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DE10149353A1 - Continuous process for the purification of (meth) acrylic acid - Google Patents

Continuous process for the purification of (meth) acrylic acid

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Publication number
DE10149353A1
DE10149353A1 DE10149353A DE10149353A DE10149353A1 DE 10149353 A1 DE10149353 A1 DE 10149353A1 DE 10149353 A DE10149353 A DE 10149353A DE 10149353 A DE10149353 A DE 10149353A DE 10149353 A1 DE10149353 A1 DE 10149353A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
acrylic acid
meth
mother liquor
washing
crystallization
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE10149353A
Other languages
German (de)
Inventor
Stefan Norhoff
Axel Kobus
Stefan Gros
Hans-Rolf Lausch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Evonik Operations GmbH
Original Assignee
Degussa GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Degussa GmbH filed Critical Degussa GmbH
Priority to DE10149353A priority Critical patent/DE10149353A1/en
Priority to BRPI0206396A priority patent/BRPI0206396B8/en
Priority to EP02703544A priority patent/EP1349826B1/en
Priority to US10/466,176 priority patent/US7803969B2/en
Priority to CN02803619.0A priority patent/CN1230410C/en
Priority to BR0206396-4A priority patent/BR0206396A/en
Priority to JP2002556146A priority patent/JP4074194B2/en
Priority to PCT/EP2002/000266 priority patent/WO2002055469A1/en
Publication of DE10149353A1 publication Critical patent/DE10149353A1/en
Priority to US12/880,633 priority patent/US7964689B2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/42Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C51/43Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change of the physical state, e.g. crystallisation

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for the purification of (meth)acrylic acid comprising a stage which consists of the following steps a) (meth) acrylic acid is crystallized from a mother liquor; b) crystallized (meth) acrylic acid is separated from the mother liquor; c) at least one part of the separated (meth)acrylic acid crystals is melted; d) the melted part is at least partially returned to step a) or b). The inventive method, the device suitable for carrying out said method and the use of the inventive device for the production of (meth) acrylic acid are characterized by the high purity of the (meth) acrylic acid thus obtained, and high efficiency with regard to the desired yield and amount of energy required.

Description

Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren zur Herstellung von sehr reiner (Meth)Acrylsäure gerichtet. Insbesondere besteht dieses Verfahren aus zwei Verfahrensschritten, die im einzelnen das Kristallisieren und Waschen der kristallisierten (Meth)Acrylsäure umfassen.The present invention is directed to a method for Production of very pure (meth) acrylic acid directed. In particular, this method consists of two Process steps that detail the crystallization and washing the crystallized (meth) acrylic acid.

Die Aufarbeitung von (Meth)Acrylsäure zu Reinheiten von <99,9 Gew.-% ist für deren Einsatz in Polymeren häufig unverzichtbar. So wird beispielsweise im Hygienebereich im Falle von Superabsorbern auf Basis von Polyacrylaten gefordert, daß bestimmte Nebenprodukte nur unterhalb der Nachweisgrenze vorhanden sein dürfen.The processing of (meth) acrylic acid to purities of <99.9% by weight is common for their use in polymers indispensable. For example, in the hygiene area in the Trap of superabsorbents based on polyacrylates required that certain by-products only below the Detection limit may be present.

Als eine Alternative zur Herstellung von hochreinen organischen Substanzen ist die Kristallisation zu nennen. Technisch kommen dabei insbesondere zwei Verfahren zur Anwendung, die Suspensionskristallisation und die Schichtkristallisation (Wintermantel et al., Chem. Ing. Tech. 1991, 63, 881-891; Steiner et al. Chem. Ing. Tech. 1985, 57, 91-102).As an alternative to producing high purity organic substances are crystallization. Technically, two methods are used in particular Application, the suspension crystallization and the Layer crystallization (Wintermantel et al., Chem. Ing. Tech. 1991, 63, 881-891; Steiner et al. Chem. Ing. Tech. 1985, 57, 91-102).

Oft reicht allerdings eine Kristallisation alleine nicht aus, um Nebenprodukte hinreichend gut aus oder von den Kristallen zu entfernen, da Mikroeinschlüsse von Mutterlaugen oder Einbau von Verunreinigungen an Kristallfehlstellen etc. unter endlichen Kristallwachstumsbedingungen nicht auszuschließen sind. Auch das Anhaften von Mutterlauge auf dem Kristall kann die Reinheit der Produkte verschlechtern.However, crystallization alone is often not enough out to by-products sufficiently well from or from the Remove crystals because of micro inclusions of Mother liquors or installation of impurities Crystal defects etc. among finite Crystal growth conditions cannot be excluded. The sticking of mother liquor on the crystal can also Purity of the products deteriorate.

Aus diesem Grund werden die erzeugten Kristalle häufig nach der Trennung von der Mutterlauge mit Waschflüssigkeiten gewaschen und/oder die Kristalle werden einem Schwitzprozeß unterzogen, bei dem Verunreinigungen jeglicher Art ggf. abgereichert werden können. For this reason, the crystals produced are often re- separation from the mother liquor with washing liquids washed and / or the crystals are a sweating process subjected to any kind of contamination can be depleted.  

Kontinuierlich kann ein solcher Prozeß in sogenannten Waschkolonnen durchgeführt werden. Eine Übersicht bietet hier die Dissertation von Poschmann (Zur Suspensionskristallisation organischer Schmelzen und Nachbehandlung der Kristalle durch Schwitzen und Waschen, Diss. Uni. Bremen, Shaker Verlag, Aachen 1996).Such a process can continuously in so-called Wash columns are carried out. Offers an overview here the dissertation by Poschmann (Zur Suspension crystallization of organic melts and After-treatment of the crystals by sweating and washing, Diss. Uni. Bremen, Shaker Verlag, Aachen 1996).

Die EP0616998 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von <99,9 Gew.-%iger Acrylsäure ausgehend von vorgereinigtem Produkt mit einem Acrylsäuregehalt von 97,771 Gew.-%. Der Reinigungseffekt wird durch ein Zusammenwirken von dynamischen und statischen Kristallisationsverfahren erreicht. Als finales Kristallisationsorgan findet hier eine sogenannte Fallfilmkristallisation Anwendung. Das Betreiben einer derartigen Anlage ist nur diskontinuierlich möglich und bedingt durch die vielen Prozeßzyklen, die zum Erhalt der entsprechenden Reinheiten notwendig sind, einen hohen apparativen wie logistischen Aufwand.EP0616998 discloses a method for producing <99.9% by weight acrylic acid starting from pre-cleaned Product with an acrylic acid content of 97.771% by weight. The Cleaning effect is achieved through the interaction of dynamic and static crystallization processes reached. The final crystallization organ takes place here a so-called falling film crystallization application. The Operation of such a system is only discontinuous possible and due to the many process cycles that lead to Obtaining the appropriate purities are necessary high equipment and logistical effort.

