DE2842092C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von Methacrolein und/oder Methacrylsäure aus ihren wäßrigen Lö­ sungen, insbesondere ein wirksames Verfahren zum Abtrennen und Gewinnen von Methacrylsäure und Methacrolein bei der Herstellung von Methacrylsäure, bei der Methacrolein und/oder eine Verbindung, die unter den Reaktionsbedingungen Methacrolein ergibt, und molekularer Sauerstoff einer Gas­ phasenoxidation in Gegenwart eines Katalysators unterwor­ fen werden.

Beispiele für Verbindungen, die unter den Reaktionsbedin­ gungen Methacrolein bilden (im folgenden: "Vorstufen [von Methacrolein]") sind Isobuten und tert.-Butanol.

Bei der Oxidation von Methacrolein oder seiner Vorstufe in der Gasphase zusammen mit Wasserdampf und molekularem Sauer­ stoff (gewöhnlich Luft) in Gegenwart eines Oxidationskata­ lysators erhält man ein gasförmiges Reaktionsgemisch, das neben Methacrylsäure Essigsäure, Kohlenmonoxid, Kohlendi­ oxid, nicht umgesetztes Methacrolein oder seine Vorstufe, Sauerstoff, Stickstoff und dergl. enthält. Es ist daher erforderlich, nicht nur Methacrylsäure, sondern auch Meth­ acrolein aus dem Reaktionsgemisch auf wirksame Weise abzu­ trennen.

Es sind verschiedene handelsübliche Katalysatoren für die Oxidation von Methacrolein oder seiner Vorstufe zu Meth­ acrylsäure bekannt, die jedoch im technischen Betrieb nicht voll zufriedenstellen.

Die meisten derzeit bekannten Katalysatoren ermöglichen unter Reaktionsbedingungen, bei denen der Methacrolein­ umsatz niedrig ist, eine hohe Selektivität für Methacryl­ säure, während sie unter Reaktionsbedingungen, bei denen der Umsatz hoch ist, eine beträchtlich erniedrigte Selektivität ergeben. Im Falle eines relativ niedrigen Methacroleinum­ satzes ist daher die Entwicklung wirksamer Verfahren zur Ab­ trennung von nicht umgesetztem Methacrolein aus der wäßri­ gen Methacrylsäurelösung und zur Rückführung des Methacroleins in den Oxidationsreaktor ein wichtiger Faktor, der die Wirtschaftlichkeit der Herstellung von Methacrylsäure durch Gasphasenoxidation von Methacrolein oder seiner Vorstufe bestimmt.

In der JP-OS 1 11 017/1975 ist z. B. ein Verfahren zum Ab- trennen von Methacrolein aus dem gasförmigen Reaktionsge­ misch beschrieben, das im wesentlichen darin besteht, daß man das methacroleinhaltige Gasgemisch in 50 bis 500 Mol Wasser, bezogen auf 1 Mol Methacrolein, absorbiert und die erhaltene wäßrige Lösung, die das abgetrennte Methacrolein enthält, dann destilliert oder strippt, um das Methacrolein zu gewinnen. Um das Methacrolein nach diesem Verfahren aus dem gasförmigen Reaktionsgemisch abzutrennen, muß die Ab­ sorption des Methacroleins unter hohem Druck oder bei nie­ driger Temperatur oder mit einer großen Wassermenge oder in einem Absorptionsturm mit außerordentlich großer Boden­ anzahl durchgeführt werden. Da Methacrolein in Wasser nur sehr wenig löslich ist (6,1 Gewichtsprozent bei 25°C), ist die Absorption von Methacrolein in Wasser äußerst schwie­ rig. Verwendet man eine große Wassermenge als Absorptions­ lösungsmittel für das Methacrolein, müssen nicht nur der Methacrolein-Absorptionsturm, sondern auch der Destilla­ tions- und Strippturm, die auf den Absorptionsturm folgen, vergrößert werden. Um die Absorption von Methacrolein bei hohem Druck durchzuführen, muß der Betriebsdruck sämtlicher Anlagen, einschließlich des Reaktors, die dem Methacrolein- Absorptionsturm vorgeschaltet sind, mit der Steigerung des Betriebsdruckes des Absorptionsturms ebenfalls erhöht wer­ den. Dies ist jedoch mit großen Schwierigkeiten hinsicht­ lich der Druckbeständigkeit und Sicherheit der Anlagen so­ wie der Wirtschaftlichkeit verbunden. Auch die Absorption von Methacrolein bei niedrigen Temperaturen oder mit Ab­ sorptionstürmen, die eine große Bodenanzahl aufweisen, ist wirtschaftlich nachteilig. Aus diesen Gründen ist die Ver­ wendung von Lösungsmitteln, in denen Methacrolein wenig löslich ist, z. B. Wasser, unvorteilhaft.

