exchanger and below the separating internals by means of a side trigger gaseous be removed. The gaseous removed high boiler fraction, which is free in a special way Is solid particles, is then condensed and, if necessary added by fresh absorbent, fed to the washing unit (stage 7). The Condensation of these gaseous withdrawn high boiler fraction can indirectly, for example in heat exchangers, which are known per se to the person skilled in the art and are not subject to any particular restriction, or directly, for example by a quench. Prefers is indirect cooling. additionally then another part of the high boiler fraction is the swamp area the rectification column liquid removed and the sump area of the absorption unit (level 4) fed. The mass ratio of gaseous too fluid removed high boiler fraction is expediently 30 in this variant 1 to 300 to 1, preferably 60 to 1 to 150 to 1. This process variant the formation of deposits (fouling) in the absorbent circuit significantly reduced.

Oberhalb des Zulaufs in die Rektifikationskolonne wird über Seitenabzug eine rohe Acrylsäure entnommen, vorzugsweise 8 bis 20 theoretische Böden oberhalb des Kolonnensumpfes. Die Entnahme der rohen Acrylsäure erfolgt auf übliche Weise und unterliegt keiner Beschränkung. Geeignet ist die Entnahme über einen Fangboden, wobei der gesamte Rücklauf aufgefangen wird und ein Teil ausgeschleust und der andere Teil als Rücklauf unterhalb des Fangbodens verwendet wird, oder über einen Boden mit integrierter Abzugsmöglichkeit, vorzugsweise über einen Dual-Flow-Boden mit integrierter Abzugsmöglichkeit. Die entnommene rohe Acrylsäure enthält normalerweise im wesentlichen folgende Bestandteile (die Mengenanteile sind auf die Gesamtmenge bezogen):
Acrylsäure 98–99,9 Gew.-%,
Essigsäure 0,05–0,3 Gew.-%,
Wasser 0,001–0,01 Gew.-%,
Ameisensäure 0,001–0,005 Gew.-%,
Propionsäure 0,01–0,05 Gew.-%,
Furfurale 0,01–0,05 Gew.-%,
Allylacrylat 0,001–0,01 Gew.-%,
Benzaldehyd 0,001–0,01 Gew.-%,
Maleinsäureanhydrid 0,002–0,02 Gew.-%,
Diacrylsäure 0,01–0,05 Gew.-% und
Phenothiazin 0,01–0,05 Gew.-%.
A crude acrylic acid, preferably 8 to 20 theoretical plates above the bottom of the column, is removed via a side draw above the feed into the rectification column. The crude acrylic acid is removed in the customary manner and is not subject to any restrictions. Removal via a collecting tray is suitable, whereby the entire return is collected and some is discharged and the other part is used as a return below the collecting tray, or via a tray with an integrated extraction option, preferably via a dual-flow tray with an integrated extraction option. The crude acrylic acid removed normally contains the following constituents (the proportions are based on the total amount):
Acrylic acid 98-99.9% by weight,
Acetic acid 0.05-0.3% by weight,
Water 0.001-0.01% by weight,
Formic acid 0.001-0.005% by weight,
Propionic acid 0.01-0.05% by weight,
Furfural 0.01-0.05% by weight,
Allyl acrylate 0.001-0.01% by weight,
Benzaldehyde 0.001-0.01% by weight,
Maleic anhydride 0.002-0.02% by weight,
Diacrylic acid 0.01-0.05% by weight and
Phenothiazine 0.01-0.05 wt%.

Die entnommene rohe Acrylsäure wird mittels eines Wärmetauschers abgekühlt (als Kühlmittel eignen sich z.B. Oberflächenwässer). Der Einsatz mehrerer Wärmetauscher, in Reihe oder parallel geschaltet, ist möglich. In den Wärmetauschern, die dem Fach mann an sich bekannt sind und keiner besonderen Beschränkung unterliegen, wird die rohe Acrylsäure vorzugsweise um 40 bis 70°C abgekühlt.The crude acrylic acid removed by means of a heat exchanger chilled (as a coolant are e.g. Surface water). The Use of several heat exchangers, connected in series or in parallel is possible. In the heat exchangers, which are known per se to the expert and are not subject to any particular restriction, becomes the raw acrylic acid preferably around 40 to 70 ° C cooled.

Die entnommene rohe Acrylsäure, vorzugweise 10 bis 25 Gew.-% bezogen auf den Zulauf in die Rektifikationskolonne, wird ausgeschleust und teilweise als Lösemittel für den Polymerisationsinhibitor verwendet.The crude acrylic acid removed, preferably 10 to 25% by weight, based on the feed into the rectification column, is discharged and partly as a solvent for the polymerization inhibitor used.

Die Abkühlung des am Kopf der Rektifikationskolonne abgetrennten Leichtsiederstroms kann indirekt, beispielsweise durch Wärmetauscher (als Kühlmittel können z.B. Oberflächenwässer verwendet werden), die dem Fachmann an sich bekannt sind und keiner besonderen Beschränkung unterliegen, oder direkt, beispielsweise durch einen Quench, erfolgen. Vorzugsweise erfolgt sie durch direkte Kühlung. Dazu wird bereits kondensierte Leichtsiederfraktion mittels eines geeigneten Wärmetauschers gekühlt und die gekühlte Flüssigkeit oberhalb der Abnahmestelle im Brüden versprüht. Dieses Versprühen kann in einem getrennten Apparat oder in der Rektifikationseinheit selbst erfolgen. Beim Versprühen in der Rektifikationseinheit ist die Entnahmestelle der Leichtsiederfraktion vorteilhafterweise als Fangboden ausgebildet. Durch Einbauten, die die Durchmischung der gekühlten Leichtsiederfraktion mit dem Brüden verbessern, kann die Wirkung der direkten Kühlung gesteigert werden. Hierzu kommen prinzipiell alle gängigen Einbauten in Betracht, beispielsweise Böden, Packungen und/oder Schüttungen. Unter den Böden sind Glockenböden, Siebböden, Ventilböden, Thormannböden und/oder Dual-Flow-Böden bevorzugt. Unter den Schüttungen sind solche mit Ringen, Wendeln, Sattelkörpern, Raschig-, Intos- oder Pall-Ringen, Barrel- oder Intalox-Sätteln, Top-Pak etc. oder Geflechten bevorzugt. Besonders bevorzugt sind Dual-Flow-Böden. In der Regel sind hier 2 bis 5 theoretische Böden ausreichend. Diese Böden sind bei den bisher erfolgten Angaben zur Anzahl der theoretischen Böden der Rektifikationseinheit nicht berücksichtigt. Die direkte Kondensation der Leichtsiederfraktion kann auch mehrstufig ausgeführt sein, mit nach oben abnehmender Temperatur. Der über Kopf der Rektifikationskolonne abgetrennte Leichtsiederstrom enthält im wesentlichen folgende Komponenten (die Mengenanteile sind auf die Gesamtmenge bezogen):
Acrylsäure 90–99 Gew.-%,
Essigsäure 0,5–3 Gew.-%,
Wasser 0,5–2 Gew.-%,
Phenothiazin 0,02–0,1 Gew.-%,
Diacrylsäure 0,01–0,05 Gew.-%,
Allylacrylat 0,01–0,1 Gew.-%,
Furfurale 0,002–0,01 Gew.-%,
Propionsäure 0,01–0,05 Gew.-%,
Ameisensäure 0,1–1 Gew.-% und
Acrolein 0,001–0,002 Gew.-%.
The low-boiling stream separated off at the top of the rectification column can be cooled indirectly, for example by heat exchangers (surface water, for example, can be used as a coolant), which are known per se to the person skilled in the art and are not subject to any particular restriction, or directly, for example by a quench. It is preferably carried out by direct cooling. For this purpose, already condensed low boiler fraction is cooled using a suitable heat exchanger and the cooled liquid is sprayed into the vapor above the point of use. This spraying can take place in a separate apparatus or in the rectification unit itself. When spraying in the rectification unit, the removal point of the low boiler fraction is advantageously designed as a collecting tray. The effects of direct cooling can be increased by internals which improve the mixing of the cooled low boiler fraction with the vapor. In principle, all common installations are considered, for example floors, packings and / or fillings. Bell bottoms, sieve bottoms, valve bottoms, Thormann bottoms and / or dual-flow bottoms are preferred among the bottoms. Among the fillings, those with rings, spirals, saddle bodies, Raschig, Intos or Pall rings, Barrel or Intalox saddles, Top-Pak etc. or braids are preferred. Dual-flow trays are particularly preferred. As a rule, 2 to 5 theoretical floors are sufficient here accordingly. These soils are not taken into account in the previous information on the number of theoretical soils of the rectification unit. The direct condensation of the low boiler fraction can also be carried out in several stages, with the temperature decreasing upwards. The low boiler stream separated off at the top of the rectification column essentially contains the following components (the proportions are based on the total amount):
Acrylic acid 90-99% by weight,
Acetic acid 0.5-3% by weight,
Water 0.5-2% by weight,
Phenothiazine 0.02-0.1% by weight,
Diacrylic acid 0.01-0.05% by weight,
Allyl acrylate 0.01-0.1% by weight,
Furfural 0.002-0.01% by weight,
Propionic acid 0.01-0.05% by weight,
Formic acid 0.1-1% by weight and
Acrolein 0.001-0.002 wt%.

Ein Teil der als Leichtsiederfraktion entnommenen Flüssigkeit, vorzugsweise 30 bis 50 Gew.-% bezogen auf den Zulauf in die Rektifikationskolonne, wird als Rücklauf verwendet, der Rest der Leichtsiederfraktion, vorzugsweise 0,5 bis 2 Gew.-% bezogen auf den Zulauf in die Rektifikationskolonne, wird ausgeschleust und in die Absorptionseinheit (Stufe 4) zurückgeführt (ins untere Drittel).Part of the as a low boiler fraction withdrawn liquid, preferably 30 to 50% by weight, based on the feed into the rectification column, is called a rewind used, the rest of the low boiler fraction, preferably 0.5 to 2 wt .-% based on the feed into the rectification column removed and returned to the absorption unit (level 4) (ins lower third).

Das Abgas aus der Rektifikationseinheit enthält (wenn die im folgenden noch auszuführende Luftmitinhibierung angewendet wird) in der Regel im wesentlichen folgende Bestandteile (die Mengenanteile sind auf die Gesamtmenge bezogen):
Stickstoff 70–80 Gew.-%,
Sauerstoff 20–25 Gew.-%,
Acrylsäure 1–5 Gew.-%,
Essigsäure 0,05–0,5 Gew.-%,
Wasser 0,1–0,5 Gew.-%,
Acrolein 0,001–0,005 Gew.-%,
Ameisensäure 0,02–0,2 Gew.-%,
Allylacrylat 0,001–0,005 Gew.-% und
Kohlenoxide 0,02–0,06 Gew.-%.
The waste gas from the rectification unit generally contains the following constituents (if the air inhibition that is still to be carried out below is used) (the proportions are based on the total quantity):
Nitrogen 70-80% by weight,
Oxygen 20-25% by weight,
Acrylic acid 1-5% by weight,
Acetic acid 0.05-0.5% by weight,
Water 0.1-0.5% by weight,
Acrolein 0.001-0.005% by weight,
Formic acid 0.02-0.2% by weight,
Allyl acrylate 0.001-0.005 wt% and
Carbon oxides 0.02-0.06 wt%.

Das Abgas wird zusammen mit den anderen Produktionsrückständen verbrannt.The exhaust gas is shared with the others Production residues burned.