Aus WO99/14181 ist bekannt, Roh-(Meth)Acrylsäure zur Reinigung in einem ersten Schritt zu kristallisieren und in einem zweiten Schritt ggf. mittels Waschkolonnen aufzuarbeiten. Das dort offenbarte Verfahren geht direkt von den Kondensationsprodukten der katalytischen Gasphasenoxidation zur Erzeugung von (Meth)Acrylsäure aus. Bei diesem Verfahren wird beschrieben, daß die nach dem Waschen und Abtrennen der Kristalle entstehende Mutterlauge in die Kondensationsstufe zurückgeführt wird. Mittels dieses Verfahrens erhielt man aus 90,972 Gew.-%iger Acrylsäure ein Produkt mit einer Reinheit von 98,8816 Gew.-%. Dies ist für manche technischen Anwendungen jedoch nicht ausreichend. So bildet gerade der Gehalt an Inhibitoren und Aldehyden in der reinen (Meth)Acrylsäure eine kritische Größe, die bei Überschreitung z. B. in den nachgeschalteten Polymerisationsverfahren für Nachteile sorgt. From WO99 / 14181 it is known to use crude (meth) acrylic acid Cleaning in a first step to crystallize and in a second step, if necessary, using washing columns work up. The method disclosed there goes directly of the condensation products of the catalytic Gas phase oxidation to produce (meth) acrylic acid. This method describes that the after Washing and separating the crystals of mother liquor is returned to the condensation stage. through this process was obtained from 90.972% by weight Acrylic acid a product with a purity of 98.8816 wt .-%. However, this is for some technical applications unsatisfactory. This is how the salary forms Inhibitors and aldehydes in pure (meth) acrylic acid a critical size that z. Tie downstream polymerization process for disadvantages provides.  

Von Nienrood et al. wurde beschrieben, daß Acrylsäure durch Suspensionskristallisation und anschließende Behandlung in einer hydraulischen Waschkolonne gut aufgereinigt werden kann (sogenanntes TNO-Verfahren; Proc. Bremer International Workshop an Industrial Crystallization, Bremen, 1994, Hrsg.: J. Ulrich, S. 4-11; Purification Potential of Suspension Growth Melt Crystallization, Proc. 4th International Workshop an Crystal Growth of Organic Materials, Bremen, 1997, Hrsg.: J. Ulrich, Aachen Shaker Verlag, S. 139-145). Die bei diesen Untersuchungen eingesetzte Acrylsäure wurde von Aldrich bezogen und hatte eine Reinheit von 99,75 Gew.-%. Sie ließ sich mittels dieses Verfahrens auf eine Reinheit von 99,97 Gew.-% aufreinigen. Nicht offenbart wurde jedoch der Einsatz von Acrylsäure mit geringeren Reinheiten.By Nienrood et al. it has been described that acrylic acid can be purified well by suspension crystallization and subsequent treatment in a hydraulic washing column (so-called TNO process; Proc. Bremer International Workshop on Industrial Crystallization, Bremen, 1994, ed .: J. Ulrich, pp. 4-11; Purification Potential of Suspension Growth Melt Crystallization, Proc. 4 th International Workshop an Crystal Growth of Organic Materials, Bremen, 1997, ed .: J. Ulrich, Aachen Shaker Verlag, pp. 139-145). The acrylic acid used in these tests was obtained from Aldrich and had a purity of 99.75% by weight. It could be purified to a purity of 99.97% by weight using this method. However, the use of acrylic acid with lower purities has not been disclosed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war deshalb die Angabe eines weiteren Verfahrens zur Erzeugung hochreiner (Meth)Acrylsäure aus einem verunreinigten Roh- (Meth)Acrylsäurestrom aus einem Verfahren zur Herstellung von (Meth)Acrylsäure. Dabei sollte dieses Verfahren im technischen Maßstab gut anwendbar und deshalb vom ökonomischen wie ökologischen Standpunkt den Verfahren des Standes der Technik überlegen sein. Insbesondere sind in diesem Zusammenhang ein hervorragendes Aufreinigungsvermögen, ausreichende Prozeßstabilität und vor allem die Möglichkeit einer kontinuierlichen Verfahrensweise zu nennen.The object of the present invention was therefore to provide another method for producing high purity (Meth) acrylic acid from a contaminated raw (Meth) acrylic acid stream from a manufacturing process of (meth) acrylic acid. This procedure should technical scale well applicable and therefore from economic and ecological point of view the process of Be superior to the state of the art. In particular, in this context an excellent one Purification ability, sufficient process stability and especially the possibility of a continuous Procedure to name.

Diese und weitere nicht näher genannte, sich jedoch aus dem Stand der Technik ergebende Aufgabenstellungen werden durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens sind in den von Anspruch 1 abhängigen Unteransprüchen aufgeführt. Anspruch 8 schützt bevorzugte Verwendungen. These and other unspecified ones, however, derive from the State of the art tasks are solved by a process with the characteristic features of the Claim 1 solved. Further preferred embodiments this method are dependent on claim 1 Subclaims listed. Claim 8 protects preferred Uses.  

Dadurch, daß man in einem kontinuierlichen Verfahren zur Aufreinigung von (Meth)Acrylsäure durch
The fact that in a continuous process for the purification of (meth) acrylic acid

  • a) Kristallisation von (Meth)Acrylsäure aus einem verunreinigten Roh-(Meth)Acrylsäurestrom aus einem Verfahren zur Herstellung von (Meth)Acrylsäure,a) Crystallization of (meth) acrylic acid from a contaminated crude (meth) acrylic acid stream from one Process for the production of (meth) acrylic acid,
  • b) Abtrennen der (Meth)Acrylsäurekristalle aus der Mutterlauge mittels einer Waschkolonne, die Mutterlauge aus Schritt b) zumindest teilweise in den Schritt a) zurückführt, wobei der Roh-(Meth)Acrylsäurestrom eine Reinheit von <99,5 Gew.-% an (Meth)Acrylsäure aufweist, gelangt man in überraschender Weise, dafür aber nicht minder vorteilhaft, zu hoch reinen Produkten, die sich auch für den Einsatz in Polymeren, z. B. für den Hygienebereich, eignen.b) separating the (meth) acrylic acid crystals from the Mother liquor by means of a washing column, the mother liquor from step b) at least partially in the Step a) leads back, the crude (meth) acrylic acid stream a purity of <99.5% by weight of (meth) acrylic acid has, you get in a surprising way, but for it no less advantageous, too pure products that are also suitable for use in polymers, e.g. B. for the Hygiene area.

Für den erfolgreichen Betrieb einer Waschkolonne ist es essentiell, daß die zu waschenden Kristalle hart genug sind und eine bestimmte enge Größenverteilung aufweisen, um eine entsprechende Porösität und Stabilität des entstehenden gepackten oder ungepackten Filterbettes zu gewährleisten. Daß (Meth)Acrylsäure selbst mit technischen Qualitäten von <99,5 Gew.-% zur Ausbildung der geforderten Kristalleigenschaften im Stande ist, war vorher nicht bekannt. Es ist mithin diese Eigenschaft der (Meth)Acrylsäure, die es erlaubt, das erfindungsgemäße Verfahren mit einer Waschkolonne zu betreiben und gleichzeitig die entstehende Mutterlauge ggf. direkt zumindest teilweise in die Kristallisation zurückzuführen, ohne die Kristallqualität durch Akkumulation der Nebenprodukte derart negativ zu beeinflussen, daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht mehr erfolgreich ausgeführt werden kann. Dies wird durch den Stand der Technik in keinster Weise nahegelegt.It is essential for the successful operation of a washing column essential that the crystals to be washed are hard enough and have a certain narrow size distribution to a appropriate porosity and stability of the resulting to ensure packed or unpacked filter bed. That (meth) acrylic acid even with technical qualities of <99.5% by weight to form the required Crystal properties was not possible before known. It is therefore this property of (Meth) acrylic acid, which allows the inventive Operate process with a wash column and at the same time, the resulting mother liquor, if necessary, directly at least partly due to the crystallization, without the crystal quality by accumulating the To influence by-products so negatively that the The method according to the invention is no longer successful can be executed. This is due to the state of the art Technology in no way suggested.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann wie gesagt mit verunreinigter Roh-(Meth)Acrylsäure betrieben werden, die <99,5 Gew.-% (Meth)Acrylsäure aufweist. Bevorzugt hat die eingesetzte Roh-(Meth)Acrylsäure eine Reinheit von 50 Gew.-% bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 75 Gew.-% bis 90 Gew.-% an (Meth)Acrylsäure.As mentioned, the method according to the invention can also be used contaminated crude (meth) acrylic acid operated, the <99.5% by weight (meth) acrylic acid. Has preferred crude (meth) acrylic acid used a purity of 50% by weight  up to 95% by weight, preferably 75% by weight to 90% by weight on (meth) acrylic acid.

