DE19716413A1

DE19716413A1 - Reliable, economical drying of viscous hygroscopic mixture containing poly:hydric alcohol to very low water content

Info

Publication number: DE19716413A1
Application number: DE1997116413
Authority: DE
Inventors: Nicole Dipl Chem Dr Schoedel; Rolf Dipl Ing Kaufer; Robert Helmling
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1997-04-18
Publication date: 1998-10-22

Abstract

The process concerns drying a viscous, hygroscopic mixture containing polyhydric alcohols, that reacts with elimination of hydrocarbon, e.g. a liquid fraction containing butanediol, to a water content 0.03, especially 0.02 wt.%. Drying is carried out by adsorption on a molecular sieve (I) in which the average diameter of >= 50, preferably >= 70, especially >= 90% of the (I) particles is 1, preferably 0.8 mm. The adsorbent preferably is 3A zeolite.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen einer zähflüssigen, hygroskopischen, unter Kohlenwasserstoff-Abspaltung reaktionsfähigen Verbindung mit Mehrfachalkoholen, wie z. B. einer Butandiol-enthaltenden Flüssigfraktion, auf Wasserrestgehalte von weniger als 0,03 Gew.-%, insbesondere von weniger als 0,02 Gew.-%.The invention relates to a method for drying a viscous, hygroscopic compound that reacts under hydrocarbon elimination with multiple alcohols, such as. B. a butanediol-containing liquid fraction Residual water contents of less than 0.03% by weight, in particular of less than 0.02% by weight.

Die z. B. mittels der Butindiolsynthese und -hydrierung gewonnene Butandiol enthaltende Flüssigfraktion wird bisher destillativ von Wasser befreit, wobei jedoch ein Unterschreiten von garantierten Wasserrestgehalten von deutlich unter 0,03 Gew.-% nicht oder nur mit unverhältnismäßig hohem Aufwand zu realisieren ist. Die das Butandiol bzw. die Butandiol-enthaltende Flüssigfraktion weiterverarbeitende Industrie fordert jedoch ständig geringere Wasserrestgehalte, da Wasser die weiterverarbeitenden Prozeßschritte - üblicherweise Polymerisationsreaktionen - ungünstig - z. B. durch Wasser-empfindliche Katalysatoren - beeinflußt.The z. B. Butanediol obtained by means of butynediol synthesis and hydrogenation Liquid fraction containing water has so far been freed from distillation, but a Falling below guaranteed residual water levels of significantly less than 0.03% by weight cannot be realized or can only be realized with disproportionately high expenditure. The the Butanediol or the butanediol-containing liquid fraction processing industry however, constantly requires lower residual water levels, since water further processing steps - usually polymerization reactions - unfavorable - e.g. B. by water-sensitive catalysts - influenced.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es da her, ein Verfahren zum Trocknen einer zähflüssigen, hygroskopischen, unter Kohlenwasserstoff-Abspaltung reaktionsfähigen Verbindung mit Mehrfachalkoholen, wie z. B. einer Butandiol-enthaltenden Flüssigfraktion auf Wasserrestgehalte von weniger als 0,03 Gew.-%, insbesondere von weniger als 0,02 Gew.-% anzugeben, das zum einen ein zuverlässiges Trocknen der zähflüssigen, hygroskopischen, unter Kohlenwasserstoff-Abspaltung reaktionsfähigen Verbindung mit Mehrfachalkoholen, wie z. B. Butandiol-enthaltenden Flüssigfraktion, auf die genannten Wasserrestgehalte und zum anderen vergleichsweise geringe Investitions- und Betriebskosten ermöglicht.The object of the present invention is there, a method for drying a viscous, hygroscopic, reactive under hydrocarbon elimination Connection with multiple alcohols, such as. B. a butanediol-containing Liquid fraction on residual water contents of less than 0.03% by weight, in particular of specify less than 0.02 wt .-%, on the one hand reliable drying of the viscous, hygroscopic, reactive under hydrocarbon elimination Connection with multiple alcohols, such as. B. butanediol-containing liquid fraction, to the water residues mentioned and, on the other hand, comparatively low Investment and operating costs enabled.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die zähflüssige, hygroskopische, unter Kohlenwasserstoff-Abspaltung reaktionsfähige Verbindung mit Mehrfachalkoholen mittels Adsorption getrocknet wird, wobei als Adsorptionsmittel ein Molsieb, vorzugsweise ein 3A-Zeolith, verwendet wird und wobei der mittlere Partikeldurchmesser wenigstens 50%, vorzugsweise wenigstens 70%, insbesondere wenigstens 90% der Molsieb-Teilchen weniger als 1 mm, vorzugsweise weniger als 0,8 mm, beträgt.This is achieved according to the invention in that the viscous, hygroscopic, with hydrocarbon splitting reactive compound with Multiple alcohols is dried by means of adsorption, being an adsorbent Mol sieve, preferably a 3A zeolite, is used and the middle Particle diameter at least 50%, preferably at least 70%, in particular at least 90% of the molecular sieve particles less than 1 mm, preferably less than 0.8 mm.