Angesichts der geringen Löslichkeit von Methacrolein in Was­ ser wird in der JP-OS 92 007/1974 die Verwendung von Alko­ holen anstelle von Wasser als Lösungsmittel für die Meth­ acroleinabsorption vorgeschlagen. Alkohole eignen sich zwar für diesen Zweck; bei der Rückführung des Methacroleins in das Oxidationssystem werden diese organischen Lösungsmit­ tel, wenn auch nur in Spuren, zusammen mit dem abgetrennten Methacrolein in das Oxidationssystem eingeführt, wo sie verschiedene Schwierigkeiten, z. B. eine Vergiftung des Ka­ talysators oder Oxidationshemmung, sowie unerwünschte Re­ aktionen, z. B. Explosionen durch Verunreinigung des Dampfes mit dem organischen Lösungsmittel, verursachen. Es ist da­ her nicht immer von Vorteil, organische Lösungsmittel als Lösungsmittel für die Methacroleinabsorption zu verwenden, selbst wenn sie Methacrolein sehr gut absorbieren.

Bei der Suche nach Lösungsmitteln für die Absorption von Methacrolein, die Methacrolein sehr gut absorbieren und selbst bei der Rückführung in das Oxidationssystem zusammen mit dem abgetrennten Methacrolein keine Schwierigkeiten, z. B. keine Katalysatorvergiftung, verursachen, wurde nun gefunden, daß eine wäßrige Methacrylsäurelösung weit bessere Löslichkeit für Methacrolein besitzt als Wasser selbst; vgl. Fig. 1.

Die US-PS 35 13 632 beschreibt ein Verfahren zur Trennung von Acrylsäure und Acrolein durch Waschen des Gasgemisches mit Wasser.

Die die Acrylsäure enthaltende Waschlösung wird einer Strippbehandlung unterworfen, während das das Acrolein ent­ haltende Gas in einem zweiten Absorber mit Wasser gewaschen wird, wobei das Acrolein vollständig absorbiert wird.

Auf die angebliche Anwendbarkeit des Verfahrens zur Trennung von Methacrolein von Methacrylsäure wird hingewiesen. Dieser Hinweis wird aber in keiner Weise durch Beschreibung eines Verfahrens oder durch Beispiele belegt und es ist nicht selbstverständlich, daß die Reaktionsbedingungen sich ohne weiteres auf die Trennung von Methacrolein und Methacryl­ säure übertragen lassen.

Der DE-OS 14 43 695 liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfah­ ren zur Herstellung von Acrylsäure zu schaffen, bei dem die das Reaktionsgefäß verlassenden Gase schnell abgeschreckt werden, wodurch die unerwünschte Polymerisation des Acryl­ säuremonomeren vermindert wird (S. 2, Zeilen 1 bis 5).