Ganz besonders bevorzugt kann man das kondensierte Gemisch einer katalytischen Gasphasenoxidation zur Herstellung von (Meth)Acrylsäure direkt in den Schritt a) einsetzen.The condensed mixture can be very particularly preferred a catalytic gas phase oxidation for the production of Use (meth) acrylic acid directly in step a).

Als Kristallisationsmittel sind solche zu verwenden, die es gestatten, den erfindungsgemäßen Aufreinigungsprozeß kontinuierlich zu gestalten. Vorzugsweise kommt die Suspensionskristallisation zum Einsatz. Diese kann vorteilhafterweise in einem Rührkesselkristallisator, Kratzkristallisator, Kühlscheibenkristallisator, Kristallisierschnecke, Trommelkristallisator, Rohrbündelkristallisator durchgeführt werden. Insbesondere können die in WO99/14181 genannten Kristallisationsvarianten für den genannten Zweck herangezogen werden. Von besonderem Vorteil sind hier wiederum solche Kristallisatoren, die kontinuierlich betrieben werden können. Vorzugsweise sind dies die Kühlscheibenkristallisatoren oder der Kratzkühler (Diss. Poschmann, S. 14). Ganz besonders bevorzugt wird zur Kristallisation ein Kratzkühler eingesetzt.As crystallization agents, those are to be used allow the purification process according to the invention to design continuously. Preferably comes Suspension crystallization used. This can advantageously in a stirred tank crystallizer, Scratch crystallizer, cooling disc crystallizer, Crystallization screw, drum crystallizer, Tube bundle crystallizer can be performed. In particular can those mentioned in WO99 / 14181 Crystallization variants for the stated purpose be used. Are of particular advantage here in turn those crystallizers that are continuous can be operated. These are preferably the Cooling disc crystallizers or the scratch cooler (Diss. Poschmann, p. 14). Is very particularly preferred Crystallization used a scratch cooler.

Im Prinzip kann für das gegenständliche Verfahren jedwede Waschkolonne eingesetzt werden, die die kontinuierliche Fahrweise des erfindungsgemäßen Reinigungsprozesses zuläßt. Bei einer üblichen Ausführungsform wird die Suspension in einer hydraulischen Waschkolonne im oberen Teil der Kolonne aufgegeben; die flüssige Phase (Mutterlauge) wird über ein Filter aus der Kolonne abgezogen, wodurch sich ein dichtgepacktes Kristallbett bildet. Das Kristallbett wird von der flüssigen Phase in Richtung des Bodens der Kolonne durchströmt und durch den Strömungswiderstand nach unten gedrückt. Am Boden der Kolonne befindet sich eine bewegte, vorzugsweise rotierende Kratzvorrichtung, die aus dem dichtgepackten Kristallbett und der am unteren Teil der Waschkolonne eingebrachten Waschschmelze wieder eine Suspension erzeugt. Diese Suspension wird vorzugsweise durch einen Wärmetauscher gepumpt und aufgeschmolzen. Ein Teil der Schmelze kann z. B. als Waschschmelze dienen; diese wird dann in die Kolonne zurückgepumpt und wäscht das in entgegengesetzter Richtung wandernde Kristallbett aus. Die Waschschmelze bewirkt einerseits ein Waschen der Kristalle, andererseits kristallisiert die Schmelze auf den Kristallen aus. Die freiwerdende Kristallisationsenthalphie erwärmt das Kristallbett im Waschbereich der Kolonne. Dadurch wird ein dem Schwitzen der Kristalle analoger Reinigungseffekt erzielt. Dieses erlaubt die hochreine Herstellung der (Meth)Acrylsäure.In principle, anyone can do this for the method in question Wash column are used, the continuous Permits operation of the cleaning process according to the invention. In a conventional embodiment, the suspension is in a hydraulic washing column in the upper part of the column given up; the liquid phase (mother liquor) is over a Filter removed from the column, causing a tightly packed crystal bed. The crystal bed will from the liquid phase towards the bottom of the column flows through and through the flow resistance down pressed. At the bottom of the column there is a moving preferably rotating scratching device, which from the densely packed crystal bed and the one at the bottom of the Wash column introduced a melt  Suspension created. This suspension is preferred pumped through a heat exchanger and melted. On Part of the melt can e.g. B. serve as a wash; this is then pumped back into the column and washes the in crystal bed migrating in the opposite direction. The Washing melt on the one hand causes the crystals to be washed, on the other hand, the melt crystallizes on the crystals out. The enthalpy of crystallization released heats up the crystal bed in the washing area of the column. This will a cleaning effect analogous to sweating the crystals achieved. This allows the high-purity production of the (Meth) acrylic acid.

In Frage kommt für die Erfindung auch und in erster Linie eine mechanisch betriebene Waschkolonne (Diss. Poschmann, S. 18).Also comes into question for the invention and primarily a mechanically operated washing column (Diss. Poschmann, P. 18).

Bei einer mechanischen Waschkolonne - beispielhaft wird auf die EP 0 193 226 B und NL 1007687 A verwiesen - wird ein dichtes Kristallbett innerhalb der Kolonne mittels eines für die Schmelze durchlässigen Kolbens erzeugt. Der Kolben kann sich am oberen oder unteren Ende der Kolonne befinden; im ersten Fall erfolgt der Zulauf der Suspension im oberen Bereich der Kolonne, im zweiten Fall im mittleren oder unteren Bereich. Der Kolben ist für die Schmelze durchlässig, so dass beim Komprimieren Schmelze an der Rückseite des Kolbens austritt und dort abgezogen wird. Analog wie eine hydraulische Waschkolonne enthält auch die mechanische Waschkolonne eine Vorrichtung zum Abkratzen, beispielsweise ein bewegtes, vorzugsweise rotierendes Kratzorgan, um Kristalle aus dem Kristallbett abzukratzen und mit der Waschschmelze in eine Suspension zu überführen. Die Waschschmelze bewegt sich im Gegenstrom zum Kristallbett. Von der dem Kolben gegenüberliegenden Seite der Waschkolonne wird Suspension abgezogen, und nach dem Aufschmelzen kann ein Teil der Schmelze als Waschschmelze zurückgeführt und der andere Teil als Reinstprodukt aus dem Kreislauf abgezogen werden. In the case of a mechanical washing column - is an example EP 0 193 226 B and NL 1007687 A - is a dense crystal bed within the column by means of a piston permeable to the melt. The piston can be at the top or bottom of the column; in the first case, the suspension is fed in at the top Area of the column, in the second case in the middle or lower area. The piston is for the melt permeable, so that when compressing the melt at the Back of the piston emerges and is pulled off there. Analogous to a hydraulic washing column, this also contains mechanical washing column a device for scraping, for example a moving, preferably rotating Scraper organ to scrape crystals from the crystal bed and to convert it into a suspension with the wash melt. The wash melt moves in countercurrent to Crystal bed. From the side opposite the piston the washing column is withdrawn suspension, and after Part of the melt can melt as a wash melt returned and the other part as a pure product from the Circuit be subtracted.  