Es wurde gefunden, daß bei der Verwendung eines Molsiebs als Adsorptionsmittel und bei Einhalten der genannten Obergrenze für den mittleren Partikeldurchmesser der Molsieb-Teilchen eine Trocknung einer zähflüssigen, hygroskopischen, unter Kohlenwasserstoff-Abspaltung reaktionsfähigen Verbindung mit Mehrfachalkoholen, z. B. einer Butandiol-enthaltenden Flüssigfraktion, bis unter Wasserrestgehalte von weniger als 0,03 Gew.-%, insbesondere von weniger als 0,02 Gew.-%, möglich ist.It has been found that when using a molecular sieve as the adsorbent and if the specified upper limit for the average particle diameter of the Mol sieve particles drying a viscous, hygroscopic, under Hydrocarbon splitting reactive compound with multiple alcohols, e.g. B. a butanediol-containing liquid fraction, until the residual water content of less than 0.03% by weight, in particular less than 0.02% by weight, is possible.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Trocknen einer zähflüssigen, hygroskopischen, unter Kohlenwasserstoff-Abspaltung reaktionsfähigen Verbindung mit Mehrfachalkoholen, wie z. B. einer Butandiol-enthaltende Flüssigfraktion, weiterbildend wird vorgeschlagen, daß während der Adsorptionsphase im Adsorptionsmittel bzw. Adsorptionsbett eine mittlere Temperatur von 40 bis 80°C, vorzugsweise von 55 bis 65°C, eingestellt wird.The inventive method for drying a viscous, hygroscopic, with hydrocarbon splitting reactive compound with Multiple alcohols, such as. B. a butanediol-containing liquid fraction, further education it is proposed that during the adsorption phase in the adsorbent or Adsorption bed an average temperature of 40 to 80 ° C, preferably from 55 to 65 ° C.

Durch das Einstellen einer mittleren Temperatur in den genannten Temperaturbereichen kann das Festkleben bzw. Zähwerden des Adsorptionsmittels durch die zu trocknende Flüssigfraktion verhindert und dadurch die Effektivität des Adsorptionsmittels erhöht werden.By setting an average temperature in the above Temperature ranges can stick or toughen the adsorbent prevented by the liquid fraction to be dried and thereby the effectiveness of the Adsorbent can be increased.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Trocknen einer zähflüssigen, hygroskopischen, unter Kohlenwasserstoff-Abspaltung reaktionsfähigen Verbindung mit Mehrfachalkoholen zeichnet sich dadurch aus, daß während der Regenerierphase zunächst ein Verdrängen der noch im Adsorptionsmittel bzw. Adsorptionsbett befindlichen zähflüssigen, hygroskopischen, unter Kohlenwasserstoff- Abspaltung reaktionsfähigen Verbindung mit Mehrfachalkoholen erfolgt und anschließend eine Heißregenerierung durchgeführt wird.An embodiment of the method according to the invention for drying a viscous, hygroscopic, reactive under hydrocarbon elimination Connection with multiple alcohols is characterized in that during the Regeneration phase, initially displacing those still in the adsorbent or Adsorption bed of viscous, hygroscopic, under hydrocarbon Splitting reactive compound with multiple alcohols takes place and then a hot regeneration is carried out.

