DE914851C

DE914851C - Verfahren zur Entwaesserung von Methylaethylketon

Info

Publication number: DE914851C
Application number: DEST99A
Authority: DE
Original assignee: Standard Oil Development Co
Current assignee: Standard Oil Development Co
Priority date: 1946-12-28
Filing date: 1949-10-29
Publication date: 1954-07-12

Description

Verfahren zur Entwässerung von Methyläthylketon Die Erfindung bezieht sich auf die Reinigung von Methyläthylketon, insbesondere auf seine Entwässerung.
Methyläthylketon wird gegenwärtig betriebsmäßig durch Dehydrierung von sekundärem Butylalkohol dargestellt. Das rohe Methyläthylketon enthält Wasser und .sekundären Butylalkohol als Verunreinigungen, welche vom Hauptprodukt getrennt werden müssen. Die Entfernung des sekundären Butylalkohols läßt sich durch fraktionierte Destillation nach gebräuchlichen Methoden erreichen. Die Entfernung des Wassers aus dem Gemisch wird dagegen durch die Bildung eines azeotropischen Gemisches von Wasser und Methyläthylketon erschwert. Bei der Destillation nach üblichen Methoden geht das Wasser mit dem Keton ins Destillat über, das nachher weiterverarbeitet werden muß, um das Keton zu gewinnen. Zu diesem Zwecke wendet man gewöhnlich eine Entwässerung mit Hilfe von Salzen an, worauf eine zweite fraktionierte Destillation folgt. Nach einer anderen Methode führt man die Destillation eines azeotropischen Gemisches mit einer dritten Komponente, z. B. einem Äther oder Benzol, durch. Bei der letzteren Methode besteht die Möglichkeit der Verunreinigung des Ketons mit der beigemengten Hilfssubstanz, aber die Methode ist sonst im allgemeinen gut brauchbar.
Die Erfindung bezieht sich auf die Entfernung von Wasser aus einem Gemisch mit Methyläthylketon durch Destillation unter erhöhtem Druck. Es ist gefunden worden, daß sich die Zusammensetzung des binären azeotropischen Mischdestillats von Wasser und Keton mit dem Druck im Destillationssystem ändert.
Wenn der Destillationsdruck steigt, nimmt zunächst der Wassergehalt des azeotropischen Destillats zu, aber das Destillat bleibt nach dessen Kondensation homogen. Steigt der Druck aber weiter, so erreicht man schließlich einen Destillationsdruck, bei dem das Destillat nach Verflüssigung und Abkühlung auf Zimmertemperatur (25' C.) sich in zwei Phasen trennt. Die Vorlage, in der sich das Kondensat sammelt, kann unter atmosphärischem Druck oder unter Überdruck gehalten werden. Im allgemeinen wird sie unter demselben Druck gehalten wie die Destillationskolonne. Nach der Trennung in zwei Phasen besteht die obere Schicht aus mit Wasser gesättigtem Methyläthylketon und die untere Schicht aus mit Methyläthylketon gesättigtem Wasser. Die Dehydratisierüng des Ketons läßt sich daher erreichen, wenn man die Destillationskolonne bei so hohem Druck betreibt, daß sich das verflüssigte Destillat in zwei Phasen trennt, worauf man die untere Schicht aus dem System entfernt und die an Keton angereicherte obere Schicht wieder in die Destilliersäule zurückführt. Das wasserfreie Methyläthylketon wird als Nachlauf aus der Destilliersäule abgezogen.
Die Erfindung ist aus der Zeichnung ersichtlich, welche das Verfahren der Erfindung schematisch darstellt.
Das Rohprodukt, welches Wasser, sekundären Butylalkohol und Methyläthylketon enthält, wird durch die Rohrleitung i auf die Fraktioniersäule -- gebracht, von der Wasser und Keton als binäres azeotropisches Gemisch durch die Leitung 3 als Destillat übergehen. Der sekundäre Butylalkohol fließt als Nachlauf durch das Rohr 4 ab. Ein Teil des Vorlaufs kann vom Rohr 3 durch das Rohr 5 auf die erste Kolonne zurückgebracht werden. Das aus Wasser und Methyläthylketon bestehende Destillat tritt aus dem Rohr 3 durch das Rohr 6 in die Überdrucksäule 7 ein, wo es der Destillation unter erhöhtem Druck unterworfen wird. Bei zunehmendem Druck steigt der Wassergehalt des aus dieser Druckkolonne übergehenden binären azeotropischen Gemisches so lange, bis das Destillat, das durch das Rohr 8 entweicht und im Kondensator 2o verflüssigt wird, sich bei Abkühlung auf Raumtemperatur (25' C) im Scheider g in zwei Phasen trennt. Man kann das Kondensat wieder auf atmosphärischen Druck bringen, bevor es in den Scheider fließt; aber es ist ebensogut möglich, den Scheider unter erhöhtem Druck zu betreiben. Bei betriebsmäßiger Ausführung verdichtet man die Flüssigkeit unter dem Betriebsdruck der Destilliersäule, worauf man das Kondensat in einen Behälter fließen läßt, wo es sich durch Absitzen trennt oder von wo es wieder auf die Säule zurückgebracht werden kann. Dieser Behälter kann unter dem erhöhten Druck der Destilliersäule oder unter Atmosphärendruck stehen. Die obere Schicht io besteht aus mit Wasser gesättigtem Keton und wird durch das Rohr 12 zur Kolonne 7 zurückgebracht. Die untere Schicht il besteht aus mit Keton gesättigtem Wasser und wird aus dem System durch das Rohr 14 entfernt und auf eine Kolonne 15 gebracht, wo das überschüssige Wasser als Nachlauf durch das Rohr 1g entfernt wird, während das Keton, das sich bis zur Zusammensetzung des binären azeotropischen Gemisches angereichert hat, mit dem Destillat übergeht und durch die Rohre 16 und 18 zur Überdruckkolonne 7 oder durch das Rohr 21 zur Fraktionierkolonne 2 zurückkehrt. Ein Teil des Destillats im Rohr 16 kann durch das Rohr 17 wieder auf die Säule 15 zurückkehren. Wasserfreies Methyläthylketon wird als Nachlauf von der Überdruckkolonne 7 durch Rohr 13 abgezogen. Die Kolonne 15 kann bei erhöhtem, erniedrigtem oder Atmosphärendruck betrieben werden. Der Druck in der Kolonne 7 kann zwischen 1,4 und 14 Atm. gewählt werden.
In einem etwas abgeänderten Verfahren kann man die Kolonne 15 ebenfalls unter solchem Druck betreiben, daß das Destillat sich nach Verflüssigung in zwei Schichten trennt. Auf diese Art könnte derselbe Scheider sowohl für die Kolonne 7 als auch für die Kolonne 15 verwendet werden. Die obere Schicht kann auf die Kolonne 7 und die untere auf die Kolonne 15 zurückgebracht werden.
Die nachfolgende Tabelle zeigt den Einfluß des Drucks auf die Zusammensetzung des binären azeotropischen Gemisches von Wasser und Methyläthylketon.