Ausführungsformen zur Suspensionskristallisation mit nachgeschalteter Wäsche der Kristalle in einer hydraulischen oder mechanischen Waschkolonne sind dem Buch "Melt Crystallization Technology" von G.F. Arkenbout, Technomic Publishing Co. Inc., Lancaster-Basel (1995), S. 265-288 sowie dem sich auf die Niro-Gefrierkonzentration zur Abwasservorkonzentrierung richtenden Artikel in Chemie Ingenieur Technik (72) (10/2000), 1231-1233 zu entnehmen.Embodiments for suspension crystallization with downstream washing of the crystals in one Hydraulic or mechanical washing columns are the book "Melt Crystallization Technology" by G.F. Arkenbout, Technomic Publishing Co. Inc., Lancaster-Basel (1995), p. 265-288 as well as on the stainless steel freeze concentration article on chemical preconcentration Engineering engineer (72) (10/2000), 1231-1233.

Als Waschflüssigkeit kann je nach Einsatzzweck eine dem Fachmann geläufige Waschflüssigkeit benutzt werden (bei wässrigen Lösungen z. B. Wasser). Ganz besonders bevorzugt dienen zum Waschen der kristallisierten (Meth)Acrylsäure wie schon angedeutet eine Teilmenge der aufgeschmolzenen Kristalle derselben.Depending on the intended use, the washing liquid can be one of the Washing liquid familiar to a specialist can be used (at aqueous solutions e.g. B. water). Very particularly preferred are used to wash the crystallized (meth) acrylic acid as already indicated, a subset of the melted Crystals of the same.

Durch diese Maßnahme wird zum einen gewährleistet, daß zur Produktion hochreiner Produkte kein weiterer Stoff in das System eingeführt werden muß, zum anderen dienen die aufgeschmolzenen Kristalle aber auch zum Zurückdrängen der Mutterlaugenfront in der Waschkolonnen und üben gleichzeitig auf die Kristalle einen reinigenden Effekt analog dem Schwitzen aus. Ein Produktverlust findet dabei nicht statt, da die Waschflüssigkeit auf den zu waschenden Kristallen wiederum auskristallisiert und sich so im Produkt wiederfindet (Prospekt der Firma Niro Process Technology B.V., Crystallization and wash column separation set new standards in purity of chemical compounds).This measure ensures on the one hand that Production of high purity products no other substance in that System must be introduced, the other serve the melted crystals but also to push back the Mother liquor front in the wash column and practice at the same time a cleaning effect on the crystals analogous to sweating. A product loss takes place not instead, as the washing liquid is to be washed Crystals crystallized out again and so in Product found (brochure of the company Niro Process Technology B.V., Crystallization and wash column separation set new standards in purity of chemical compounds).

Das gegenständliche Verfahren bietet weiterhin die Möglichkeit, die Mutterlauge aus Schritt b) vor dem Zurückführen in den Schritt a) mindestens ein Mal mit einem weiteren Aufreinigungsverfahren zu behandeln. Derartige Verfahren sind dem Fachmann hinlänglich bekannt.The subject method continues to offer the Possibility of the mother liquor from step b) before the Return to step a) at least once with one treat further purification processes. such Methods are well known to the person skilled in the art.

Vorzugsweise kommen als solche Verfahren im einzelnen folgende zur Anwendung:As such, methods preferably come in detail the following to apply:

1. Einfache Destillation1. Simple distillation

Auftrennung in Leichtsieder (Essigsäure, Wasser usw.), Mittelsieder (Meth(Acrylsäure)) und Schwersieder (MSA, PTA usw.). Die Reinigung verunreinigter (Meth)Acrylsäure (insbes. von Wasser und Essigsäure) wird in einem Großteil der Fälle mittels Azeotroprektifikation vorgenommen. Zur Anwendung kommen beispielsweise Schleppmittel wie Toluol oder MIBK (EP 0 695 736 B1).Separation into low boilers (acetic acid, water, etc.),  Medium boilers (meth (acrylic acid)) and high boilers (MSA, PTA etc.). Cleaning contaminated (Meth) acrylic acid (especially water and acetic acid) is used in a large part of the cases Azeotropic rectification performed. For use come, for example, entraining agents such as toluene or MIBK (EP 0 695 736 B1).

2. Extraktion von Acrylsäure2. Extraction of acrylic acid

Mit n-Butanol kann die (Meth)Acrylsäure extraktiv gewonnen werden. Übrig bleibt eine wässrige Phase, in der die Nebenkomponenten gelöst sind. Die Extraktion von (Meth)Acrylsäure aus verunreinigten Lösungen ist Stand der Technik wie die Destillation.The (meth) acrylic acid can be extractive with n-butanol be won. What remains is an aqueous phase, in the secondary components are solved. The extraction of (meth) acrylic acid from contaminated solutions State of the art such as distillation.

Extrahiert werden kann (Meth)Acrylsäure beispielsweise auch aus wässrigen Lösungen mit flüssigen Ionenaustauschern, Mischungen aus tri-n-Alkylaminen und aliphatischen Alkoholen oder n-Butanol (Vogel et al.: Chem.Eng.Technol. 23 (2000) 1, pp. 70-74; Tamada et al.: in Solvent Extraction 1990, Ed.: T. Sekine, Elsevier Science Publishers B. V., pp. 1791-1796; JP 57 095 938; WO 98/40342; Informationsbroschüre der Firma SULZER Chemtech zur fraktionierten Extraktion von (METH)ACRYLSÄURE mit n-Butanol).For example, (meth) acrylic acid can be extracted also from aqueous solutions with liquid Ion exchangers, mixtures of tri-n-alkylamines and aliphatic alcohols or n-butanol (Vogel et al .: Chem.Eng.Technol. 23 (2000) 1, pp. 70-74; Tamada et al .: in Solvent Extraction 1990, Ed .: T. Sekine, Elsevier Science Publishers B.V., pp. 1791-1796; JP 57 095 938; WO 98/40342; Information brochure of the SULZER Chemtech company for fractional extraction of (METH) ACRYLIC ACID with n-butanol).

3. Entwässerung von (Meth)Acrylsäure durch Pervaporation DE 44 01 405 A13. Drainage of (meth) acrylic acid by pervaporation DE 44 01 405 A1

Vorteilhafterweise kann man die Mutterlauge aus Schritt b) vor dem Zurückführen in den Schritt a) mindestens ein Mal mit einem Verfahren aufweisend die Schritte a) und b) behandeln und den jeweils reineren abgezweigten Teilstrom in Schritt a) des Ausgangs- oder eines Vorgängerverfahrens zurückführen, um dadurch mit minimalisiertem Ausbeuteverlust ein Maximum an Reinheit zu erzeugen. Fig. 2 erläutert diesen Sachverhalt. Die Mutterlauge der Kristalltrennung in der Waschkolonne kann ebenfalls in einem nächsten Kristallisationsgefäß behandelt werden. Die entstehende Suspension kann dann wiederum in einer Waschkolonne wie gehabt aufgearbeitet werden. Die jetzt entstandene Mutterlauge kann in folgenden Stufen analog behandelt werden. Man hat dabei die Wahl, die bei dieser Verfahrensweise anfallenden jeweils reineren Teilströme in die Kristallisation des ersten Reinigungsverfahrens zurückzuführen oder aber in die Kristallisation eines Vorgängerverfahrens. Derart kann mit relativ geringem apparativen Aufwand ein Maximum an Reinheit bei einem Minimum an Abfall realisiert werden.Advantageously, the mother liquor from step b) can be treated at least once with a method comprising steps a) and b) before being returned to step a) and the respective purer branched partial stream can be returned in step a) of the original or a previous method, in order to generate maximum purity with a minimal loss of yield. Fig. 2 explains this fact. The mother liquor from the crystal separation in the washing column can also be treated in a next crystallization vessel. The resulting suspension can then be worked up again in a washing column as before. The mother liquor that has now formed can be treated analogously in the following stages. One has the choice of returning the purer partial streams obtained in this procedure to the crystallization of the first purification process or to the crystallization of a previous process. In this way, a maximum of purity with a minimum of waste can be achieved with relatively little expenditure on equipment.