Hierbei erfolgt das Verdrängen der noch im Adsorptionsmittel bzw. Adsorptionsbett befindlichen zähflüssigen, hygroskopischen, unter Kohlenwasserstoff-Abspaltung reaktionsfähigen Verbindung mit Mehrfachalkoholen vorzugsweise mittels Überleiten von Wasser, Methanol, oder anderen mit Wasser oder Butandiol mischbaren, relativ niedersiedenden Lösungsmitteln. Here, the displacement of the adsorbent or adsorption bed takes place viscous, hygroscopic, under hydrocarbon elimination reactive compound with multiple alcohols, preferably by means of transfer of water, methanol, or other miscible with water or butanediol, relatively low-boiling solvents.

Es empfiehlt sich, gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Trocknen einer zähflüssigen, hygroskopischen, unter Kohlenwasserstoff-Abspaltung reaktionsfähigen Verbindung mit Mehrfachalkoholen, daß während der Heißregenerierung im Adsorptionsmittel bzw. Adsorptionsbett eine mittlere Temperatur von 150 bis 220°C, vorzugsweise von 180 bis 200°C, eingestellt wird.It is advisable, according to a further embodiment of the invention Process for drying a viscous, hygroscopic, under Hydrocarbon splitting reactive compound with multiple alcohols, that during the hot regeneration in the adsorbent or adsorption bed average temperature of 150 to 220 ° C, preferably from 180 to 200 ° C, set becomes.

example

Zur Erläuterung des nachfolgenden Beispiels dient die Figur.The figure serves to explain the following example.

Eine Butandiol-enthaltende Flüssigfraktion mit einem Wasserrestgehalt von ca. 0,1 Gew.-% wird durch einen Adsorptionsbehälter, der 87 ml Molsieb mit einer Siebfraktion von 0,316 bis 0,63 mm enthält, geleitet (Kurve A). Diese Siebfraktion entspricht einem mittleren Äquivalenzdurchmesser der Molsieb-Teilchen von 0,318 bis 0,63 mm. Während der Adsorptionsphase beträgt die mittlere Temperatur im Adsorptionsmittel bzw. Adsorptionsbett 60°C. Die Aufenthaltszeit der Butandiol enthaltenden Flüssigfraktion im Adsorptionsbett beträgt 20 min.A liquid fraction containing butanediol with a residual water content of 0.1 wt .-% is through an adsorption container, the 87 ml molecular sieve with a Contains sieve fraction from 0.316 to 0.63 mm, directed (curve A). This sieve fraction corresponds to an average equivalent diameter of the molecular sieve particles from 0.318 to 0.63 mm. During the adsorption phase, the average temperature in the Adsorbent or adsorbent bed 60 ° C. The residence time of the butanediol containing liquid fraction in the adsorption bed is 20 min.

Wie aus der Kurve A ersichtlich, steigt der Wasserrestgehalt bei einer Laufzeit der Adsorptionsphase von mehr als 5 h über 0,03 Gew.-%, und bei einer Laufzeit der Adsorptionsphase von mehr als 17,5 h über 0,05 Gew.-%. Da jedoch eine Laufzeit der Adsorptionsphase von wenigstens 12 h angestrebt wird, kann das verwendete Adsorptionsmittel nicht als geeignet angesehen werden.As can be seen from curve A, the residual water content increases over a period of time Adsorption phase of more than 5 h over 0.03 wt .-%, and with a running time of Adsorption phase of more than 17.5 h over 0.05% by weight. However, since a term of Adsorption phase of at least 12 h is aimed for, the used Adsorbents are not considered suitable.

Im Vergleich dazu wird die Butandiol-enthaltende Flüssigfraktion mit einem Wasserrestgehalt von ca. 0,1 Gew.-% durch einen Adsorptionsbehälter, der 86 ml Molsieb mit einer Siebfraktion von 0,315 bis 0,63 mm enthält, geleitet (Kurve B). Die Werte für die mittlere Temperatur im Adsorptionsmittel bzw. Adsorptionsbett sowie die Aufenthaltszeit der Butandiol-enthaltenden Flüssigfraktion im Adsorptionsbett sind hierbei identisch.In comparison, the butanediol-containing liquid fraction with a Residual water content of approx. 0.1% by weight through an adsorption container containing 86 ml Contains molecular sieve with a sieve fraction of 0.315 to 0.63 mm, guided (curve B). The Values for the average temperature in the adsorbent or adsorption bed and the Residence time of the butanediol-containing liquid fraction in the adsorption bed are identical here.