Als Polymerisationsinhibitor können in der Rektifikationskolonne Alkylphenole, beispielsweise o-, m- oder p-Kresol (Methylphenol), 2-tert.-Butyl-4-methylphenol, 6-tert.-Butyl-2,4-dimethyl-phenol, 2,6-Di-tert.-Butyl-4-methylphenol, 2-tert.-Butylphenol, 4-tert.-Butylphenol, 2,4-di-tert.-Butylphenol, 2-Methyl-4-tert.-Butylphenol, 4-tert.-Butyl-2,6-dimethylphenol, oder 2,2'-Methylen-bis-(6-tert.-butyl-4-methylphenol), Hydroxyphenole, beispielsweise Hydrochinon, 2-Methylhydrochinon, 2,5-Di-tert-Butylhydrochinon, Brenzcatechin (1,2-Dihydroxybenzol) oder Benzochinon, Aminophenole, wie z.B. para-Aminophenol, Nitrosophenole, wie z.B. para-Nitrosophenol, Alkoxyphenole, beispielsweise 2-Methoxyphenol (Guajacol, Brenzcatechinmonomethylether), 2-Ethoxyphenol, 2-Isopropoxyphenol, 4-Methoxyphenol (Hydrochinonmonomethylether), Mono- oder Di-tert.-Butyl-4-methoxyphenol, Tocopherole, wie z.B. O-Tocopherol sowie 2,3-Dihydro-2,2-dimethyl-7-hydroxybenzofuran (2,2-Dimethyl-7-hydroxycumaran), N-Oxyle, wie 4-Hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-piperidin-N-oxyl, 4-Oxo-2,2,6,6-tetramethyl-piperidin-NoxyI, 4-Acetoxy-2,2,6,6-tetramethyl-piperidin-N-oxyl, 2,2,6,6-Tetramethyl-piperidin-Noxyl, 4,4',4"-Tris(2,2,6,6-tetramethyl-piperidin-N-oxyl)-phosphit oder 3-Oxo-2,2,5,5- tetramethyl-pyrrolidin-N-oxy1, aromatische Amine oder Phenylendiamine, wie z.B. N,N-Diphenylamin, N-Nitroso-diphenylamin, N,N'-Dialkyl-para-phenylendiamin, wobei die Alkylreste gleich oder verschieden sein können und jeweils unabhängig voneinander aus 1 bis 4 Kohlenstoffatome bestehen und geradkettig oder verzweigt sein können, Hydroxylamine, wie z.B. N,N-Diethylhydroxylamin, phosphorhaltige Verbindungen, wie z.B. Triphenylphosphin, Triphenylphosphit, hypophosphorige Säure oder Triethylphosphit, schwefelhaltige Verbindungen, wie z.B. Diphenylsulfid oder Phenothiazin, gegebenenfalls in Kombination mit Metallsalzen, wie beispielsweise die Chloride, Dithiocarbamate, Sulfate, Salicylate oder Acetate von Kupfer, Mangan, Cer, Nickel oder Chrom verwendet werden. Selbstverständlich können auch Gemische der genannten Polymerisationsinhibitoren eingesetzt werden.As a polymerization inhibitor in the rectification column alkylphenols, for example o-, m- or p-cresol (methylphenol), 2-tert-butyl-4-methylphenol, 6-tert-butyl-2,4-dimethyl-phenol, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 2-tert-butylphenol, 4-tert-butylphenol, 2,4-di-tert-butylphenol, 2-methyl-4-tert-butylphenol, 4-tert-butyl-2,6-dimethylphenol, or 2,2'-methylene-bis- (6-tert-butyl-4-methylphenol), Hydroxyphenols, for example hydroquinone, 2-methylhydroquinone, 2,5-di-tert-butylhydroquinone, pyrocatechol (1,2-dihydroxybenzene) or benzoquinone, aminophenols, e.g. para-aminophenol, nitrosophenols, e.g. para-nitrosophenol, alkoxyphenols, for example 2-methoxyphenol (Guaiacol, catechol monomethyl ether), 2-ethoxyphenol, 2-isopropoxyphenol, 4-methoxyphenol (hydroquinone monomethyl ether), mono- or di-tert-butyl-4-methoxyphenol, Tocopherols, e.g. O-tocopherol and 2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-hydroxybenzofuran (2,2-dimethyl-7-hydroxycoumaran), N-oxyls such as 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-piperidine-N-oxyl, 4-oxo-2,2,6,6-tetramethyl piperidin-NoxyI, 4-acetoxy-2,2,6,6-tetramethyl-piperidine-N-oxyl, 2,2,6,6-tetramethyl-piperidine-noxyl, 4,4 ', 4 "tris (2,2,6,6-tetramethyl-piperidine-N-oxyl) phosphite or 3-oxo-2,2,5,5-tetramethyl-pyrrolidine-N-oxy1, aromatic amines or phenylenediamines, e.g. N, N-diphenylamine, N-nitrosodiphenylamine, N, N'-dialkyl-para-phenylenediamine, where the alkyl radicals are the same or can be different and each independently consist of 1 to 4 carbon atoms and are straight-chain or can be branched Hydroxylamines, e.g. N, N-diethylhydroxylamine, phosphorus-containing Connections such as Triphenylphosphine, triphenylphosphite, hypophosphorous Acid or Triethyl phosphite, sulfur-containing compounds such as e.g. diphenyl or phenothiazine, optionally in combination with metal salts, such as the chlorides, dithiocarbamates, sulfates, salicylates or acetates of copper, manganese, cerium, nickel or chromium are used become. Of course can mixtures of the polymerization inhibitors mentioned are also used become.

Bevorzugt wird in der Rektifikationseinheit Phenothiazin als Polymerisationsinhibitor verwendet oder ein anderer Polymerisationsinhibitor, der die gleiche Wirksamkeit wie Phenothiazin zeigt.Preference is given to the rectification unit Phenothiazine used as a polymerization inhibitor or another Polymerization inhibitor that has the same effectiveness as phenothiazine shows.

Der Polymerisationsinhibitor wird vorzugsweise als Lösung in relativ reiner Acrylsäure, besonders bevorzugt als Lösung in der über Seitenabzug abgetrennten rohen Acrylsäure, dem kondensierten Leichtsiederrücklauf zugesetzt. Die Gesamtkonzentration an aldehydischen Verunreinigungen in der für den Stablilisatoransatz verwendeten Acrylsäure beträgt vorzugsweise weniger als 500 gew.ppm. Die Stabilisator(Inhibitor)konzentration im Stabilisatoransatz (in der Stabilisatorlösung) hängt vom verwendeten Stabilisator und dem verwendeten Lösemittel ab. Die optimale Stabilisatorkonzentration im Stabilisatoransatz kann durch Löseversuche ermittelt werden und beträgt im Falle von Phenothiazin als Stabilisator und von roher Acrylsäure als Lösemittel 0,1 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise 1,2 bis 1,7 Gew.-%. Der Stabilisator wird so dosiert, dass die Stabilisatorkonzentration in der ausgeschleusten rohen Acrylsäure 50 bis 500 gew.ppm, vorzugsweise 150 bis 350 gew.ppm, beträgt.The polymerization inhibitor is preferably added to the condensed low boiler reflux as a solution in relatively pure acrylic acid, particularly preferably as a solution in the crude acrylic acid separated off via a side draw. The total concentration of aldehydic impurities in the acrylic acid used for the stabilizer batch is preferably less than 500 ppm by weight. The stabilizer (inhibitor) concentration in the stabilizer mixture (in the stabilizer solution) depends on the stabilizer used and the used solvents. The optimal stabilizer concentration in the stabilizer batch can be determined by dissolution experiments and is 0.1 to 2% by weight, preferably 1.2 to 1.7% by weight, in the case of phenothiazine as stabilizer and crude acrylic acid as solvent. The stabilizer is dosed so that the stabilizer concentration in the discharged crude acrylic acid is 50 to 500 ppm by weight, preferably 150 to 350 ppm by weight.

Die Form der festen Polymerisationsinhibitoren, die in den Stabilisatoransatzbehälter eingebracht werden, ist prinzipiell beliebig. Beispielsweise kommen Schuppen, Granulat oder Pellets in Betracht. Wegen des geringeren Staubanteils und des günstigeren Rieselverhaltens sind Pellets bevorzugt. Die festen Polymerisationsinhibitoren können beispielsweise mittels Förderschnecken aus einem Silo in den Stabilisatoransatzbehälter eingebracht werden.The form of the solid polymerization inhibitors, into the stabilizer neck container is in principle arbitrary. For example, come Dandruff, granules or pellets. Because of the lesser Proportion of dust and the cheaper Pellets are preferred for free-flowing behavior. The solid polymerization inhibitors can for example by means of screw conveyors from a silo into the stabilizer batch container.

Zur weiteren Unterstützung der Stabilisierung (Polymerisationsinhibierung) kann ein sauerstoffhaltiges Gas, bevorzugt Luft oder ein Gemisch aus Luft und Stickstoff (Magerluft), besonders bevorzugt Luft, anwesend sein.To further support the Stabilization (polymerization inhibition) can be an oxygen-containing gas, preferably air or a mixture of air and nitrogen (lean air), air is particularly preferred to be present.

Dieses sauerstoffhaltige Gas wird vorzugsweise in den Sumpfbereich der Rektifikationskolonne und/oder in einen Umlaufverdampfer eindosiert.This oxygen-containing gas will preferably in the bottom region of the rectification column and / or metered into a circulation evaporator.

Die Luft wird zweckmäßig unmittelbar der Atmosphäre entnommen, vorzugsweise an einer oder mehreren Probenahmestellen.The air expediently becomes immediate the atmosphere taken, preferably at one or more sampling points.

Erfindungsgemäß bevorzugt wird die so mitverwendete Luft vorab ihrer Verwendung ebenfalls, wie bereits im Zusammenhang mit der Partialoxidation beschrieben, filtriert.According to the invention, preference is given to that which is also used Air in advance of their use as well, as already related described with the partial oxidation, filtered.

Ganz besonders bevorzugt wird Luft mit einem Salzgehalt, z.B. an organischen und anorganischen Chloriden, insbesondere an Alkalichloriden, von weniger als 10 gew.ppm verwendet.Air is very particularly preferred with a salinity, e.g. of organic and inorganic chlorides, especially on alkali chlorides of less than 10 ppm by weight.

Das sauerstoffhaltige Gas wird so dosiert, dass der Sauerstoffpartialdruck am Kopf der Rektifikationseinheit mindestens 0,5 mbar, vorzugsweise mindestens 2 mbar, beträgt.The oxygen-containing gas becomes like this doses that the partial pressure of oxygen at the head of the rectification unit is at least 0.5 mbar, preferably at least 2 mbar.

Zusätzlich kann ein Tensid in die Rektifikationseinheit dosiert werden, wie es beispielsweise in der DE-A 19810962 beschrieben ist. Über die Polymersiationsinhibierung der Rektifikationskolonne erfolgt letztlich auf dem Weg der Inhibitormitführung die Inhibierung des gesamten erfindungsgemäßen Verfahrens. Lediglich im Sauerwasserkreis kommt kein Polymerisationsinhibitor an (außer durch Mitriß im Gasstrom aus den unteren Bereichen der Absorptions(Absorber)kolonne). Die Acrylsäure liegt im Sauerwasser jedoch in so großer Verdünnung vor, dass eine weitergehende Inhibierung nicht erforderlich ist.In addition, a surfactant can be metered into the rectification unit, such as in the DE-A 19810962 is described. The inhibition of the entire process according to the invention ultimately takes place via the inhibition of polymerization of the rectification column on the way of carrying inhibitors. Only in the acid water circuit does no polymerization inhibitor arrive (except through entrainment in the gas stream from the lower areas of the absorption (absorber) column). However, the acrylic acid is so diluted in the acid water that further inhibition is not necessary.

7 – Wascheinheit (Stufe 7)7 - washing unit (level 7)

Bei Verwendung von Kreisgas als unter Desorptionsbedingungen nicht kondensierbares und inertes Stripgas (Stufe 5) ist es zur Erhöhung der Desorptionsleistung zweckmäßig, dieses Kreisgas vorab seiner Verwendung als Stripgas einer Vorbehandlung zu unterziehen.When using cycle gas as under Desorption conditions non-condensable and inert stripping gas (Level 5) it is to increase the desorption performance expedient, this Recycle gas prior to its use as a pretreatment strip gas to undergo.