In einer weiteren Ausgestaltung beschäftigt sich die Erfindung mit der Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten (Meth)Acrylsäure in einem Verfahren zur Herstellung von Polymeren, vorzugsweise Superabsorbern, Detergentien oder Spezialpolymere für die Bereiche: Abwasserbehandlung, Dispersionsfarben, Kosmetika, Textilien, Lederveredlung, Papierherstellung.In a further embodiment, the Invention with the use of the invention prepared (meth) acrylic acid in a process for Production of polymers, preferably super absorbers, Detergents or special polymers for the areas: Wastewater treatment, emulsion paints, cosmetics, Textiles, leather finishing, paper production.

Die Fig. 1 zeigt ein Verfahrensschema, bei welchem das Verfahren (in einer Stufe) zusammenfassend beschrieben wird: Figs. 1 shows a process scheme in which the process (in one step) will be described in summary:

Stufe 1step 1

11

Vorratsbehälter
reservoir

22

Zulauf Intake

11

in in

33

33

Suspensionserzeuger (z. B. Kühlscheibenkristallisator, Kratzkühler)
Suspension generator (e.g. cooling disc crystallizer, scratch cooler)

44

Zulauf Intake

33

in in

55

55

Waschkolonne, hydraulisch oder mechanisch
Washing column, hydraulic or mechanical

66

Produktkreislauf
Product cycle

77

Produktkreislaufpumpe
Product circulation pump

88th

Produktkreislaufwärmetauscher
Product circuit heat exchanger

99

Produktbehälter
product container

1010

Produktrückführung zur Gegenstromwäsche in der Waschkolonne Product return for countercurrent washing in the washing column

55

1111

Mutterlaugenrückführung (optional)
Return of mother liquor (optional)

1212

Mutterlaugenbehälter (Abstoss)
Mother liquor container (repeller)

Aus dem Vorratsbehälter 1 wird die zu trennende Schmelze im flüssigen Zustand, also knapp über Gleichgewicht temperiert über den Zulauf 2 in den Suspensionserzeuger 3 geführt. Durch Kühlung unter die Gleichgewichtstemperatur der Schmelze entstehen im Suspensionserzeuger 3 kontinuierlich Kristalle mit einer Suspensionsdichte zwischen 5 und 50% (vorzugsweise 20 bis 30%). Die Suspension wird kontinuierlich über den Zulauf 4 in die Waschkolonne 5 geführt und dort über bewegte Filter (hydraulisch oder mechanisch, s. o.) in eine flüssige und eine feste Phase getrennt. Das Filtrat verläßt die Waschkolonne 5 und wird dem Mutterlaugenbehälter 12 kontinuierlich zugeführt. Zur Ausbeutesteigerung ist es optional möglich, zumindest einen Teil des Filtrats auch über die Mutterlaugenrückführung 11 in den Suspensionserzeuger 3 zurückzuführen.The melt to be separated is fed from the storage container 1 in the liquid state, that is to say at a temperature slightly above equilibrium, via the feed 2 into the suspension generator 3 . By cooling below the equilibrium temperature of the melt, crystals with a suspension density of between 5 and 50% (preferably 20 to 30%) are formed continuously in the suspension generator 3 . The suspension is continuously fed into the washing column 5 via the inlet 4 and separated into a liquid and a solid phase there using moving filters (hydraulic or mechanical, see above). The filtrate leaves the washing column 5 and is continuously fed to the mother liquor container 12 . To increase the yield, it is optionally possible to also return at least part of the filtrate to the suspension generator 3 via the mother liquor return 11 .

Die Kristalle in der Waschkolonne 5 werden zu einem Kristallbett verdichtet und je nach Typ der Waschkolonne oben oder unten mit umlaufenden Messern abgeschabt. Die abgeschabten Produktkristalle werden als Suspension im Produktkreislauf 6 mit der Kreislaufpumpe 7 umgepumpt und schmelzen durch das Einbringen der Schmelzenthalpie mit dem Wärmetauscher 8 auf.The crystals in the washing column 5 are compacted into a crystal bed and, depending on the type of washing column, scraped off at the top or bottom with rotating knives. The scraped-off product crystals are pumped around as a suspension in the product circuit 6 with the circulation pump 7 and melt by introducing the enthalpy of fusion with the heat exchanger 8 .

Ein Teil wird als Waschflüssigkeit zur Gegenstromwäsche in die Waschkolonne durch die Produktrückführung 10 zurückgeführt. Der andere Teil verläßt die Anlage als Produkt in den Behälter 9.A part is returned as washing liquid for countercurrent washing in the washing column through the product return 10 . The other part leaves the system as a product in the container 9 .

Ist bei dieser einstufigen Fahrweise ein Minimum an Produktverlust durch den Abstoss nicht zu erreichen, kann die Mutterlauge aus der ersten Kristallisationsstufe optional in einer oder mehreren weiteren Kristallisationsstufen oder mit anderen Reinigungsmittel aufgearbeitet werden. Is at a minimum with this one-step driving style Not being able to achieve product loss through repulsion the mother liquor from the first crystallization stage optionally in one or more others Crystallization stages or with other cleaning agents be worked up.  

Fig. 2 zeigt exemplarisch die Durchführung in mehreren Kristallisationsstufen Fig. 2 shows an example of the implementation in several crystallization stages

Stufe 2/3 etc.Level 2/3 etc.

1313

Mutterlaugenbehälter der 1. Stufe (= 12)
1st stage mother liquor container (= 12)

1414

Zulauf aus Inlet from

1313

in in

1515

1515

Suspensionserzeuger Stufe 2 (z. B. Kühlscheibenkristallisator, Kratzkühler) Level 2 suspension generator (e.g. Cooling disc crystallizer, scratch cooler)

1616

Zulauf aus Inlet from

1515

in in

1717

1717

Waschkolonne, hydraulisch oder mechanisch
Washing column, hydraulic or mechanical

1818

Produktkreislauf der 2. Stufe
2nd stage product cycle

1919

Produktkreislaufpumpe
Product circulation pump

2020

Produktkreislaufwärmetauscher
Product circuit heat exchanger

2222

Produktrückführung in Product return in

1717

2323

Mutterlaugenrückführung in den Kristaller der 2. Stufe (optional)
Return of mother liquor to the 2nd stage crystallizer (optional)

2424

Mutterlaugenbehälter der 2. Stufe (Abstoss)
2nd stage mother liquor container (repulsion)

2525

Mutterlaugenzuführung aus der 2. Stufe in Mother liquor supply from the 2nd stage in

2626

2626

Suspensionserzeuger Stufe 3 (z. B. Kühlscheibenkristallisator, Kratzkühler)
Suspension generator level 3 (e.g. cooling disc crystallizer, scratch cooler)

2727

Zuführung des Produktes aus Supply of the product

2626

in in

2828

2828

Waschkolonne, hydraulisch oder mechanisch
Washing column, hydraulic or mechanical

2929

Produktkreislauf der 3. Stufe
3rd stage product cycle

3030

Produktkreislaufpumpe
Product circulation pump

3131

Produktkreislaufwärmetauscher
Product circuit heat exchanger

3232

Produktrückführung in Product return in

2828

3333

Mutterlaugenrückführung in den Kristaller der 3. Stufe (optional)
Mother liquor return to the 3rd stage crystallizer (optional)