Wie der Kurve B zu entnehmen ist, bleibt der erreichte niedrige Wasserrestgehalt auch bei einer Laufzeit der Adsorptionsphase von mehr als 20 h konstant. As can be seen from curve B, the low residual water content also remains with a running time of the adsorption phase of more than 20 h constant.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Trocknen einer zähflüssigen, hygroskopischen, unter Kohlenwasserstoff-Abspaltung reaktionsfähigen Verbindung mit Mehrfachalkoholen, wie z. B. einer Butandiol-enthaltenden Flüssigfraktion, auf Wasserrestgehalte von weniger als 0,03 Gew.-%, insbesondere von weniger als 0,02 Gew.-%, ermöglicht also ein verfahrenstechnisch vergleichsweise einfaches Trocknen einer zähflüssigen, hygroskopischen, unter Kohlenwasserstoff-Abspaltung reaktionsfähigen Verbindung mit Mehrfachalkoholen, insbesondere einer Butandiol enthaltenden Flüssigfraktion - wie aus dem Beispiel ersichtlich -, auf die genannten Wasserrestgehalte.The inventive method for drying a viscous, hygroscopic, with hydrocarbon splitting reactive compound with Multiple alcohols, such as. B. a butanediol-containing liquid fraction Residual water contents of less than 0.03% by weight, in particular of less than 0.02% by weight, thus enables a comparatively simple process Drying a viscous, hygroscopic, with hydrocarbon elimination reactive compound with multiple alcohols, especially a butanediol containing liquid fraction - as can be seen from the example - on the above Residual water content.

In der Praxis werden hierzu wenigstens zwei Adsorber parallel geschaltet, so daß sich jeweils einer der Adsorber in der Adsorptionsphase befindet, während der andere Adsorber die Regenerierphase durchläuft. Derartige Adsorptionsprozesse bzw. -anlagen sind vergleichsweise wenig investitions- und betriebskosten intensiv.In practice, at least two adsorbers are connected in parallel so that one of the adsorbers is in the adsorption phase while the other Adsorber goes through the regeneration phase. Such adsorption processes or systems are comparatively low investment and operating costs intensive.

Claims

1. A method for drying a viscous, hygroscopic, hydrocarbon-releasable compound with multiple alcohols, such as. B. a butanediol-containing liquid fraction to residual water content of less than 0.03 wt .-%, in particular less than 0.02 wt .-%, characterized in that the viscous, hygroscopic, hydrocarbon-cleavable compound with multiple alcohols is dried by means of adsorption, a molecular sieve being used as the adsorbent and the average particle diameter of at least 50%, preferably at least 70%, in particular at least 90% of the molecular sieve particles being less than 1 mm, preferably less than 0.8 mm .

2. Process for drying a viscous, hygroscopic, under Hydrocarbon splitting reactive compound with Multiple alcohols according to claim 1, characterized in that during the Adsorption phase in the adsorbent or adsorption bed a medium Temperature of 40 to 80 ° C, preferably from 55 to 65 ° C, is set.

3. Process for drying a viscous, hygroscopic, under Hydrocarbon splitting reactive compound with Multiple alcohols according to claim 1 or 2, characterized in that during the regeneration phase, initially displacing the Adsorbent or adsorbent bed organic compound takes place and then a hot regeneration is carried out.

4. Process for drying a viscous, hygroscopic, under Hydrocarbon splitting reactive compound with Multiple alcohols according to claim 3, characterized in that the Displacing those still in the adsorbent or adsorption bed organic compound by passing water, methanol or other relatively low-boiling solvents miscible with water or butanediol he follows.

5. Process for drying a viscous, hygroscopic, under Hydrocarbon splitting reactive compound with Multiple alcohols according to claim 3 or 4, characterized in that during the hot regeneration in the adsorbent or adsorption bed average temperature from 150 to 220 ° C, preferably from 180 to 200 ° C, is set.

6. Process for drying a viscous, hygroscopic, under Hydrocarbon splitting reactive compound with Multiple alcohols according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a 3A zeolite is used as the adsorbent.