Dabei wird das Kreisgas, hauptsächlich aus Stickstoff, Sauerstoff, Kohlenoxiden und Wasser bestehend, in einer Wascheinheit von absorbierbaren (vor allem Acrylsäurereste, Essigsäure und Acrolein) flüchtigen Anteilen befreit (vorzugsweise im Gegenstrom).The cycle gas is mainly from Consisting of nitrogen, oxygen, carbon oxides and water in one Washing unit of absorbable (especially acrylic acid residues, acetic acid and acrolein) volatile Shares exempted (preferably in countercurrent).

Die Wascheinheit ist üblicherweise von an sich bekannter Bauart und weist die üblichen Einbauten auf. Als Kolonneneinbauten kommen prinzipiell alle gängigen Einbauten in Betracht. Das sind beispielsweise Böden, Packungen und/oder Schüttungen.The washing unit is common of known design and has the usual internals. As In principle, column internals are all common internals. These are floors, for example, Packs and / or fillings.

Unter den Böden sind Glockenböden, Siebböden, Ventilböden, Thormannböden und/oder Dual-Flow-Böden bevorzugt. Unter den Schüttungen sind solche mit Ringen, Wendeln, Sattelkörpern, Raschig-, Intos- oder Pall-Ringen, Barrel- oder Intalox-Sätteln, Top-Pak etc. oder Geflechten bevorzugt. Besonders bevorzugt sind Dual-Flow-Böden.Bell bottoms, sieve bottoms, valve bottoms, Thormann bottoms and / or are among the bottoms Dual-flow trays prefers. Under the fillings are those with rings, spirals, saddle bodies, Raschig, Intos or Pall rings, Barrel or Intalox saddles, Top-Pak etc. or braids prefers. Dual-flow trays are particularly preferred.

In der Regel sind hier 10 bis 20 theoretische Böden ausreichend. Die Kreisgaswäsche wird zweckmäßig bei erhöhtem Druck durchgeführt, vorzugsweise bei einem Kopfdruck von 1400 bis 2000 mbar. Der Sumpfdruck ergibt sich aus dem Kopfdruck, der Anzahl und der Art der Kolonneneinbauten sowie den fluidynamischen Erfordernissen.Usually there are 10 to 20 here theoretical floors sufficient. The cycle gas wash will be useful at increased Printing done, preferably at a head pressure of 1400 to 2000 mbar. The swamp pressure results from the head pressure, the number and type of column internals as well as the fluid dynamic requirements.

Bei Verwendung von Dual-Flow-Böden als trennwirksamen Einbauten beträgt deren Lochdurchmesser normalerweise 10 bis 50 mm, vorzugsweise 20 bis 40 mm, ganz besonders bevorzugt 30 mm. Der Bodenabstand (in der Regel äquidistante Anordnung) beträgt typisch 300 bis 700 mm, bevorzugt 350 bis 400 mm und ganz besonders bevorzugt 380 mm.When using dual flow floors as separating installations whose hole diameter is usually 10 to 50 mm, preferably 20 up to 40 mm, very particularly preferably 30 mm. The ground clearance (in usually equidistant Arrangement) typically 300 to 700 mm, preferably 350 to 400 mm and very particularly preferably 380 mm.

Die Wascheinheit ist üblicherweise aus austenitischem Stahl gefertigt, vorzugweise aus dem Werkstoff 1.4571 (nach DIN EN 10020).The washing unit is common Made of austenitic steel, preferably made of 1.4571 (according to DIN EN 10020).

Als Waschflüssigkeit wird Sumpfablauf der Rektifikationseinheit (Stufe 6) auf den obersten Boden der Wascheinheit gegeben. Die Aufgabetemperatur beträgt anwendungstechnisch zweckmäßig 20 bis 100°C, vorzugsweise 30 bis 60°C. Dazu wird der Sumpfablauf der Rektifikationseinheit (Stufe 6) abgekühlt. Der Einsatz mehrerer Wärmetauscher, in Reihe oder parallel geschaltet, vorzugsweise in Reihe, ist möglich. Die Wärmetauscher sind dem Fachmann an sich bekannt und unterliegen keiner Beschränkung. Mögliches Kühlmittel ist Oberflächenwasser.The sump drain from the rectification unit (stage 6) is placed on the top floor of the washing unit as washing liquid. The application temperature is suitably from 20 to 100.degree. C., preferably from 30 to 60.degree. For this purpose, the bottom effluent from the rectification unit (stage 6) is cooled. The use of several heat exchangers, in series or in parallel, preferably in series, is possible. The heat exchangers are known per se to the person skilled in the art and are not subject to any restriction. Possible coolant is Surface water.

Unterhalb des ersten Bodens (von unten) der Wascheinheit ist die zweckmäßige Einleitstelle für das aus der Absorptionseinheit (Stufe 4) kommende Kreisgas. Dessen Eingangstemperatur beträgt regelmäßig 20 bis 100°C, vorzugsweise 30 bis 60°C. Dazu wird das aus der Absorptionseinheit kommende (Stufe 4) Kreisgas abgekühlt. Der Einsatz mehrerer Wärmetauscher, in Reihe oder parallel geschaltet, vorzugsweise in Reihe, ist möglich. Die Wärmetauscher sind dem Fachmann an sich bekannt und unterliegen keiner besonderen Beschränkung. Mögliches Kühlmittel ist Oberflächenwasser. Die Kreisgasmenge beträgt normalerweise 10 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 40 Gew.-%, bezogen auf die aus der Stufe 6 zugeführte Menge an Waschflüssigkeit.Below the first floor (from below) of the washing unit is the appropriate discharge point for that the absorption gas (stage 4) coming cycle gas. Whose inlet temperature is regularly 20 to 100 ° C, preferably 30 to 60 ° C. For this purpose, the (stage 4) recycle gas coming from the absorption unit is cooled. The Use of several heat exchangers, connected in series or in parallel, preferably in series, is possible. The heat exchangers are known per se to the person skilled in the art and are not subject to any particular ones Restriction. potential coolant is surface water. The amount of cycle gas is normally 10 to 50% by weight, preferably 20 to 40% by weight to that supplied from level 6 Amount of washing liquid.

Die im Kolonnensumpf anfallende Flüssigkeit enthält im wesentlichen folgende Komponenten (die Mengenanteile sind auf die Gesamtmenge bezogen):
Diphyl 70–85 Gew.-%,
Dimethylphthalat 10–25 Gew.-%,
Diacrylsäure 0,5–5 Gew.-%,
Acrylsäure 0,2–2 Gew.-%,
Maleinsäureanhydrid 0,2–1 Gew.-%,
Phenothiazin 0,02–0,1 Gew.-%,
Phthalsäureanhydrid 0,1–2 Gew.-%,
Benzoesäure 0,2–2 Gew.-%,
Acrolein 0,01–0,05 Gew.-%,
Wasser 0,02–0,2 Gew.-%,
Essigsäure 0,01–0,05 Gew.-%,
Benzaldehyd 0,1–0,5 Gew.-% und
Furfurale 0,01–0,05 Gew.-%.
The liquid obtained in the column bottom essentially contains the following components (the proportions are based on the total amount):
Diphyl 70-85% by weight,
Dimethyl phthalate 10-25% by weight,
Diacrylic acid 0.5-5% by weight,
Acrylic acid 0.2-2% by weight,
Maleic anhydride 0.2-1% by weight,
Phenothiazine 0.02-0.1% by weight,
Phthalic anhydride 0.1-2% by weight,
Benzoic acid 0.2-2% by weight,
Acrolein 0.01-0.05% by weight,
Water 0.02-0.2% by weight,
Acetic acid 0.01-0.05% by weight,
Benzaldehyde 0.1-0.5% by weight and
Furfural 0.01-0.05 wt%.

Die in der Wascheinheit anfallende Sumpfflüssigkeit wird ausgeschleust und in zwei Teilmengen identischer Zusammensetzung aufgeteilt. Die beiden Teilmengen werden der Absorptionseinheit (Stufe 4) und der Sauerwasserextraktion (Stufe 8) in der Regel im Massenverhältnis 1 zu 1 bis 20 zu 1, vorzugsweie im Massenverhältnis von 5 zu 1 bis 15 zu 1, zugeführt. Die Zuführung in die Absorptionseinheit erfolgt auf deren Kopf.The one in the washing unit bottoms liquid is removed and in two subsets of identical composition divided up. The two subsets become the absorption unit (Level 4) and the acid water extraction (level 8) usually in mass ratio 1 to 1 to 20 to 1, preferably in a mass ratio of 5 to 1 to 15 to 1, fed. The feeder into the absorption unit is done on its head.

Das gewaschene Kreisgas enthält im wesentlichen noch folgende Bestandteile (die Mengenanteile sind auf die Gesamtmenge bezogen):
Stickstoff 80–95 Gew.-%,
Sauerstoff 2–15 Gew.-%,
Kohlenoxide 2–10 Gew.-%,
Wasser 0,5–3 Gew.-%,
Acrylsäure 0,01–0,05 Gew.-%,
Diphyl 0,01–0,1 Gew.-%,
Benzaldehyd 0,001–0,01 Gew.-%,
Maleinsäureanhydrid 0,002–0,2 Gew.-%,
Propan 0,05–0,3 Gew.-% und
Propen 0,1–2 Gew.-%.
The scrubbed cycle gas essentially still contains the following components (the proportions are based on the total amount):
Nitrogen 80-95% by weight,
Oxygen 2-15% by weight,
Carbon oxides 2-10% by weight,
Water 0.5-3% by weight,
Acrylic acid 0.01-0.05% by weight,
Diphyl 0.01-0.1% by weight,
Benzaldehyde 0.001-0.01% by weight,
Maleic anhydride 0.002-0.2% by weight,
Propane 0.05-0.3 wt% and
Propene 0.1-2% by weight.

Das gewaschene Kreisgas wird ausgeschleust und als Stripgas in die Desorptionseinheit (Stufe 5) geleitet.The scrubbed cycle gas is discharged and passed as a stripping gas into the desorption unit (stage 5).

8 – Sauerwasserextraktion (Stufe 8)8 - Acid water extraction (level 8th)

Das Sauerwasser aus der Sauerwasserkondensation (Stufe 4a), hauptsächlich aus Acrylsäure, Diphyl, Essigsäure, Wasser, Formaldehyd und Dimethylphthalat bestehend, wird in einer Extraktionseinheit mit dem ihr zugeführten Teil des Flüssigkeitsablaufs aus der Wascheinheit (Stufe 7) extrahiert.The acid water from the acid water condensation (Level 4a), mainly from acrylic acid, Diphyl, acetic acid, Consisting of water, formaldehyde and dimethyl phthalate, is in one Extraction unit with the part of the liquid drain supplied to it extracted from the washing unit (stage 7).

Die Extraktionseinheit kann eine Extraktionskolonne sein. Die Extraktionskolonne ist von an sich bekannter Bauart und kann die üblichen Einbauten aufweisen. Als Kolonneneinbauten kommen prinzipiell alle gängigen Einbauten in Betracht. Beispiele sind Böden, Packungen und/oder Schüttungen. Unter den Böden sind Siebböden und/oder Dual-Flow-Böden bevorzugt. Unter den Schüttungen sind solche mit Ringen, Wendeln, Sattelkörpern, Raschig-, Intos- oder Pall-Ringen, Barrel- oder Intalox-Sätteln, Top-Pak etc. oder Geflechten bevorzugt. Besonders bevorzugt sind Dual-Flow-Böden. In der Regel sind hier 1 bis 5 theoretische Böden ausreichend.The extraction unit can be one Extraction column. The extraction column is in itself known design and can be the usual Have internals. In principle, all common internals come as column internals into consideration. Examples are floors, Packs and / or fillings. Under the floors are sieve trays and / or dual flow floors prefers. Under the fillings are those with rings, spirals, saddle bodies, Raschig, Intos or Pall rings, Barrel or Intalox saddles, Top-Pak etc. or braids prefers. Dual-flow trays are particularly preferred. Usually are here 1 to 5 theoretical floors sufficient.