Das Verfahren besteht darin, daß das nach der Oxidation von Acrolein erhaltene gasförmige Reaktionsgemisch mit einer ge­ kühlten Flüssigkeit aus Acrylsäure oder einer wäßrigen Lö­ sung von Acrylsäure abgeschreckt wird. Das Abkühlen erfolgt durch direkte Berührung der Gase mit der vorgekühlten Flüs­ sigkeit.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem Methacrolein vollständig von Methacrylsäure getrennt werden kann, wobei die Konzentration der Säure in wäßriger Lösung möglichst hoch gehalten wird.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Abtrennen von Methacrolein und/oder Methacrylsäure aus gasförmigen Reak­ tionsgemischen, die bei der katalytischen Gasphasenoxidation von Methacrolein entstehen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Gasgemisch aus dem Oxidationsreaktor, in dem die katalytische Gasphasenoxidation durchgeführt worden ist, in einen Kondensator einleitet, in dem man das Gasgemisch bei 100°C oder weniger in direkten Gegenstrom-Kontakt mit einem Teil einer kondensierten Flüssigkeit bringt, die am unteren Ende des Kondensators erhalten worden ist, wobei hauptsäch­ lich das in dem Gasgemisch enthaltene Wasser und die Methacrylsäure kondensieren. Wenn diese Kondensation in einer Stufe durchgeführt wird, beträgt die Betriebstempera­ tur 100°C oder weniger, vorzugsweise 30 bis 80°C. Wenn die Kondensation in zwei Stufen durchgeführt wird, beträgt die Betriebstemperatur in der ersten Stufe 100°C oder weniger, vorzugsweise 30 bis 80°C, und liegt in der zweiten Stufe 10 bis 50°C unterhalb des Temperaturbereichs des ersten Konden­ sators. Betriebstemperaturen oberhalb 100°C sind zu vermei­ den, da sie zu einer Polymerisation von Methacrolein und Methacrylsäure führen können.

Die Art und Weise, in der das Gasgemisch in direktem Gegen­ stromkontakt mit der kondensierten Flüssigkeit gebracht wird, unterliegt keiner bestimmten Beschränkung und es kön­ nen beliebige herkömmliche Apparaturen, z. B. Füllkörper-, Siebboden-, Glockenboden- oder Sprühtürme, verwendet werden.

Das erhaltene methacroleinhaltige Gas vom oberen Ende des Kondensators wird dann am Unterende eines Methacrolein-Ab­ sorptionsturms eingeleitet, der bei einer Temperatur von 30°C oder weniger, vorzugsweise 0 bis 15°C betrieben wird. In dem Turm wird das Gas in direkten Gegenstromkontakt mit einer wäßrigen Lösung gebracht, die 5 Gewichtsprozent oder mehr, vorzugsweise 10 Gewichtsprozent oder mehr, Methacryl­ säure enthält und am oberen Ende des Turms eingespeist wird, wobei das in dem Gas enthaltene Methacrolein in der Lösung absorbiert wird. Am oberen Ende erhält man daher ein fast methacroleinfreies Gas, während am unteren Ende eine wäßrige Methacrylsäurelösung anfällt, die absorbiertes Methacrolein enthält. Betriebstemperaturen des Methacrolein-Absorptions­ turms von über 30°C sind zu vermeiden, da sie die Methacro­ leinabsorption beeinträchtigen. Außerdem sind Methacrylsäu­ rekonzentrationen von weniger als 5 Gewichtsprozent nachtei­ lig, da dann die Löslichkeit des Methacroleins abnimmt und somit die Absorptionsleistung beeinträchtigt wird.

Die Art des Methacrolein-Absorptionsturmes unterliegt keiner bestimmten Beschränkung und es können beliebige herkömmliche Türme verwendet werden, z. B. Füllkörper-, Siebboden-, Gloc­ kenboden- oder Sprühtürme.

Die wäßrige Methacrylsäurelösung wird für die Methacrolein­ absorption in einer Menge verwendet, daß das Molverhältnis der Lösung zu dem in den Absorptionsturm eintretenden 8 oder weniger, vorzugsweise 1 bis 5, beträgt.