Druck Siedepunkt Gewichtsprozent

mm Hg ° C Wasser im Destillat

767,8 74,o 11,2

9408 79,3 12,1

1o21,8 82,1 12,1

1242,8 88,o 12,5

Die Destillate, die bei 767,8 und 940,8 mm erhalten wurden,warenvollständighomogen. Dasbei1021,8mm erhaltene Destillat wurde etwas trübe, als es auf Raumtemperatur (25' C) abgekühlt wurde. Das bei 1242,8 mm gewonnene Destillat trennte sich nach Verflüssigung und Abkühlung auf Raumtemperatur in zwei Schichten. Wie man aus der Tabelle entnehmen kann, steigt der Prozentgehalt des Wassers im Destillat mit zunehmendem Destillationsdruck, bis schließlich eine Trennung der Phasen im Destillat eintritt. Die bei dieser Scheidung gebildete untere Schicht besteht, wie oben erwähnt wurde, aus mit Keton gesättigtem Wasser. Diese Schicht enthält ungefähr 75 bis 8o °/a Wasser, so daß ihre Entfernung aus dem System die gewünschte Entwässerung bewirkt. Diese wasserreiche Schicht kann fraktioniert destilliert werden, um das Keton bis zur Zusammensetzung des binären azeotropischen Gemisches von Wasser und Methyläthylketon bei Atmosphärendruck oder vermindertem Druck anzureichern, und dieses Destillat kann dann wieder der Hochdruckentwässerungssäule 7 zugeführt werden.
Obschon das Verfahren der Erfindung in seiner Anwendung auf Gemische von Wasser und Methyläthylketon, wie sie bei der Dehydrierung von sekundärem Butylalkohol entstehen, beschrieben wurde, so ist es klar, daß das neue Verfahren zur Trennung beliebiger azeotropischer Gemische von Wasser und Methyläthylketon verwendet werden kann, unabhängig vom Ursprung oder der genauen Zusammensetzung des Gemisches.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Gewinnung von im wesentlichen wasserfreiem Methyläthylketon aus einem Gemisch von Wasser und dem Keton, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch in eine Destillationszone leitet, in der Destillationszone einen Druck von mindestens 1,4 Atm. aufrechterhält, das Destillat kondensiert, wobei das Kondensat sich in eine an Methyläthylketon reiche und eine an Wasser reiche Phase trennt, die erhaltenen Schichten trennt, die an Methyläthylketon reiche Schicht in die Destillationszone zurückführt und im wesentlichen wasserfreies Methyläthylketon als Nachlauf von der Destillationszone abnimmt. '
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Destillationszone zwischen 1,4 und 14 Atm. gehalten wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wässerige Schicht vom Kondensat abgetrennt und noch einmal destilliert wird, wobei ein Vorlauf entsteht, der die Zusammensetzung der binären Mischung von Keton und Wasser bei Atmosphärendruck hat, worauf die binäre Mischung der unter Überdruck stehenden Destillationszone wieder zugeführt wird. Angezogene Druckschriften E. Kirschbaum, Destillier-und Rektifiziertechnik, i. Aufl., 1940, S. 33.