Natürlich kann als Extraktionseinheit auch ein Rührbehälter mit Absetzbehälter verwendet werden. Als Rührer kommen prinzipiell alle gängigen Rühren in Betracht, beispielsweise Scheibenrührer, Impellerrührer, Kreuzbalkenrührer, Gitterrührer, Blattrührer, Ankerrührer, Schaufelrührer, Propellerrührer, Wendelrührer und Mehrstufen-Impuls-Gegenstrom-Rührer. Die Rühren können auch mehrstufig sein, dass heißt, mehrere Rühren sind an einer gemeinsamen Achse übereinander angebracht. Vorzugsweise wird ein zweistufiger Impellerrührer verwendet. Als Absetzbehälter kommen prinzipiell alle gängigen Behälter in Betracht. Vorzugsweise wird ein liegender Behälter verwendet. Bevorzugt werden Zulauf und Ablauf des Behälters durch Einbauten quer zur Strömungsrichtung getrennt. Als Einbauten kommen prinzipiell alle gängigen Einbauten in Betracht, beispielsweise Lochbleche, Packungen und/oder Schüttungen. Von den Schüttungen sind solche mit Ringen, Wendeln, Sattelkörpern, Raschig-, Intos- oder Pall-Ringen, Barrel- oder Intalox-Sätteln, Top-Pak etc. oder Geflechten bevorzugt. Besonders bevorzugt sind Lochbleche. Die Verweilzeit im Absetzbehälter beträgt 0,1 bis 2 Stunden, vorzugsweise 20 bis 50 Minuten.Of course, a stirred tank with a settling tank can also be used as the extraction unit. In principle, all common stirrers come into consideration as stirrers, for example disc stirrers, impeller stirrers, cross-bar stirrers, grid stirrers, blade stirrers, anchor stirrers, paddle stirrers, propeller stirrers, spiral stirrers and multi-stage impulse countercurrent stirrers. The stirring can also be multi-stage, that is, several stirring are arranged one above the other on a common axis. A two-stage impeller is preferred stirrer used. In principle, all common containers can be considered as settling containers. A horizontal container is preferably used. The inlet and outlet of the container are preferably separated by internals transverse to the direction of flow. In principle, all common installations are considered as installations, for example perforated sheets, packings and / or fillings. Of the fillings, those with rings, spirals, saddle bodies, Raschig, Intos or Pall rings, Barrel or Intalox saddles, Top-Pak etc. or braids are preferred. Perforated sheets are particularly preferred. The residence time in the settling tank is 0.1 to 2 hours, preferably 20 to 50 minutes.

Die Extraktionseinheit ist üblicherweise aus austenitischem Stahl gefertigt, vorzugweise aus dem Werkstoff 1.4571 (nach DIN EN 10020).The extraction unit is common Made from austenitic steel, preferably from the material 1.4571 (according to DIN EN 10020).

Das Sauerwasser aus der Sauerwasserkondensation (Stufe 4a) wird in die Extraktionseinheit gegeben. Die Aufgabetemperatur beträgt in der Regel 20 bis 70°C, vorzugsweise 30 bis 60°C. Dazu wird das Sauerwasser aus der Sauerwasserkondensation (Stufe 4a) abgekühlt. Der Einsatz mehrerer Wärmetauscher, in Reihe oder parallel geschaltet, vorzugsweise in Reihe, ist möglich (als Kühlmedium kommt Oberflächen wasser in Betracht). Die einsetzbaren Wärmetauscher sind dem Fachmann an sich bekannt und unterliegen keiner besonderen Beschränkung.The acid water from the acid water condensation (Step 4a) is added to the extraction unit. The task temperature is usually 20 to 70 ° C, preferably 30 to 60 ° C. For this purpose, the acid water from the acid water condensation (stage 4a) cooled. The use of several heat exchangers, connected in series or in parallel, preferably in series, is possible (as cooling medium surface water comes in ) Account. The usable heat exchangers are known per se to the person skilled in the art and are not subject to any particular ones Restriction.

Der relevante Menge Sumpfablauf der Wascheinheit (Stufe 7) wird ebenfalls der Extraktionseinheit zugeführt. Das Massenverhältnis von Menge Sumpfablauf der Wascheinheit (Stufe 7) und Sauerwasser aus der Sauerwasserkondensation (Stufe 4a) beträgt zweckmäßig 0,5 zu 1 bis 10 zu 1, vorzugsweise 1 zu 1 bis 3 zu 1.The relevant amount of sump drainage Washing unit (stage 7) is also fed to the extraction unit. The mass ratio of the amount of sump drain from the washing unit (level 7) and acid water from the acid water condensation (stage 4a) is advantageously 0.5 to 1 to 10 to 1, preferably 1 to 1 to 3 to 1.

Das in der Extraktionseinheit anfallende wäßrige Extrakt (es nimmt aus dem Sumpfablauf der Wascheinheit polare Bestandteile wie Diacrylsäure (Michael-Addukt) und Maleinsäureanhydrid auf; letztere wird dabei hydrolysiert) enthält üblicherweise im wesentlichen folgende Komponenten (die Mengenanteile sind auf die Gesamtmenge bezogen):
Wasser 70–95 Gew.-%,
Essigsäure 2–10 Gew.-%,
Acrylsäure 1–5 Gew.-%,
Formaldehyd 2–10 Gew.-%,
Maleinsäure 1–5 Gew.-%,
Diacrylsäure 1–5 Gew.-%,
Diphyl 0,01–0,05 Gew.-%,
Dimethylphthalat 0,1–1 Gew.-%,
Allylacrylat 0,0005–0,002 Gew.-%,
Furfurale 0,001–0.001 Gew.-%,
Ameisensäure 0,2–2 Gew.-%,
Benzaldehyd 0,01–0,05 Gew.-%,
Benzoesäure 0,05–0,2 Gew.-%,
Maleinsäure 0,5–3 Gew.-% und
Phthalsäureanhydrid 0,01–0,1 Gew.-%.
The aqueous extract obtained in the extraction unit (it takes up polar constituents such as diacrylic acid (Michael adduct) and maleic anhydride from the bottom outlet of the washing unit; the latter is hydrolyzed) usually contains the following components (the proportions are based on the total amount):
Water 70-95% by weight,
Acetic acid 2-10% by weight,
Acrylic acid 1-5% by weight,
Formaldehyde 2-10% by weight,
Maleic acid 1-5% by weight,
Diacrylic acid 1-5% by weight,
Diphyl 0.01-0.05% by weight,
Dimethyl phthalate 0.1-1% by weight,
Allyl acrylate 0.0005-0.002% by weight,
Furfural 0.001-0.001% by weight,
Formic acid 0.2-2% by weight,
Benzaldehyde 0.01-0.05% by weight,
Benzoic acid 0.05-0.2% by weight,
Maleic acid 0.5-3% by weight and
Phthalic anhydride 0.01-0.1% by weight.

Die ausgeschleuste wäßrige Phase wird normalerweise zusammen mit den anderen Produktionsrückständen verbrannt. Vorab seiner Verbrennung wird das Sauerwasser mit Vorteil teilverdampft. Die dazu erforderliche Wärme kann zum Beispiel den Kühlkreisen der Absorptionseinheit entnommen werden.The discharged aqueous phase is usually burned together with the other production residues. Before it is burned, the sour water is advantageously partially evaporated. The heat required for this can for example the cooling circuits be taken from the absorption unit.

Die in der Extraktionseinheit anfallende organische Phase (das Raffinat) enthält in der Regel im wesentlichen folgende Komponenten:
Diphyl 70–85 Gew.-%,
Dimethylphthalat 10–25 Gew.-%,
Acrylsäure 0,2–2 Gew.-%,
Maleinsäureanhydrid 0,05–0,3 Gew.-%,
Diacrylsäure 0,2–2 Gew.-%,
Phenothiazin 0,01–0,1 Gew.-%,
Phthalsäureanhydrid 0,1–1 Gew.-%,
Benzoesäure 0,2–2 Gew.-%,
Maleinsäureanhydrid 0,1–0,3 Gew.-%,
Benzaldehyd 0,1–1 Gew.-%,
Ameisensäure 0,02–0,1 Gew.-%,
Acrolein 0,01–0,1 Gew.-%,
Wasser 0,2–2 Gew.-%,
Essigsäure 0,1–2 Gew.-% und
Furfurale 0,01–0,05 Gew.-%.
The organic phase obtained in the extraction unit (the raffinate) generally contains the following components:
Diphyl 70-85% by weight,
Dimethyl phthalate 10-25% by weight,
Acrylic acid 0.2-2% by weight,
Maleic anhydride 0.05-0.3% by weight,
Diacrylic acid 0.2-2% by weight,
Phenothiazine 0.01-0.1% by weight,
Phthalic anhydride 0.1-1% by weight,
Benzoic acid 0.2-2% by weight,
Maleic anhydride 0.1-0.3% by weight,
Benzaldehyde 0.1-1% by weight,
Formic acid 0.02-0.1% by weight,
Acrolein 0.01-0.1% by weight,
Water 0.2-2% by weight,
Acetic acid 0.1-2% by weight and
Furfural 0.01-0.05 wt%.

Die ausgeschleuste organische Phase wird in erfindungsgemäßer Weise der Absorptionseinheit (Stufe 4) zugeführt.The removed organic phase is in the inventive manner fed to the absorption unit (stage 4).

9 – Destillationseinheit (Stufe 9)9 - Distillation unit (stage 9)

Eine Teilmenge des Sumpfablaufs der Absorptionseinheit (Stufe 4), hauptsächlich aus Acrylsäure, Diphyl und Dimethylphthalat bestehend, wird einer Destillationseinheit zugeführt und in dieser durch erwärmen in eine Schwersiederfraktion und eine Leichtsiederfraktion aufgetrennt.A subset of the swamp discharge of the Absorption unit (level 4), mainly made of acrylic acid, diphyl and dimethyl phthalate is a distillation unit supplied and in this by warming in a high boiler fraction and a low boiler fraction separated.

Die Destillationseinheit ist üblicherweise von an sich bekannter Bauart (in der Regel eine Kolonne) und weist die üblichen Einbauten auf. Als solche Kolonneneinbauten kommen prinzipiell alle gängigen Einbauten in Betracht, beispielsweise Böden, Packungen und/oder Schüttungen. Unter den Böden sind Glockenböden, Siebböden, Ventilböden, Thormannböden und/oder Dual-Flow-Böden bevorzugt. Unter den Schüttungen sind solche mit Ringen, Wendeln, Sattelkörpern, Raschig-, Intos- oder Pall-Ringen, Barrel- oder Intalox-Sätteln, Top-Pak etc. oder Geflechten bevorzugt. Besonders bevorzugt sind Dual-Flow-Böden.The distillation unit is common of known type (usually a column) and points the usual Internals on. In principle, all come as such column internals common Installations, for example floors, packings and / or fillings. Under the floors are bubble trays, sieve trays, valve trays, Thormann trays and / or Dual-flow trays prefers. Under the fillings are those with rings, spirals, saddle bodies, Raschig, Intos or Pall rings, barrel or Intalox saddles, Top-Pak etc. or braids preferred. Dual-flow trays are particularly preferred.

In der Regel sind hier 1 bis 2 theoretische Böden ausreichend. Aufgrund der geringen Trennaufgabe kann auch auf Einbauten verzichtet werden. Die Destillation wird anwendungstechnisch zweckmäßig bei vermindertem Druck durchgeführt. Vorzugsweise beträgt der Kopfdruck 20 bis 150 mbar, besonders bevorzugt 40 bis 100 mbar.Usually there are 1 or 2 theoretical ones Soils sufficient. Due to the low separation task, there is also no need for internals become. The distillation is expedient in terms of application technology carried out under reduced pressure. Preferably is the head pressure 20 to 150 mbar, particularly preferably 40 to 100 mbar.