3434

Zulauf aus Inlet from

2828

in in

3535

3535

Mutterlaugenbehälter (Abstoß) der 3. Stufe
3rd stage mother liquor container (repulsion)

3636

ggf. Zuführung zu weiteren Reinigungsstufen
if necessary, feed to further cleaning stages

Die Mutterlauge (12/13) aus der 1. Stufe wird teilweise oder vollständig in den Suspensionserzeuger der 2. Stufe 15 geführt. Durch Kühlung unter die Gleichgewichtstemperatur der Schmelze entstehen im Suspensionserzeuger 15 kontinuierlich Kristalle mit einer Suspensionsdichte zwischen 5 und 50% (vorzugsweise 20 bis 30%). Die Suspension wird kontinuierlich über den Zulauf 16 in die Waschkolonne der 2. Stufe (17) geführt und dort über bewegte Filter (hydraulisch oder mechanisch, s. o.) in eine flüssige und eine feste Phase getrennt.The mother liquor (12/13) from the 1st stage is fed partly or completely into the suspension generator of the 2nd stage 15th By cooling below the equilibrium temperature of the melt, crystals with a suspension density between 5 and 50% (preferably 20 to 30%) are formed continuously in the suspension generator 15 . The suspension is fed continuously via the feed 16 into the washing column of the second stage ( 17 ), where it is separated into a liquid and a solid phase using moving filters (hydraulic or mechanical, see above).

Zu einem Kristallbett verdichtet werden die Kristalle je nach Typ der Waschkolonne 17 oben oder unten mit umlaufenden Messern abgeschabt. Die abgeschabten Produktkristalle werden optional (wie in der 1. Stufe) als Suspension im Produktkreislauf 18 mit der Kreislaufpumpe 19 umgepumpt und schmelzen durch das Einbringen der Schmelzenthalpie mit dem Wärmetauscher 20 auf.The crystals are compacted into a crystal bed, depending on the type of washing column 17, scraped off at the top or bottom with rotating knives. The scraped off product crystals are optionally pumped around (as in the 1st stage) as a suspension in the product circuit 18 with the circulation pump 19 and melt by introducing the melting enthalpy with the heat exchanger 20 .

Ein Teil kann als Waschflüssigkeit zur Gegenstromwäsche in die Waschkolonne zurückgeführt werden (22). Der andere Teil kann als aufgeschmolzenes Produkt in den Suspensionserzeuger der ersten Stufe (3) zurückgeführt werden.A part can be returned to the washing column as a washing liquid for countercurrent washing ( 22 ). The other part can be returned as a melted product in the suspension generator of the first stage ( 3 ).

Das Filtrat verläßt die Waschkolonne 17 und wird dem Mutterlaugenbehälter 24 kontinuierlich zugeführt. Zur weiteren Ausbeutesteigerung ist es optional möglich, zumindest einen Teil des Filtrats auch über die Mutterlaugenrückführung 23 in den Suspensionserzeuger 15 zurückzuführen und/oder in einer 3. Stufe weiter aufzuarbeiten.The filtrate leaves the washing column 17 and is continuously fed to the mother liquor container 24 . To further increase the yield, it is optionally possible to return at least some of the filtrate to the suspension generator 15 via the mother liquor return 23 and / or to further process it in a third stage.

Dazu wird die Mutterlauge über 25 in einen weiteren Suspensionserzeuger 26 geleitet. Die wie oben gewonnene Suspension wird über 27 in die Waschkolonne 28 geleitet, dort zu einem Kristallbett verdichtet und je nach Typ der Waschkolonne 28 oben oder unten mit umlaufenden Messern abgeschabt. Die abgeschabten Produktkristalle werden optional (wie in der 1. Stufe) als Suspension im Produktkreislauf 29 mit der Kreislaufpumpe 30 umgepumpt und schmelzen durch das Einbringen der Schmelzenthalpie mit dem Wärmetauscher 31 auf.For this purpose, the mother liquor is passed via 25 into a further suspension generator 26 . The suspension obtained as above is passed via 27 into the washing column 28 , compacted there to form a crystal bed and, depending on the type of the washing column 28, scraped off at the top or bottom with rotating knives. The scraped-off product crystals are optionally pumped around (as in the 1st stage) as a suspension in the product circuit 29 with the circulation pump 30 and melt by introducing the melting enthalpy with the heat exchanger 31 .

Ein Teil kann als Waschflüssigkeit zur Gegenstromwäsche in die Waschkolonne zurückgeführt werden (32). Der andere Teil kann als aufgeschmolzenes Produkt in den Suspensionserzeuger der ersten Stufe 3 oder der 2. Stufe 15 zurückgeführt werden.Part of it can be returned to the wash column as a washing liquid for countercurrent washing ( 32 ). The other part can be returned as a melted product in the suspension generator of the first stage 3 or the second stage 15 .

Fig. 3 zeigt eine weitere bevorzugte Verschaltung des erfindungsgemäßen Aufarbeitungsverfahrens. Fig. 3 shows a further preferred interconnection of the work-up method of the invention.

41 Vorratsbehälter
42 Suspensionserzeuger (z. B. Kühlscheibenkristallisator, Kratzkühler)
43 Zulauf 42 in 44
44 Waschkolonne, hydraulisch oder mechanisch
45 Produktkreislauf
46 Produktkreislaufpumpe
47 Produktkreislaufwärmetauscher
48 Produktbehälter
49 Produktrückführung zur Gegenstromwäsche in der Waschkolonne 44
50 Zulauf der 2. Stufe = Mutterlauge aus Stufe 1 (aus der Waschkolonne 44)
51 Suspensionserzeuger Stufe 2 (z. B. Kühlscheibenkristallisator, Kratzkühler)
52 Zulauf 51 in 53
53 Waschkolonne, hydraulisch oder mechanisch
54 Produkt aus der 2. Stufe (Suspension, vermischt mit dem Original aus 41, der nicht in Stufe 1, sondern in Stufe 2 geführt wird), das in den Kratzkühler der 1. Stufe (42) geführt wird
55 Produktzuführungspumpe
56 Zuführung aus der ersten Stufe (41) direkt in den Kopf der Waschkolonne 53 der 2. Stufe
57 Mutterlaugenrückführung in den Kristaller der zweiten Stufe (51) (optional)
58 Mutterlaugenbehälter der zweiten Stufe (Abstoss)
41 storage containers
42 suspension generators (e.g. cooling disc crystallizer, scratch cooler)
43 inlet 42 in 44
44 washing column, hydraulic or mechanical
45 Product cycle
46 Product circulation pump
47 Product circuit heat exchanger
48 product containers
49 Product return for countercurrent washing in the washing column 44
50 feed of the second stage = mother liquor from stage 1 (from the washing column 44 )
51 Suspension generator stage 2 (e.g. cooling disc crystallizer, scratch cooler)
52 inlet 51 in 53
53 washing column, hydraulic or mechanical
54 Product from the 2nd stage (suspension, mixed with the original from 41 , which is not carried out in stage 1 but in stage 2), which is fed into the scratch cooler of the 1st stage ( 42 )
55 Product feed pump
56 feed from the first stage ( 41 ) directly into the top of the washing column 53 of the second stage
57 mother liquor return to the crystallizer of the second stage ( 51 ) (optional)
58 second stage mother liquor container (kick)

Eine besonders bevorzugte Variante einer zwei- oder mehrstufigen Ausführung führt die zu trennende Schmelze der ersten Stufe 41 über die Zuführung 56 und die Pumpe 55 in den Kopf der Waschkolonne der 2. Stufe 53 um dort die abgeschabten Produktkristalle der zweiten Stufe als Suspension 54 in den Suspensionserzeuger der 1. Stufe 42 zu führen. Diese Variante hat den energetischen Vorteil, auf ein Aufschmelzen in der zweiten Stufe verzichten zu können und die nun in der ersten Stufe vorhandenen Kristalle nicht noch einmal ausfrieren zu müssen. A particularly preferred variant of a two-stage or multi-stage embodiment leads the melt to be separated from the first stage 41 via the feed 56 and the pump 55 into the top of the washing column of the second stage 53 , where the scraped-off product crystals from the second stage are suspended as 54 Lead suspension generator of the 1st stage 42 . This variant has the energetic advantage of being able to dispense with melting in the second stage and not having to freeze out the crystals now present in the first stage again.