Die absorbiertes Methacrolein enthaltende wäßrige Methacryl­ säurelösung wird vom unteren Ende des Absorptionsturms ab­ gezogen und am oberen Ende eines Methacrolein-Strippturms eingeleitet, der bei 30 bis 100°C, vorzugsweise 50 bis 80°C, betrieben wird. Gleichzeitig wird auch die in dem Kondensator erhaltene kondensier­ te Flüssigkeit im mittleren Teil oder am oberen Ende des Strippturms eingeleitet. Ein Inertgas - z. B. Stickstoff, Luft, Kohlendioxid, Abgas, das bei der Oxidation von Meth­ acrolein oder seiner Vorstufe entsteht, Abgas, das bei der Verbrennung des erstgenannten Abgases entsteht, oder ein Gemisch dieser Inertgase - wird am unteren Ende des Turms eingeleitet, wobei die Gasmenge so eingestellt wird, daß das Molverhältnis der insgesamt in den Turm eingeleiteten Flüssigkeit zu dem Gas 3 bis 30, vorzugsweise 5 bis 20, be­ trägt. Das in der wäßrigen Lösung und der kondensierten Flüssigkeit enthaltene Methacrolein wird hierbei daraus ab­ getrennt und am oberen Ende des Turms in Form eines Gasge­ misches abgezogen, während die von Methacrolein praktisch befreite wäßrige Methacrylsäurelösung am unteren Ende abge­ leitet wird.

Bei einer Betriebstemperatur des Methacrolein-Strippturms unter 30°C ist der Methacrolein-Dampfdruck niedrig, so daß der Strippeffekt beeinträchtigt wird. Bei Temperaturen über 100°C kann es zu einer Polymeri­ sation von Methacrolein und Methacrylsäure kommen.

Die Art des Strippturms unterliegt keiner bestimmten Be­ schränkung und es können beliebige herkömmliche Türme ver­ wendet werden, die einen Gas-Flüssigkeits-Kontakt ermögli­ chen, z. B. Füllkörper-, Siebboden-, Glockenboden- oder Sprühtürme.

Die Betriebstemperatur des Absorptionsturms und des Stripp­ turms können auf verschiedene Weise eingestellt werden, je nach der Art des Turms. Beispielsweise kann man den Turm mit einem Mantel versehen, oder ein Heizmedium durch den Mantel oder eine Wendel zuführen.

Die wäßrige Lösung, die 5 Gewichtsprozent oder mehr Meth­ acrylsäure enthält und als Absorptionslösungsmittel für Methacrolein am oberen Ende des Methacrolein-Absorptions­ turms zugeführt wird, kann eine wäßrige Methacrylsäurelösung sein, die unabhängig vom erfindungsgemäßen Verfahren erhalten wurde, oder ein Teil der Bodenflüssigkeit des Methacrolein- Strippturms sein. Im letztgenannten Fall wird die Boden­ flüssigkeit abgekühlt und in den Absorptionsturm rückge­ führt.

Das methacroleinhaltige Inertgasgemisch vom oberen Ende des Strippturms kann zur Herstellung von Methacrolein oder für andere Zwecke verwendet werden oder zusammen mit einem Inertgas zu dem Reaktor für die katalytische Gasphasenoxida­ tion von Methacrolein oder seiner Vorstufe rückgeführt wer­ den.

In der Zeichnung ist die Erfindung näher erläutert: Fig. 2 ist ein Fließbild einer Ausführungsform der Trennung von Methacrolein und Methacrylsäure, bei der die Kondensa­ tion des Gasgemisches aus dem Reaktor in zwei Stufen durchge­ führt.