Die Destillationseinheit ist üblicherweise aus austenitischem Stahl gefertigt, vorzugweise aus dem Werkstoff 1.4571 (nach DIN EN 10020).The distillation unit is common Made from austenitic steel, preferably from the material 1.4571 (according to DIN EN 10020).

Der Kolonnenzulauf erfolgt im unteren Bereich der Destillationseinheit, vorzugsweise direkt in den Kolonnensumpf. Die Zulaufmenge beträgt 0,1 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise 0,2 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die aus der Absorptionseinheit (Stufe 4) in die Produktgasgemischabkühlung (Stufe 3) zurückgeführte Menge an Sumpfflüssigkeit.The column is fed in at the bottom Area of the distillation unit, preferably directly in the column bottom. The feed amount is 0.1 to 2 wt .-%, preferably 0.2 to 1 wt .-%, based on the from the absorption unit (stage 4) to the product gas mixture cooling (stage 3) returned quantity of swamp liquid.

Die Wärmezufuhr kann über innen- und/oder außenliegende Wärmetauscher herkömmlicher Bauart und/oder über Doppelwandheizung erfolgen. Bevorzugt sind außenliegende Umlaufverdampfer mit Natur- oder Zwangsumlauf. Besonders bevorzugt sind außenliegende Umlaufverdampfer mit Zwangsumlauf. Der Einsatz mehrerer Verdampfer, in Reihe oder parallel geschaltet, ist möglich. Die Temperatur im Sumpf der Destillationseinheit beträgt zweckmäßig 180 bis 210°C, vorzugsweise 190 bis 200°C. Die im Kolonnensumpf der Destillationseinheit verbleibende Schwersiederfraktion enthält normalerweise im wesentlichen folgende Komponenten die Mengenanteile sind auf die Gesamtmenge bezogen):
Diphyl 20–40 Gew.-%,
Dimethylphthalat 40–70 Gew.-%,
Phenothiazin 10–30 Gew.-%,
Acrylsäure 0,1–0,5 Gew.-%,
Diacrylsäure 0,5–2 Gew.-%,
Phthalsäureanhydrid 0,5–2 Gew.-%,
Benzoesäure 0,2–2 Gew.-%,
Maleinsäureanhydrid 0,005–0,02 Gew.-% und
Benzaldehyd 0,001–0,05 Gew.-%.
The heat can be supplied via internal and / or external heat exchangers of conventional design and / or via double-wall heating. External circulation evaporators with natural or forced circulation are preferred. External circulation evaporators with forced circulation are particularly preferred. The use of several evaporators, in series or in parallel, is possible. The temperature in the bottom of the distillation unit is advantageously 180 to 210 ° C, preferably 190 to 200 ° C. The high boiler fraction remaining in the column bottom of the distillation unit normally essentially contains the following components (the proportions are based on the total amount):
Diphyl 20-40% by weight,
Dimethyl phthalate 40-70% by weight,
Phenothiazine 10-30% by weight,
Acrylic acid 0.1-0.5% by weight,
Diacrylic acid 0.5-2% by weight,
Phthalic anhydride 0.5-2% by weight,
Benzoic acid 0.2-2% by weight,
Maleic anhydride 0.005-0.02% by weight and
Benzaldehyde 0.001-0.05 wt%.

Die Schwersiederfraktion wird teilweise ausgeschleust, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-% bezogen auf die der Destillationseinheit zugeführte Zulaufmenge, und teilweise über einen Wärmetauscher in den Sumpfbereich der Kolonne zurückgeführt. Die Verweilzeit im Sumpf der Destillationseinheit wird bevorzugt über die Viskosität des Spaltrückstandes so geregelt, daß der Spaltrückstand bei der Austragstemperatur pumpbar bleibt. Besonders bevorzugt wird der Spaltrückstand getaktet ausgeschleust. Die ausgeschleuste Schwersiederfraktion,wird zur besseren Förderbarkeit gegebenenfalls mit einem geeigneten Verdünnungsmittel, beispielsweise Dimethylformamid, verdünnt und üblicherweise zusammen mit den anderen Produktionsrückständen verbrannt.The high boiler fraction becomes partial discharged, preferably 1 to 10 wt .-% based on that of Distillation unit fed Inflow amount, and partly over a heat exchanger returned to the bottom of the column. The residence time in the swamp the distillation unit is preferred over the viscosity of the cleavage residue regulated so that the cleavage residue remains pumpable at the discharge temperature. Is particularly preferred the gap residue clocked ejected. The discharged high boiler fraction is for better eligibility optionally with a suitable diluent, for example Dimethylformamide, diluted and usually burned together with the other production residues.

Die in der Destillationseinheit in die Dampfphase überführte Leichtsiederfraktion kann indirekt, beispielsweise in Wärmetauschern, die dem Fachmann an sich bekannt sind und keiner besonderen Beschränkung unterliegen, oder direkt, beispielsweise durch einen Quench, abgekühlt und kondensiert werden. Vorzugsweise wird eine Kombinati on aus direkter und indirekte Kühlung angewendet. Dazu wird bereits kondensierte Leichtsiederfraktion im Brüden versprüht und gemeinsam mit dem nicht kondensierten Brüden mittels eines geeigneten Wärmetauschers gekühlt und die gekühlte Flüssigkeit oberhalb des Wärmetauschers im Brüden versprüht. Durch Einbauten, die die Durchmischung der gekühlten Leichtsiederfraktion mit dem Brüden verbessern, kann die Wirkung der direkten Kühlung gesteigert werden. Hierzu kommen prinzipiell alle gängigen Einbauten in Betracht, wie beispielsweise Böden, Packungen und/oder Schüttungen. Unter den Böden sind Glockenböden, Siebböden, Ventilböden, Thormannböden und/oder Dual-Flow-Böden bevorzugt. Unter den Schüttungen sind solche mit Ringen, Wendeln, Sattelkörpern, Raschig-, Intos- oder Pall-Ringen, Barrel- oder Intalox-Sätteln, Top-Pak etc. oder Geflechten bevorzugt. Die Kondensation der Leichtsiederfraktion kann auch mehrstufig ausgeführt sein (in der Regel mit nach oben abnehmender Temperatur). Die am Kolonnenkopf der Destillationseinheit anfallende Leichtsiederfraktion enthält im wesentlichen folgende Komponenten die Mengenanteile sind auf die Gesamtmenge bezogen):
Acrylsäure 2–10 Gew.-%,
Diphyl 50–70 Gew.-%,
Dimethylphthalat 20–40 Gew.-%,
Diacrylsäure 0,5–5 Gew.-%,
Essigsäure 0,01–0,05 Gew.-%,
Wasser 0,005–0,05 Gew.-%,
Ameisensäure 0,001–0,01 Gew.-%,
Phenothiazin 0,05–0,2 Gew.-%,
Benzaldehyd 0,01–0,1 Gew.-%,
Maleinsäureanhydrid 0,05–0,2 Gew.-%,
Benzoesäure 0,2–2 Gew.-%,
Phthalsäureanhydrid 0,2–2 Gew.-%,
Furfurale 0,001–0,005 Gew.-% und
Acrolein 0,001–0,005 Gew.-%.
The low boiler fraction converted into the vapor phase in the distillation unit can be cooled and condensed indirectly, for example in heat exchangers which are known per se to the person skilled in the art and are not subject to any particular restriction, or directly, for example by a quench. A combination of direct and indirect cooling is preferably used. For this purpose, already condensed low boiler fraction is sprayed in the vapor and cooled together with the uncondensed vapor by means of a suitable heat exchanger and the cooled liquid is sprayed in the vapor above the heat exchanger. The effects of direct cooling can be increased by internals which improve the mixing of the cooled low boiler fraction with the vapor. In principle, all common internals, such as floors, packings and / or fillings, come into consideration. Bell bottoms, sieve bottoms, valve bottoms, Thormann bottoms and / or dual-flow bottoms are preferred among the bottoms. Among the fillings, those with rings, spirals, saddle bodies, Raschig, Intos or Pall rings, Barrel or Intalox saddles, Top-Pak etc. or braids are preferred. The condensation of the low boiler fraction can also be carried out in several stages (usually with an increasing temperature). The low boiler fraction obtained at the top of the distillation unit essentially contains the following components (the proportions are based on the total amount):
Acrylic acid 2-10% by weight,
Diphyl 50-70% by weight,
Dimethyl phthalate 20-40% by weight,
Diacrylic acid 0.5-5% by weight,
Acetic acid 0.01-0.05% by weight,
Water 0.005-0.05% by weight,
Formic acid 0.001-0.01% by weight,
Phenothiazine 0.05-0.2% by weight,
Benzaldehyde 0.01-0.1% by weight,
Maleic anhydride 0.05-0.2% by weight,
Benzoic acid 0.2-2% by weight,
Phthalic anhydride 0.2-2% by weight,
Furfural 0.001-0.005 wt% and
Acrolein 0.001-0.005 wt%.

Ein Teil der als Leichtsiederfraktion entnommenen Flüssigkeit, vorzugsweise 90 bis 99 Gew.-% bezogen auf die der Destillationseinheit zugeführte Zulaufmenge, wird ausgeschleust und in den unteren Abschnitt der Absorptionseinheit (Stufe 4), vorzugsweise unterhalb des ersten Bodens (von unten), zurückgeführt.Part of the as a low boiler fraction withdrawn liquid, preferably 90 to 99 wt .-% based on that of the distillation unit supplied Inflow, is discharged and in the lower section of the Absorption unit (level 4), preferably below the first Bottom (from below).

Das die Destillationseinheit gasförmig verlassende Abgas enthält normalerweise im wesentlichen folgende Komponenten (die Mengenanteile sind auf die Gesamtmenge bezogen):
Acrylsäure 40–70 Gew.-%,
Essigsäure 0,5–5 Gew.-%,
Wasser 10–30 Gew.-%,
Diphyl 10–30 Gew.-%,
Dimethylphthalat 1–10 Gew.-%,
Formaldehyd 0,5–2 Gew.-%,
Acrolein 0,2–1 Gew.-%,
Propionsäure 0,005–0,02 Gew.-%,
Furfurale 0,01–0,05 Gew.-%,
Benzaldehyd 0,1–0,5 Gew.-%,
Maleinsäureanhydrid 0,1–1 Gew.-%,
Benzoesäure 0,05–0,2 Gew.-%,
Phthalsäureanhydrid 0,02–0,2 Gew.-%,
Diacrylsäure 0,01–0,05 Gew.-%,
Ameisensäure 0,1–0,5 Gew.-% und
Allylacrylat 0,002–0,01 Gew.-%.
The waste gas leaving the distillation unit in gaseous form usually contains the following components (the proportions are based on the total amount):
Acrylic acid 40-70% by weight,
Acetic acid 0.5-5% by weight,
Water 10-30% by weight,
Diphyl 10-30% by weight,
Dimethyl phthalate 1-10% by weight,
Formaldehyde 0.5-2% by weight,
Acrolein 0.2-1% by weight,
Propionic acid 0.005-0.02% by weight,
Furfural 0.01-0.05% by weight,
Benzaldehyde 0.1-0.5% by weight,
Maleic anhydride 0.1-1% by weight,
Benzoic acid 0.05-0.2% by weight,
Phthalic anhydride 0.02-0.2% by weight,
Diacrylic acid 0.01-0.05% by weight,
Formic acid 0.1-0.5% by weight and
Allyl acrylate 0.002-0.01 wt%.

Dieses Abgas wird zusammen mit den anderen Produktionsrückständen verbrannt.This exhaust gas is combined with the other production residues burned.