Das Gegenstromwaschen in der Waschkolonne der 2. Stufe 53 wird hier durch die Schmelze aus 41 über Zulauf 56 der 1. Stufe erreicht, der im Vergleich zur Verunreinigungskonzentration in der 2. Stufe sehr rein ist und von daher ein ähnlich effektives Waschen wie ein Waschen mit Produkt ermöglicht.Countercurrent washing in the washing column of the second stage 53 is achieved here by the melt from 41 via inlet 56 of the first stage, which is very pure in comparison to the impurity concentration in the second stage and therefore has a similarly effective washing as a washing with Product enables.

Obgleich eine Kombination aus einem Kratzkühler und einer Waschkolonne zur Herstellung organischer Substanzen mit hoher Reinheit bekannt ist, war nicht vorhersehbar, dass dieses Verfahren auch zur Konzentrierung von (Meth)Acrylsäure mit Ausgangsreinheiten von <99,5 Gew.-% sehr gut geeignet ist. Im Hinblick auf die unbekannten Kristallisationseigenschaften von (Meth)Acrylsäure geringerer Reinheit war nicht zu erwarten, dass in einer Stufe eine Konzentrierung von über 14% realisiert werden kann. Überraschend war ferner, dass der Gehalt an Verunreinigungen, wie weitere organische Kohlenstoffverbindungen, durch das erfindungsgemäße Verfahren auf Werte unterhalb der Nachweisgrenze gesenkt werden kann. Dergestalt können gerade auch kritische Größen wie Fufural, Inhibitoren, Essigsäure oder Maleinsäure auf unkritische Werte abgereichert werden. Dies ist so dem Stand der Technik nicht zu entnehmen gewesen bzw. wird durch diesen auch nicht nahegelegt. Although a combination of a scratch cooler and one Washing column for the production of organic substances with high purity, it was not foreseeable that this procedure also for concentrating (Meth) acrylic acid with starting purities of <99.5% by weight is very suitable. With regard to the unknown Crystallization properties of (meth) acrylic acid less purity was not expected in a Level of more than 14% can. It was also surprising that the content of Impurities, such as other organic Carbon compounds, by the invention Procedure reduced to values below the detection limit can be. In this way critical sizes can be used such as fufural, inhibitors, acetic acid or maleic acid uncritical values are depleted. This is so The prior art has not been or will not be apparent not suggested by this either.  

Ausführungsbeispiele Acrylsäure- und Methacrylsäure- KristallisationExamples of acrylic and methacrylic acid crystallization

In einer Vorrichtung entsprechend der Fig. 1 mit einem Kratzkristaller zur Suspensionserzeugung und einer mechanischen Waschkolonne mit unten angeordnetem Kolben und oben angeordnetem Abzug der gereinigten Schmelze wurde Acrylsäure mit folgender Zusammensetzung (Tabelle 1) in den Kratzkühler vorgelegt.In a device according to FIG. 1 with a scratch crystallizer for the production of a suspension and a mechanical washing column with a piston arranged at the bottom and a discharge of the cleaned melt arranged at the top, acrylic acid with the following composition (Table 1) was placed in the scratch cooler.

Tabelle 1 Table 1

Zur Erhöhung der Verunreinigungskonzentration im Kratzkühler wurde zu Beginn zusätzlich ca. 8% Wasser zudosiert. Als Feed wurde Acrylsäure einer in Tabelle 2 dargestellten Zusammensetzung verwendet. To increase the impurity concentration in the At the beginning, the scratch cooler was additionally approx. 8% water added. Acrylic acid was used as a feed in Table 2 shown composition used.  

Tabelle 2 Table 2

Der Kratzkühler wurde abgekühlt, wobei es im Kratzkühler bei ca. 5°C zur Ausbildung einer Kristallschicht kam, die durch die umlaufenden Schaber im Kratzkühler zur Bildung einer Suspension abgeschabt wurde.The scratch cooler was cooled, leaving it in the scratch cooler at about 5 ° C a crystal layer was formed, which through the all-round scrapers in the scratch cooler for formation a suspension was scraped off.

Die abfiltrierte Mutterlauge wurde stets vollständig in den Kratzkühler zurückgeführt. Dadurch konzentrierten alle Nebenkomponenten im Kreislauf auf, so daß während der Versuche der Acrylsäuregehalt im Kratzkühler stetig abnahm. Dies wurde mit einer kontinuierlichen Absenkung der Kratzkühlertemperatur auf etwa 2°C kompensiert, um eine stete Kristallbildung wegen der Absenkung der Gleichgewichtstemperatur zu ermöglichen. Nach ca. 24 stündigem Betrieb wies die flüssige Phase im Kristaller (= Filtrat aus der Waschkolonne) die Zusammensetzung nach Tabelle 3 auf. The filtered mother liquor was always completely in the Scratch cooler returned. This concentrated everyone Secondary components in the circuit so that during the Attempts to decrease the acrylic acid content in the scratch cooler steadily. This has been with a continual drop in Scratch cooler temperature compensated to about 2 ° C constant crystal formation due to the lowering of the Allow equilibrium temperature. After about 24 hours of operation showed the liquid phase in the crystallizer (= Filtrate from the wash column) according to the composition Table 3.  

Tabelle 3 Table 3

Die aus dem Kristaller abgezogene Kristallsuspension wurde in der Waschkolonne zu einem kompakten Kristallbett verdichtet. An der Oberseite des Kristallbetts wurde dieses mittels eines rotierenden Schabers abgeschabt, als Kristallsuspension im Produktkreislauf umgepumpt und durch den Wärmetauscher aufgeschmolzen. Ein Teil wurde zur Gegenstromwäsche in das Kristallbett zurückgeführt. Der andere Teil wurde kontinuierlich als Produkt gewonnen. Exemplarisch für die erreichten Produktqualitäten ist in der Tabelle 4 die Produktanalyse derjenigen Acrylsäure genannt, die ca. 1 Stunde später als die Probe aus Tabelle 3 genommen wurde, also ca. 25 Stunden nach Versuchsbeginn. The crystal suspension withdrawn from the crystallizer was in the washing column to a compact crystal bed compacted. This was at the top of the crystal bed scraped by means of a rotating scraper as Pumped crystal suspension in the product circuit and through melted the heat exchanger. Part became Countercurrent wash returned to the crystal bed. The other part was continuously won as a product. An example of the product qualities achieved is in Table 4 shows the product analysis of that acrylic acid called which is about 1 hour later than the sample from table 3 was taken, i.e. about 25 hours after the start of the test.  

Tabelle 4 Table 4

Wie aus Tabelle 4 ersichtlich, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung hochreiner Acrylsäure. Es wurden durchschnittlich 6 kg/h produziert.As can be seen from Table 4, this enables Process according to the invention the production of high purity Acrylic acid. An average of 6 kg / h was produced.

Anstelle von Acrylsäure wurde in den Kratzkühler Methacrylsäure mit einer Zusammensetzung nach Tabelle 5 vorgelegt und zusätzlich ca. 2,5% Wasser zudosiert.Instead of acrylic acid was in the scratch cooler Methacrylic acid with a composition according to Table 5 submitted and additionally added about 2.5% of water.