Das Gasgemisch aus dem Reaktor 3 für die katalytische Gas­ phasenoxidation von Methacrolein und/oder seiner Vorstufe wird über die Leitung 4 dem unteren Ende eines ersten Konden­ sators 5 zugeführt. Hierauf bringt man das Gas in direkten Gegenstromkontakt mit einer methacrylsäurehaltigen Flüssigkeit, die über die Leitung 6, den Kühler 8 und die Leitung 9 im Kreislauf geführt wird, wobei die in dem Gasgemisch enthal­ tene Methacrylsäure und der Wasserdampf kondensieren. Die methacrylsäurehaltige Flüssigkeit wird vom unteren Ende des ersten Kondensators 5 über die Leitung 7, den Wärmeaus­ tauscher 24 und die Heizvorrichtung 25 dem mittleren Teil des Methacrolein-Strippturms 31 zugeführt. Das Kopfgas des ersten Kondensators 5 wird über die Leitung 10 dem unteren Ende des zweiten Kondensators 11 zugeführt, der bei niedri­ gerer Temperatur als der erste Kondensator 5 betrieben wird. Das Gas wird dann in direkten Gegenstromkontakt mit einer methacrylsäurehaltigen Flüssigkeit gebracht, die durch die Leitung 12, den Kühler 14 und die Leitung 15 im Kreislauf geführt wird, wobei große Teile der in dem Kopf­ gas aus dem ersten Kondensator verbliebenen Methacrylsäure bzw. Wasserdampf kondensiert werden. Die methacrylsäurehal­ tige Flüssigkeit vom unteren Ende des zweiten Kondensa­ tors 11 wird dann über die Leitung 13 und den Wärmeaustau­ scher 23 dem mittleren Teil des Strippturms 31 zugeführt. Die Leitung 7 zum Abziehen der ersten kondensierten Flüs­ sigkeit und die Leitung 13 zum Abziehen der zweiten konden­ sierten Flüssigkeit können (wie in Fig. 2 gezeigt) getrennt mit dem Strippturm 31 verbunden sein oder zusammengeführt und mit dem Strippturm 31 verbunden werden.

Das Kopfgas aus dem zweiten Kondensator 11, aus dem große Anteile Methacrylsäure und Wasserdampf im ersten Kondensa­ tor 5 und zweiten Kondensator 11 entfernt worden sind, wird dann über die Leitung 16 dem unteren Ende des Methacrolein- Absorptionsturms 17 zugeführt. Am oberen Ende des Absorp­ tionsturms 17 wird über die Leitung 26 eine wäßrige Methacrylsäurelösung als Lösungsmittel für die Methacrolein- absorption eingeleitet. Die Lösung wird in Gegenstrom­ kontakt mit dem aufsteigenden methacroleinhaltigen Gas ge­ bracht, so daß sie Methacrolein absorbiert. Das methacrolein­ freie Kopfgas aus dem Absorptionsturm 17 wird über die Lei­ tung 20 abgezogen und über eine Abgas-Behandlungszone in die Atmosphäre abgeblasen. Die wäßrige Methacrylsäurelösung, die absorbiertes Methacrolein enthält, wird über die Leitung 19 abgezogen und dem oberen Ende des Strippturms 31 über den Wärmeaustauscher 21 und die Heizvorrichtung 22 zugeführt.

Vorzugsweise betreibt man den Absorptionsturm 17 bei mög­ lichst niedriger Temperatur, (nämlich bei 30°C oder weniger, vor­ zugsweise 0 bis 15°C), um die Menge des absorbierten Meth­ acroleins zu erhöhen. Zu diesem Zweck muß die Temperatur ge­ regelt werden, indem man den Turm mit einem Mantel und/oder einer Kühlschlange im Inneren versieht und ein Kühlmedium zirkulieren läßt. Die durch die Leitung 26 zugeführte wäß­ rige Methacrylsäurelösung kann ein Teil der zirkulierenden Bodenflüssigkeit aus dem Strippturm 31 oder aber eine wäßri­ ge Methacrylsäurelösung sein, die unabhängig vom erfindungs­ gemäßen Verfahren erhalten wurde.