In den thermischen Trenneinheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die den thermischen Trenneinheiten zugeführten und/oder in diese rückgeführten Flüssigkeiten ganz allgemein möglichst gleichmäßig auf die trennwirksamen Einbauten aufgebracht. Dies geschieht normalerweise mittels spezieller Verteiler und/oder Düsen. Die Verteiler sind entweder rechteckig oder ringförmig oberhalb der trennwirksamen Einbauten angebracht und haben einen rechteckigen Querschnitt. Es können auch mehrere Verteiler, beispielsweise zwei rechteckige Verteiler nebeneinander, verwendet werden. Die Verteiler befinden sich üblicherweise 10 bis 50 cm, vorzugsweise 20 bis 40 cm, oberhalb der trennwirksamen Einbauten. Jeder Verteiler verfügt über eine oder mehrere Zulaufleitungen, vorzugsweise über eine oder zwei. Die Anordnung der Zuläufe wird zweckmäßig so gewählt, dass eine Gleichverteilung gewährleistet wird, beispielsweise bei rechteckigen Verteilern mit einem mittigen Zulauf. Der Abstand der Verteiler von der Kolonneninnenwand beträgt üblicherweise 5 bis 30%, vorzugsweise 10 bis 20%, vom Kolonnendurchmesser. Die Oberkante des Verteilers bildet normalerweise ein Zackenwehr. Die Überlauföffnungen haben in der Regel die Form gleichseitiger Dreiecke mit einer Kantenlänge von häufig 1 bis 5 cm, vorzugsweise 2 bis 4 cm. Die Form des Zackenwehrs erlaubt über einen großen Bereich eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit auf die trennwirksamen Einbauten. Die Tiefe der Verteiler bis zum Überlauf beträgt vielfach 10 bis 30 cm, vorzugsweise 15 bis 20 cm. Die Breite der Verteiler beträgt häufig 10 bis 30 cm, vorzugsweise 15 bis 20 cm. Bevorzugt sind die Verteiler mit Leerlauföffnungen versehen, wie sie in der deutschen Patentanmeldung DE-A 10218616 beschrieben werden.In the thermal separation units of the method according to the invention, the liquids supplied to and / or returned to the thermal separation units are generally applied as uniformly as possible to the separating internals. This is usually done using special distributors and / or nozzles. The distributors are either rectangular or ring-shaped above the separating internals and have a rectangular cross-section. Several distributors, for example two rectangular distributors next to one another, can also be used. The distributors are usually 10 to 50 cm, preferably 20 to 40 cm, above the separating internals. Each distributor has one or more feed lines, preferably one or two. The arrangement of the inlets is expediently chosen so that uniform distribution is ensured, for example in the case of rectangular distributors with a central inlet. The distance of the distributors from the inner wall of the column is usually 5 to 30%, preferably 10 to 20%, of the column diameter. The top edge of the manifold normally forms a point weir. The overflow openings usually have the shape of equilateral triangles with an edge length of often 1 to 5 cm, preferably 2 to 4 cm. The shape of the spike weir allows a uniform distribution of the liquid over the separating internals over a large area. The depth of the manifold to the overflow is often 10 to 30 cm, preferably 15 to 20 cm. The width of the distributors is often 10 to 30 cm, preferably 15 to 20 cm. The distributors are preferably provided with idle openings, as described in the German patent application DE-A 10218616 to be discribed.

Bei Verwendung von Bodenkolonnen wird eine unerwünschte Quervermischung auf den Böden zweckmäßig durch Spritzwehre unterbunden. Die Spritzwehre befinden sich auf den Böden und sind normalerweise 10 bis 30 cm, vorzugsweise 15 bis 25 cm, hoch. Die Spritzwehre haben üblicherweise an der dem Boden zugewandten Seite Öffnungen. Diese Öffnungen haben in typischer Weise eine Höhe von 10 bis 60 mm, vorzugsweise von 30 bis 50 mm und eine Länge von 10 bis 60 mm, vorzugsweise 30 bis 50 mm. Der Steg zwischen den Öffnungen hat regelmäßig eine Länge von 10 bis 60 mm, vorzugsweise von 30 bis 50 mm.When using tray columns becomes an undesirable Cross mixing on the floors is advisable Spray weirs prevented. The spray weirs are on the floors and are usually 10 to 30 cm, preferably 15 to 25 cm high. The spray weirs usually have openings on the side facing the floor. These openings typically have a height from 10 to 60 mm, preferably from 30 to 50 mm and a length of 10 to 60 mm, preferably 30 to 50 mm. The bridge between the openings regularly has one length of 10 to 60 mm, preferably 30 to 50 mm.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind eine erhöhte Ausbeute an Acrylsäure, eine verbesserte Energienutzung und eine verminderte Ausbildung an unerwünschtem Polymer.The advantages of the method according to the invention are an increased yield of acrylic acid, a ver better use of energy and less formation of unwanted polymer.

Die in dieser Schrift angegebenen Prozentangaben sind, wenn nicht anders angegeben wird, Gew.-%.The specified in this document Unless otherwise stated, percentages are% by weight.

Abschließend sei festgehalten, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch auf ein Acrylsäure enthaltendes Produktgasgemisch anwendbar ist, wie es in einem dreistufigen Verfahren gemäß der WO 01/96270 ausgehend von Propan, oder in einem einstufigen Verfahren gemäß der DE-A 10046672 ausgehend von Propan erhältlich ist. D.h., es ist insbesondere auch anwendbar auf alle Acrylsäure haltigen Produktgasgemische, die gemäß den Verfahren der DE-A 10245585 sowie der DE-A 10246119 ausgehend von Propan erhältlich sind.Finally, it should be noted that the process according to the invention can also be applied to a product gas mixture containing acrylic acid, as is the case in a three-step process according to WO 01/96270 starting from propane, or in a one-step process according to DE-A 10046672 starting from propane. Ie, it is particularly applicable to all acrylic gas-containing product gas mixtures, which according to the process of DE-A 10245585 as well as the DE-A 10246119 are available starting from propane.

BeispieleExamples

Beispiel 1example 1

Propenoxidationpropene

Das Reaktionsrohr der ersten Stufe war 3900 mm lang und hatte einen Innendurchmesser von 29 mm. Die Katalysatorschüttung war 2700 mm hoch. Eingesetzt wurde ein Katalysator wie er in der EP-A 1 005 908 beschrieben wird. Die Badtemperatur betrug 298–300°C; der Hotspot lag bei 364-373°C und 70–80 cm. Durch das Reaktionsrohr wurden 1235–1400 Nl/h Kreisgas aus der Absorptionseinheit, 930–970 Nl/h Luft und 124–128 Nl/h Propen („polymer grade") geleitet.The first stage reaction tube was 3900 mm long and had an inner diameter of 29 mm. The catalyst bed was 2700 mm high. A catalyst like the one in the EP-A 1 005 908 is described. The bath temperature was 298-300 ° C; the hotspot was 364-373 ° C and 70-80 cm. Through the reaction tube 1235-1400 Nl / h cycle gas from the Absorption unit, 930-970 Nl / h air and 124-128 Nl / h propene ("polymer grade ").

Acroleinoxidationacrolein

Das Reaktionsrohr der zweiten Stufe war 3900 mm lang und hatte einen Innendurchmesser von 29 mm. Die Katalysatorschüttung war 3000 mm hoch. Eingesetzt wurde ein Katalysator wie er in der EP-A 1 071 507 beschrieben wird. Die Badtemperatur betrug 245–248°C; der Hotspot lag bei 295–301°C und 80–130 cm. Zusätzlich zum Austrittsgasgemisch aus der Propenoxidation wurden 265–290 Nl/h Luft durch das Reaktionsrohr geleitet.The second stage reaction tube was 3900 mm long and had an inner diameter of 29 mm. The catalyst bed was 3000 mm high. A catalyst like the one in the EP-A 1 071 507 is described. The bath temperature was 245-248 ° C; the hotspot was 295-301 ° C and 80-130 cm. In addition to Exit gas mixture from the propene oxidation was 265-290 Nl / h Air passed through the reaction tube.

ProduktgasgemischabkühlungProduct gas mixture cooled

Die Vorrichtung zur Produktgasgemischabkühlung war ein Leerrohr mit einer Länge von 700 mm und einem Innendurchmesser von 80 mm. Die Sumpfflüssigkeit aus der Absorptionskolonne wurde mittels einer Pumpe in den oberen Teil des Leerrohres eingedüst. Die Förderleistung der Pumpe betrug 1000 l/h. Mittels eines Wärmetauschers im Pumpenkreis wurde die Temperatur in der Produktgasgemischabkühlung auf 165°C eingestellt. Stündlich wurden 90 g Sumpfflüssigkeit ausgeschleust und 1100 ml Sumpfflüssigkeit aus der Absorptionskolonne ergänzt. Das Produktgasgemisch aus der Acroleinoxidation wurde von oben nach unten durch die Produktgasgemischabkühlung geleitet.The device for product gas mixture cooling was an empty pipe with a length of 700 mm and an inner diameter of 80 mm. The swamp liquid The absorption column was pumped into the upper one Part of the empty pipe injected. The capacity the pump was 1000 l / h. By means of a heat exchanger in the pump circuit the temperature in the product gas mixture cooling was set to 165 ° C. Hourly became 90 g of swamp liquid discharged and 1100 ml of sump liquid from the absorption column added. The product gas mixture from acrolein oxidation was from the top passed below through the product gas mixture cooling.

Absorptionabsorption

Die Absorberkolonne war eine 30-bödige Glockenbodenkolonne mit einer Länge von 2160 mm und einem Innendurchmesser von 50 mm. Die Glockenbodenkolonne hatte eine elektrische Schutzheizung. Die Temperatur der Schutzheizung wurde auf 100°C (Boden 1 bis 10), 74°C (Boden 11 bis 20) und 58°C (Boden 21 bis 30) eingestellt. Die Sumpftemperatur betrug 108°C und die Kopftemperatur betrug 40°C. Die Absorberkolonne wurde bei einem Kopfdruck von 1155 mbar betrieben.The absorber column was a 30-plate bubble tray column with a length of 2160 mm and an inner diameter of 50 mm. The bubble tray column had an electric protective heater. The temperature of the protective heater was at 100 ° C (Bottom 1 to 10), 74 ° C (Bottom 11 to 20) and 58 ° C (Floor 21 to 30) set. The bottom temperature was 108 ° C and the Head temperature was 40 ° C. The absorber column was operated at a top pressure of 1155 mbar.

Das die Produktgasgemischabkühlung verlassende Produktgasgemisch wurde unterhalb des ersten Bodens in die Absorberkolonne geleitet und im Gegenstrom zu 2240 ml/h Absorptionsmittel aus der Wascheinheit und zum organischen Raffinat aus der Sauerwasserextraktion geführt. Der Zulaufboden für das Absorptionsmittel aus der Wascheinheit war Boden 23 von unten. Dieser Zulauf enthielt noch 0,7 Gew.-% an Acrylsäure. Der Zulaufboden für das Raffinat aus der Sauerwasserextraktion war Boden 19 von unten. Der Acrylsäuregehalt im organischen Raffinat betrug 1,5 Gew.-%.The one leaving the product gas mixture cooling Product gas mixture was in the absorber column below the first tray passed and countercurrent to 2240 ml / h absorbent from the Washing unit and organic raffinate from acid water extraction guided. The inlet floor for the absorbent from the washing unit was floor 23 from below. This feed also contained 0.7% by weight of acrylic acid. The inlet floor for the raffinate from the acid water extraction was floor 19 from below. The acrylic acid content in the organic raffinate was 1.5% by weight.

Dem Sumpf der Absorptionskolonne entnommene Sumpfflüssigkeit wurde durch einen Wärmetauscher auf den zweiten Boden (von unten) in die Absorptionskolonne geför dert. Der zweite Boden war auch der Zulauf für die Leichtsieder aus der Rektifikationskolonne. Der Wärmetauscher wurde so eingestellt, dass die Sumpftemperatur 103°C betrug. 3300 ml/h der Sumpfflüssigkeit wurden ausgeschleust.The bottom of the absorption column withdrawn sump liquid was through a heat exchanger to the second tray (from below) in the absorption column. The second floor was also the inlet for the low boilers from the Rectification column. The heat exchanger was adjusted so that the bottom temperature was 103 ° C. 3300 ml / h of the bottom liquid were removed.