Tabelle 5 Table 5

Methacrylsäure mit derselben Zusammensetzung nach Tabelle 5 wurde für die Versuche als Feed verwendet.Methacrylic acid with the same composition as in Table 5 was used as a feed for the experiments.

Der Kratzkühler wurde abgekühlt, wobei es im Kratzkühler bei ca. 9°C zur Ausbildung einer Kristallschicht kam, die durch die umlaufenden Schaber im Kratzkühler zur Bildung einer Suspension abgeschabt wurden.The scratch cooler was cooled, leaving it in the scratch cooler at about 9 ° C a crystal layer was formed, which through the all-round scrapers in the scratch cooler for formation a suspension were scraped off.

Die abfiltrierte Mutterlauge wurde stets vollständig in den Kratzkühler zurückgeführt. Dadurch konzentrierten alle Nebenkomponenten im Kreislauf auf, so daß während der Versuche der Methacrylsäuregehalt im Kratzkühler stetig abnahm. Dies wurde mit einer kontinuierlichen Absenkung der Kratzkühlertemperatur auf etwa 6°C kompensiert, um eine stete Kristallbildung wegen der Absenkung der Gleichgewichtstemperatur zu ermöglichen. Nach ca. 4 stündigem Betrieb wies die flüssige Phase im Kristaller (= Filtrat aus der Waschkolonne) die Zusammensetzung nach Tabelle 6 auf.The filtered mother liquor was always completely in the Scratch cooler returned. This concentrated everyone Secondary components in the circuit so that during the Tries the methacrylic acid content in the scratch cooler steadily decreased. This has been with a continual drop in Scratch cooler temperature compensated to about 6 ° C constant crystal formation due to the lowering of the Allow equilibrium temperature. After about 4 hours of operation showed the liquid phase in the crystallizer (= Filtrate from the wash column) according to the composition Table 6.

Tabelle 6 Table 6

Die aus dem Kristaller abgezogene Kristallsuspension wurde in der Waschkolonne zu einem kompakten Kristallbett verdichtet. An der Oberseite des Kristallbetts wurde dieses mittels eines rotierenden Schabers abgeschabt, als Kristallsuspension im Produktkreislauf umgepumpt und durch den Wärmetauscher aufgeschmolzen. Ein Teil wurde zur Gegenstromwäsche in das Kristallbett zurückgeführt. Der andere Teil wurde kontinuierlich als Produkt gewonnen. Exemplarisch für die erreichten Produktqualitäten ist in der Tabelle 7 die Produktanalyse derjenigen Methacrylsäure genannt, die ca. 1 Stunde später als die Probe aus Tabelle 6 genommen wurde, also ca. 5 Stunden nach Versuchsbeginn.The crystal suspension withdrawn from the crystallizer was in the washing column to a compact crystal bed compacted. This was at the top of the crystal bed scraped by means of a rotating scraper as  Pumped crystal suspension in the product circuit and through melted the heat exchanger. Part became Countercurrent wash returned to the crystal bed. The other part was continuously won as a product. An example of the product qualities achieved is in Table 7 shows the product analysis of that methacrylic acid called which is about 1 hour later than the sample from table 6 was taken, i.e. about 5 hours after the start of the experiment.

Tabelle 7 Table 7

Wie aus Tabelle 4 ersichtlich, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung hochreiner Methacrylsäure. Es wurden durchschnittlich 6,5 kg/h produziert.As can be seen from Table 4, this enables Process according to the invention the production of high purity Methacrylic acid. There was an average of 6.5 kg / h produced.

Die Konzentrationsangaben wurden per GC ermittelt. Die Farbzahl nach der Methode DIN-ISO 6271. Wasser wurde nach ASTM D 1364 und die Inhibitoren (MEHQ) nach ASTM D 3125 bestimmt.The concentration data were determined by GC. The Color number according to the DIN-ISO 6271 method ASTM D 1364 and the inhibitors (MEHQ) according to ASTM D 3125 certainly.

Claims (8)

1. Kontinuierliches Verfahren zur Aufreinigung von (Meth)Acrylsäure durch
  • a) Kristallisation von (Meth)Acrylsäure aus einem verunreinigten Roh-(Meth)Acrylsäurestrom aus einem Verfahren zur Herstellung von (Meth)Acrylsäure,
  • b) Abtrennen der (Meth)Acrylsäurekristalle aus der Mutterlauge mittels einer Waschkolonne,
dadurch gekennzeichnet, daß man die Mutterlauge aus Schritt b) zumindest teilweise in den Schritt a) zurückführt, wobei der Roh-(Meth)Acrylsäurestrom eine Reinheit von <99,5 Gew.-% an (Meth)Acrylsäure aufweist.
1. Continuous process for the purification of (meth) acrylic acid by
  • a) crystallization of (meth) acrylic acid from a contaminated crude (meth) acrylic acid stream from a process for the preparation of (meth) acrylic acid,
  • b) separating the (meth) acrylic acid crystals from the mother liquor by means of a washing column,
characterized in that the mother liquor from step b) is at least partially returned to step a), the crude (meth) acrylic acid stream having a purity of <99.5% by weight of (meth) acrylic acid.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verunreinigte Roh-(Meth)Acrylsäurestrom 50 Gew.-% bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 75 Gew.-% bis 90 Gew.-% (Meth)Acrylsäure aufweist.2. The method according to claim 1, characterized in that the contaminated crude (meth) acrylic acid stream 50% by weight up to 95% by weight, preferably 75% by weight to 90% by weight Has (meth) acrylic acid. 3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das kondensierte Gemisch einer katalytischen Gasphasenoxidation zur Herstellung von (Meth)Acrylsäure direkt in den Schritt a) einsetzt.3. Method according to one or more of the preceding Expectations, characterized in that the condensed mixture of a catalytic Gas phase oxidation for the production of (Meth) acrylic acid used directly in step a). 4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Kristallisation einen Kratzkühler einsetzt.4. Method according to one or more of the preceding Expectations, characterized in that a scratch cooler is used for crystallization. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als Waschkolonne eine mechanisch betriebene Waschkolonne einsetzt. 5. Method according to one or more of the preceding Expectations, characterized in that a mechanically operated washing column Wash column begins.   6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Waschen der kristallisierten (Meth)Acrylsäure aufgeschmolzene Kristalle derselben benutzt werden.6. Method according to one or more of the preceding Expectations, characterized in that for washing the crystallized (meth) acrylic acid melted crystals of the same can be used. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mutterlauge aus Schritt b) vor dem Zurückführen in den Schritt a) mindestens ein Mal mit einem Verfahren aufweisend die Schritte a) und b) behandelt und den jeweils reineren abgezweigten Teilstrom in Schritt a) des Ausgangs- oder Vorgängerverfahrens zurückführt.7. Method according to one or more of the preceding Expectations, characterized in that the mother liquor from step b) before Return to step a) at least once a method comprising steps a) and b) treated and the more pure branched Partial stream in step a) of the output or Predecessor proceedings. 8. Verwendung der nach Anspruch 1 hergestellten (Meth)Acrylsäure zur Herstellung von Polymeren, vorzugsweise Superabsorbern, Detergentien oder Spezialpolymeren für die Bereiche wie Abwasserbehandlung, Dispersionsfarben, Kosmetika, Textilien, Lederveredlung, Papierherstellung.8. Use of the manufactured according to claim 1 (Meth) acrylic acid for the production of polymers, preferably superabsorbents, detergents or Special polymers for areas such as Wastewater treatment, emulsion paints, cosmetics, Textiles, leather finishing, paper production.
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