Vom 11. Boden der Absorptionskolonne wurden 13000 ml/h Rücklauf entnommen, in einem Wärmetauscher auf 44°C abgekühlt und auf den 14. Boden der Absorptionskolonne zurückgegeben. Der 12. Boden war auch der Zulauf für die Leichtsieder aus der Destillationseinheit.From the 11th tray of the absorption column were 13000 ml / h reflux removed, in a heat exchanger to 44 ° C chilled and returned to the 14th tray of the absorption column. The 12th floor was also the inflow for the low boilers from the distillation unit.

SauerwasserkondensationSour water condensation

Der Brüden der Absorberkolonne wurde in einem Quenchkühler kondensiert. Der Quenchkühler war ein Leerrohr mit einer Länge von 700 mm und einem Innendurchmesser von 80 mm. Bereits kondensierter Brüden wurde mittels einer Pumpe in den oberen Teil des Leerrohres eingedüst. Die Förderleistung der Pumpe betrug 1000 l/h. Mittels eines Wärmetauschers im Pumpenkreis wurde die Temperatur im Quenchkühler auf 17°C eingestellt. Stündlich wurden 200 ml Sauerwasser ausgeschleust.The vapor of the absorber column was in a quench cooler condensed. The quench cooler was an empty pipe with a length of 700 mm and an inner diameter of 80 mm. Already condensed vapors was injected into the upper part of the empty pipe using a pump. The output the pump was 1000 l / h. By means of a heat exchanger in the pump circuit the temperature in the quench cooler to 17 ° C set. Hourly 200 ml of acid water were removed.

Die nicht kondensierten Anteile wurden als Kreisgas wiederverwendet oder verworfen.The uncondensed portions were reused as cycle gas or discarded.

Desorptiondesorption

Die Desorberkolonne war eine 25-bödige Glockenbodenkolonne mit einer Länge von 1695 mm und einem Innendurchmesser von 50 mm. Die Glockenbodenkolonne hatte einen Doppelmantel. Die Temperatur des Doppelmantels wurde mittels eines Wärmeträgeröls auf 115°C (Boden 1 bis 12) und 110°C (Boden 13 bis 25) eingestellt. Die Sumpftemperatur in der Desorptionskolonne lag bei 110°C und die Kopftemperatur betrug 73°C. Die Desorberkolonne wurde bei einem Kopfdruck von 1195 mbar betrieben.The desorber column was a 25-tray bell-bottom column with a length of 1695 mm and an inner diameter of 50 mm. The bubble tray column had a double coat. The temperature of the double jacket was using a heat transfer oil to 115 ° C (bottom 1 to 12) and 110 ° C (Floor 13 to 25) set. The bottom temperature in the desorption column was at 110 ° C and the head temperature was 73 ° C. The desorber column was operated at a top pressure of 1195 mbar.

Die aus der Absorptionskolonne in die Desorberkolonne geführte Sumpfflüssigkeit wurde auf den obersten Boden der Desorberkolonne geführt.The from the absorption column in the desorber column led bottoms liquid was led to the top of the desorber column.

Vor dem Sumpf der Desorberkolonne befand sich ein Kreisgasvorwärmer. Der Kreisgasvorwärmer war ein Leerrohr mit einer Länge von 700 mm und einem Innendurchmesser von 80 mm. Das gewaschene Kreisgas aus der Wascheinheit wurde von oben nach unten durch den Kreisgasvorwärmer geleitet. Sumpfflüssigkeit aus dem Sumpf der Desorberkolonne wurde mittels einer Pumpe in den oberen Teil des Leerrohres eingedüst. Die Förderleistung betrug 1000 l/h. Die verdüste Sumpfflüssigkeit wurde zusammen mit dem Kreisgas unterhalb des ersten Bodens (von unten) der Desorber kolonne zugeführt. Mittels eines Wärmetauschers im Pumpenkreis wurde die Temperatur im Sumpf der Desorberkolonne auf 110°C eingestellt. Stündlich wurden 3200 ml Desorbersumpfflüssigkeit ausgeschleust.In front of the swamp of the desorber column there was a cycle gas preheater. The cycle gas preheater was an empty pipe with a length of 700 mm and an inner diameter of 80 mm. The washed Circulating gas from the washing unit was passed through the top of the unit Kreisgasvorwärmer directed. Bog liquid out the bottom of the desorber column was pumped into the upper one Part of the empty pipe injected. The output was 1000 l / h. The evaporate bottoms liquid was together with the cycle gas below the first floor (from below) fed to the desorber column. Using a heat exchanger the temperature in the bottom of the desorber column was in the pump circuit to 110 ° C set. Hourly were 3200 ml desorber sump liquid discharged.

Das Abgas der Desorberkolonne wurde zusammen mit dem die Produktgasgemischabkühlung verlassenden Produktgasgemisch unterhalb des ersten Bodens (von unten) in die Absorberkolonne geleitet.The exhaust gas from the desorber column was together with the product gas mixture leaving the product gas mixture cooling led into the absorber column below the first tray (from below).

Rektifikationskolonne: Die Rektifikationskolonne war eine 35-bödige Glockenbodenkolonne mit einer Länge von 3245 mm und einem Innendurchmesser von 80 mm. Die Glockenbodenkolonne hatte einen Doppelmantel. Die Temperatur des Doppelmantels wurde mittels eines Wärmeträgeröls auf 150°C (Boden 1 bis 11), 119°C (Boden 12 bis 25) und 100°C (Boden 26 bis 35) eingestellt. Die Sumpftemperatur in der Rektifikationskolonne betrug 160°C und die Kopftemperatur betrug 76°C. Die Rektifikationskolonne wurde bei einem Kopfdruck von 80 mbar betrieben.Rectification column: The rectification column was a 35-flush Bell-bottom column with a length of 3245 mm and an inner diameter of 80 mm. The bubble tray column had a double coat. The temperature of the double jacket was using a heat transfer oil at 150 ° C (bottom 1 to 11), 119 ° C (Bottom 12 to 25) and 100 ° C (Floor 26 to 35) set. The bottom temperature in the rectification column was 160 ° C and the head temperature was 76 ° C. The rectification column was at a top pressure of 80 mbar operated.

Die aus dem Sumpf der Desorptionskolonne in die Rektifikationskolonne geführte Sumpfflüssigkeit wurde auf den 11. Boden (von unten) der Rektifikationskolonne dosiert.From the bottom of the desorption column led into the rectification column Swamp liquid was metered onto the 11th tray (from below) of the rectification column.

Die Sumpfflüssigkeit der Rektifikationskolonne wurde mit einem Zwangsumlaufverdampfer auf 160°C erwärmt, die Umlaufmenge betrug 500 l/h. Zusätzlich wurden 5 Nl/h Luft in den Zwangsumlaufentspannungsverdampfer dosiert. Stündlich wurden aus dem Sumpf der Rektifikationseinheit 2800 ml Sumpfflüssigkeit ausgeschleust.The bottom liquid of the rectification column was heated to 160 ° C. with a forced circulation evaporator, the circulation amount was 500 l / h. additionally 5 Nl / h of air were metered into the forced-circulation flash evaporator. Hourly were 2800 ml of sump liquid from the bottom of the rectification unit discharged.

Über einen Seitenabzug auf dem 25. Boden (von unten) der Rektifikationseinheit wurden stündlich 400 g rohe Acrylsäure abgenommen. Weitere 800 g/h von am Seitenabzug entnommener roher Acrylsäure wurden als Rücklauf auf den 24. Boden (von unten) der Rektifikationskolonne dosiert.about a side trigger on the 25th floor (from below) of the rectification unit were hourly 400 g of crude acrylic acid decreased. Another 800 g / h of raw taken from the side trigger acrylic acid were used as rewind metered onto the 24th tray (from below) of the rectification column.

Der Brüden der Rektifikationskolonne wurde in einem Quenchkühler kondensiert. Der Quenchkühler war ein Leerrohr mit einer Länge von 700 mm und einem Innendurchmesser von 80 mm. Bereits kondensierter Brüden wurde mittels einer Pumpe in den oberen Teil des Leerrohres eingedüst. Die Förderleistung der Pumpe betrug 1000 l/h. Mittels eines Wärmetauschers im Pumpenkreis wurde die Temperatur im Quenchkühler auf 17°C eingestellt. Die Flüssigkeit im Quenchkühler wurde mit 200 ml/h einer 0,3 gew.-%igen Lösung von Phenothiazin in roher Acrylsäure stabilisiert. Stündlich wurden 150 ml kondensierte Leichtsieder ausgeschleust und 3600 ml/h kondensierte Leichtsieder als Rücklauf verwendet.The vapors of the rectification column was in a quench cooler condensed. The quench cooler was an empty pipe with a length of 700 mm and an inner diameter of 80 mm. Vapor has already been condensed injected into the upper part of the empty pipe by means of a pump. The output the pump was 1000 l / h. By means of a heat exchanger in the pump circuit the temperature in the quench cooler to 17 ° C set. The liquid in the quench cooler was with 200 ml / h of a 0.3 wt .-% solution of phenothiazine in crude acrylic acid stabilized. Hourly 150 ml of condensed low boilers were discharged and 3600 ml / h condensed low boilers as reflux used.

Waschkolonnewashing column

Die Waschkolonne war eine 15-bödige Glockenbodenkolonne mit einer Länge von 1015 mm und einem Innendurchmesser von 50 mm. Die Temperatur betrug 55°C.The washing column was a 15-tray bubble tray column with a length of 1015 mm and an inner diameter of 50 mm. The temperature was 55 ° C.

Stündlich wurden 520 l des die Absorptionskolonne verlassenden Kreisgases unterhalb des ersten Bodens (von unten) in die Waschkolonne geleitet und im Gegenstrom mit aus der Rektifikationskolonne ausgeschleuster Sumpfflüssigkeit gewaschen.520 l of the Circulation gas leaving absorption column below the first Bottom (from below) passed into the washing column and in countercurrent with bottom liquid discharged from the rectification column washed.

SauerwasserextraktionAcid water extraction

Die Sauerwasserextraktion erfolgte in einer 20-bödigen Siebbodenkolonne mit einer Länge von 2000 mm und einem Innendurchmesser von 50 mm. Die Temperatur betrug 60°C.The acid water extraction took place in a 20-flush Sieve tray column with a length of 2000 mm and an inner diameter of 50 mm. The temperature was 60 ° C.

Stündlich wurden 560 ml an der Destillationseinheit entnommenem Absorptionsmittel unterhalb des ersten Bodens (von unten) in die Sauerwasserextraktion geleitet und im Gegenstrom mit Sauerwasser gewaschen.560 ml per hour were added to the Absorbent removed from the distillation unit below the first Soil (from below) into the acid water extraction and in Countercurrent washed with acid water.

Das wässrige Extrakt wurde verworfen und das organische Raffinat wurde in die Absorptionskolonne zurückgeführt (auf den 19. Boden von unten). Stündlich wurden 172 ml wässriges Extrakt mit einem Acrylsäuregehalt von 2,5 Gew.-% ausgeschleust. Der Acrylsäureverlust über das wässrige Extrakt betrug 4,3 g/h.The aqueous extract was discarded and the organic raffinate was returned to the absorption column the 19th floor from below). Hourly became 172 ml of aqueous Extract with an acrylic acid content of 2.5% by weight. The acrylic acid loss via the aqueous extract was 4.3 g / h.

Destillationseinheitdistillation unit

Die Destillationseinheit war eine 5-bödige Glockenbodenkolonne mit einer Länge von 470 mm und einem Innendurchmesser von 80 mm. Die Glockenbodenkolonne hatte einen Doppelmantel. Die Temperatur des Doppelmantels wurde mittels eines Wärmeträgeröls auf 120°C eingestellt. Die Sumpftemperatur betrug 178°C und die Kopftemperatur betrug 120°C. Die Destillationseinheit wurde bei einem Kopfdruck von 80 mbar betrieben.The distillation unit was one 5-bödige Bell-bottom column with a length of 470 mm and an inner diameter of 80 mm. The bubble tray column had a double coat. The temperature of the double jacket was adjusted to 120 ° C using a heat transfer oil. The bottom temperature was 178 ° C and the head temperature was 120 ° C. The distillation unit was operated at a head pressure of 80 mbar.

Die die Wascheinheit verlassende Sumpfflüssigkeit wurde in den Sumpf der Destillationseinheit dosiert.The one leaving the washing unit bottoms liquid was metered into the bottom of the distillation unit.

Die Sumpfflüssigkeit der Destillationseinheit wurde mit einem Zwangsumlaufverdampfer erwärmt, die Umlaufmenge betrug 4000 l/h. Stündlich wurden 2 g Sumpfflüssigkeit ausgeschleust.The bottom liquid of the distillation unit was heated with a forced circulation evaporator, the circulation amount was 4000 l / h. Hourly were 2 g of swamp liquid discharged.

Vom ersten Boden (von unten) wurden 2800 ml/h Absorptionsmittel abgenommen.From the first floor (from below) 2800 ml / h absorbent removed.

Die Brüden der Destillationseinheit wurden in einem Quenchkühler kondensiert. Der Quenchkühler war ein Leerrohr mit einer Länge von 700 mm und einem Innendurchmesser von 80 mm. Bereits kondensierter Brüden wurde mittels einer Pumpe in den oberen Teil des Leerrohres eingedüst. Die Förderleistung der Pumpe betrug 1000 l/h. Mittels eines Wärmetauschers im Pumpenkreis wurde die Temperatur im Quenchkühler auf 17°C eingestellt. Stündlich wurden 25 ml Leichtsiederdestillat ausgeschleust und in die Absorptionskolonne geführt.The vapors of the distillation unit were in a quench cooler condensed. The quench cooler was an empty pipe with a length of 700 mm and an inner diameter of 80 mm. Vapor has already been condensed injected into the upper part of the empty pipe by means of a pump. The output the pump was 1000 l / h. By means of a heat exchanger in the pump circuit the temperature in the quench cooler to 17 ° C set. Hourly 25 ml of low boiler distillate were discharged and fed into the absorption column.

VergleichsbeispielComparative example

Es wurde wie in Beispiel 1 verfahren. Der Zulaufboden für das organische Raffinat aus der Sauerwasserextraktion in der Absorptionskolonne war jedoch Boden 23 (von unten).The procedure was as in Example 1. The inlet floor for the organic raffinate from the acid water extraction in the absorption column however, was floor 23 (from below).

Stündlich wurden 172 ml wässriges Extrakt aus der Sauerwasserextraktion mit einem Acrylsäuregehalt von 3,0 Gew.-% ausgeschleust. Der Acrylsäureverlust über das wässrige Extrakt betrug 5,2 g/h.Hourly, 172 ml became watery Extract from acid water extraction with an acrylic acid content of 3.0% by weight. The acrylic acid loss via the aqueous extract was 5.2 g / h.

Beispiel 2 Es wurde wie in Beispiel 1 verfahren. Der Zulaufboden für das organische Raffinat aus der Sauerwasserextraktion in der Absorptionskolonne war jedoch Boden 20 (von unten).Example 2 It was like in example 1 proceed. The inlet floor for the organic raffinate from the acid water extraction in the absorption column however, was floor 20 (from below).

Stündlich wurden 172 ml wässriges Extrakt aus der Sauerwasserextraktion mit einem Acrylsäuregehalt von 2,6 Gew.-% ausgeschleust. Der Acrylsäureverlust über das Extrakt betrug 4,5 g/h.Hourly, 172 ml became watery Extract from acid water extraction with an acrylic acid content of 2.6% by weight. The acrylic acid loss via the extract was 4.5 g / h.

Beispiel 3 Es wurde wie in Beispiel 1 verfahren. Der Zulaufboden für das organische Raffinat aus der Sauerwasserextraktion in der Absorptionskolonne war jedoch Boden 17 (von unten).Example 3 It was like in example 1 proceed. The inlet floor for the organic raffinate from the acid water extraction in the absorption column however, was floor 17 (from below).

Stündlich wurden 172 ml wässriges Extrakt aus der Sauerwasserextraktion mit einem Acrylsäuregehalt von 2,7 Gew.-% ausgeschleust. Der Acrylsäureverlust über das Extrakt betrug 4,6 g/h.Hourly, 172 ml became watery Extract from acid water extraction with an acrylic acid content of 2.7% by weight. The acrylic acid loss via the extract was 4.6 g / h.

Claims (3)

Verfahren der absorptiven Grundabtrennung von Acrylsäure aus dem Produktgasgemisch einer heterogen katalysierten partiellen Gasphasenoxidation von Propen zu Acrylsäure, das neben Acrylsäure und Wasserdampf Leichtsieder, Mittelsieder, Schwersieder und Schwerkondensierbare als Nebenbestandteile enthält, bei dem man – das Produktgasgemisch auf die für die Absorption gewünschte Temperatur abkühlt, – das abgekühlte Produktgasgemisch in einer Absorptionseinheit zum Zweck der absorptiven Abtrennung der Acrylsäure zu einem in der Absorptionseinheit absteigenden hochsiedenden flüssigen hydrophoben organischen Absorptionsmittel unter Vermeidung des Anfalls einer flüssigen wässrigen Phase im Gegenstrom führt, – das nicht in das Absorptionsmittel absorbierte verbleibende Restproduktgasgemisch in einer Kondensationseinheit abkühlt und darin enthaltenen Wasserdampf sowie Leichtsieder als Sauerwasser auskondensiert, – das bei der Sauerwasserkondensation verbleibende, insbesondere die Schwerkondensierbaren enthaltende Restgas als Kreisgas in Teilmengen gleicher Zusammensetzung aufteilt, – eine Kreisgasteilmenge als Verdünnungsgas in die heterogen katalysierte partielle Gasphasenoxidation von Propen zu Acrylsäure rückführt, eine andere Kreisgasteilmenge in in einer Wascheinheit von Acrylsäure frei gewaschenen Form als Strippgas verwendet und die verbleibende Kreisgasmenge entsorgt, – eine kleine Teilmenge des die Acrylsäure absorbiert enthaltenden Flüssigkeitsablaufs der Absorptionseinheit einer Destillationseinheit als Schwersiederauslaß zuführt, die durch Erwärmen des Flüssigkeitsablaufs in selbiger erzeugte Dampfphase in die Absorptionseinheit rückführt und die dabei flüssig verbleibenden Schwersieder entsorgt, – aus dem übrigen der Absorptionseinheit effektiv entnommenen, die Acrylsäure absorbiert enthaltenden Flüssigkeitsablauf der Absorptionseinheit in einer Desorptionseinheit durch Strippen mit der in der Wascheinheit von Acrylsäure frei gewaschenen Kreisgasteilmenge Leichtsieder entfernt, – mit Leichtsiedern beladenes Strippgas in die Absorptionseinheit rückführt, – den aus der Desorptionseinheit ablaufenden mit Acrylsäure beladenen Absorptionsmittelstrom einer Rektifikationseinheit mit Verstärkungs- und Abtriebsteil zuführt, – im Abtriebsteil der Rektifikationseinheit das Absorptionsmittel und Schwersieder in den Sumpf der Rektifikationseinheit kondensiert, – im Verstärkungsteil der Rektifikationseinheit über Seitenabzug eine rohe Acrylsäure abtrennt, – den über Kopf des Verstärkungsteils abgetrennten Leichtsiederstrom in die Absorptionseinheit rückführt, – aus dem Sumpfbereich der Rektifikationseinheit das von Leichtsiedern und Acrylsäure befreite Absorptionsmittel entnimmt, bei Bedarf mit frischem Absorptionsmittel ergänzt und in der Wascheinheit im Gegenstrom zur noch Acrylsäure enthaltenden Kreisgasteilmenge führt, um diese von Acrylsäure frei zu waschen, – das in der Wascheinheit ablaufende Absorptionsmittel, gegebenenfalls nachdem es über die als Schwersiederauslaß eingesetzte Destillationseinheit geführt wurde, in zwei Teilmengen gleicher Zusammensetzung aufteilt, die größere der beiden Teilmengen auf den Kopf der Absorptionseinheit rückführt und die kleinere Teilmenge mit Sauerwasser in extraktive Wechselwirkung bringt, um im Sauerwasser enthaltene Acrylsäure in das Absorptionsmittel und im Absorptionsmittel enthaltene polare Mittelsieder ins Sauerwasser aufzunehmen und – das bei der Sauerwasserextraktion anfallende organische Raffinat in die Absorptionseinheit rückführt, dadurch gekennzeichnet, dass – die Rückführung des bei der Sauerwasserextraktion anfallenden organischen Raffinats in die Absorptionseinheit wenigstens eine theoretische Trennstufe unterhalb des Kopfs der Absorptionseinheit erfolgt.Process of basic absorptive separation of acrylic acid from the product gas mixture of a heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation of propene to acrylic acid, which, in addition to acrylic acid and water vapor, contains low boilers, medium boilers, high boilers and heavy condensables as secondary components, in which - the product gas mixture is cooled to the temperature desired for absorption, - The cooled product gas mixture in an absorption unit for the purpose of absorptively separating the acrylic acid leads to a high-boiling liquid hydrophobic organic absorption medium descending in the absorption unit while avoiding the occurrence of a liquid aqueous phase in countercurrent, - The remaining product gas mixture not absorbed into the absorption medium cools in a condensation unit and the water vapor and low boilers contained therein condensed out as acid water, in particular the remaining water in the acid water condensation e divides the heavy condensable residual gas as circulating gas into partial amounts of the same composition, - a circulating gas partial amount as dilution gas into the heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation of Recycle propene to acrylic acid, use a different amount of circulating gas in a form that has been freed of acrylic acid as stripping gas and dispose of the remaining amount of circulating gas, - a small portion of the liquid drain containing the acrylic acid absorbed to the absorption unit of a distillation unit as a high boiler outlet, which is heated by heating the liquid drain in the vapor phase generated in this way is returned to the absorption unit and the high boilers which remain liquid are disposed of, - from the rest of the absorption unit, which has been effectively removed from the absorption unit and contains the acrylic acid absorbed, the liquid unit is removed in a desorption unit by stripping with the partial gas amount of circulating gas which has been washed free of acrylic acid in the washing unit, returns stripping gas loaded with low boilers to the absorption unit, - the absorber loaded with acrylic acid, which runs out of the desorption unit feed agent flow to a rectification unit with reinforcement and stripping section, - in the stripping section of the rectification unit the absorbent and high boilers are condensed into the sump of the rectification unit, - crude acrylic acid is separated off in the rectification section of the rectification section, - the low-boiling stream separated over the top of the reinforcement section is returned to the absorption section , - from the sump area of the rectification unit removes the absorbent from which low boilers and acrylic acid have been removed, if necessary supplemented with fresh absorbent and in the washing unit in countercurrent to the portion of the circulating gas still containing acrylic acid in order to wash it free of acrylic acid, - the absorbent running off in the washing unit , if necessary after it was passed over the distillation unit used as the high boiler outlet, divided into two portions of the same composition, the larger of the be returns the partial quantities to the top of the absorption unit and brings the smaller partial quantity into interaction with acidic water in order to absorb acrylic acid contained in the acidic water into the absorption medium and polar middle boilers contained in the absorption medium into the acidic water and - returns the organic raffinate obtained during the acidic water extraction to the absorption unit, characterized in that - the return of the organic raffinate obtained during the acid water extraction into the absorption unit takes place at least one theoretical separation stage below the head of the absorption unit. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführung des organischen Raffinats der Sauerwasserextraktion wenigstens zwei theoretische Trennstufen unterhalb des Kopfs der Absorptionseinheit erfolgt.A method according to claim 1, characterized in that the Repatriation of the organic raffinate of acidic water extraction at least two theoretical plates below the head of the absorption unit he follows. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Raffinat der Sauerwasserextraktion höchstens 5 Gew.-% Acrylsäure enthält.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the organic raffinate of the acid water extraction at most 5% by weight acrylic acid contains.
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