In den Strippturm 31 wird über die Leitung 32 ein Inertgas eingeleitet, z. B. Luft, Stickstoff, Kohlendioxid, Abgas, das bei der Oxidation von Methacrolein und/oder seiner Vorstufe erhalten wurde, oder Abgas, das bei der Verbren­ nung des erstgenannten Abgases entsteht. Methacrolein wird daher aus den durch die Leitungen 19, 13 und 7 zugeführten Flüssigkeiten abgestreift, während am oberen Ende ein methacroleinhaltiges Gasgemisch über die Leitung 27 abgezo­ gen wird.

Dieses Gasgemisch kann zur Herstellung von Methacrolein oder für andere Zwecke verwendet oder über die Heizvorrich­ tung 28 und die Gaszuführleitung 1 in den Reaktor 3 rückge­ führt werden. Die Bodenflüssigkeit aus dem Strippturm 31 wird durch die Leitung 29 geleitet, in den Wärmeaustau­ schern 23 und 24 gekühlt und über die Leitung 30 als prak­ tisch methacroleinfreie wäßrige Methacrylsäurelösung abge­ zogen. Die Lösung wird einer Reinigungsstufe für Methacryl­ säure oder anderen Stufen zugeführt. Ein Teil der Boden­ flüssigkeit aus dem Strippturm 31 kann dem Absorptionsturm 17 als Lösungsmittel für die Methacroleinabsorption über den Wärmeaustauscher 21, die Leitung 26 und den Kühler 18 zugeführt werden.

In dem Methacrolein-Strippturm 31 sinkt die Betriebstempera­ tur, da ein großer Teil des Methacroleins und etwas Wasser verdampfen. Um die Betriebstemperatur daher innerhalb des erforderlichen Bereiches zu halten, muß der Turm mit einem Mantel oder einer Heizspirale versehen werden, durch die ein Heizmedium zirkuliert. Die Anordnung der Wärmeaustauscher 21, 23 und 24, der Heizvorrichtungen 22 und 25 und des Kühlers 18 in dem Mantelsystem oder dem Heizschlangensystem des Absorp­ tionsturms und des Strippturms muß nicht unbedingt dem Fließ­ bild von Fig. 2 entsprechen, wenn die Betriebstemperaturen des Absorptionsturms und des Strippturms innerhalb der er­ forderlichen Bereiche gehalten werden. Diese Vorrichtungen können gegebenenfalls weggelassen oder zusätzlich verwendet werden.

Falls die Kondensation des Gasgemisches nicht wie in Fig. 2 bei zwei Temperaturniveaus, sondern nur einem Temperatur­ niveau durchgeführt wird, erfolgt dies unter Weglassung des zweiten Kondensators 11, der Leitungen 12, 13, 15 und 16, des Kühlers 14 und des Wärmeaustauschers 23, indem man den ersten Kondensator 5 direkt über die Kopfgasleitung 10 mit dem Absorptionsturm 17 verbindet.

Die Betriebstemperatur des Kondensators wird vorzugsweise so gewählt, daß gewöhnliches Kühlwasser als Kühlmedium in den Kühlern 8 und 14, die an den Kondensator angeschlossen sind, verwendet werden kann. Ferner ist aus wirtschaftlichen Grün­ den eine möglichst niedrige Betriebstemperatur bevorzugt, da auf diese Weise die Polymerisation von Methacrylsäure in der kondensierten Flüssigkeit verhindert werden kann, die Wasserdampfmenge, die in dem Kopfgas aus dem zweiten (oder ersten) Kondensator, welches dem Methacrolein-Absorptions­ turm 17 über die Leitung 16 (oder 10) zugeführt wird, ent­ halten ist, abnimmt und somit die Kühlleistung des Ab­ sorptionsturms 17 und des Kühlers 18 verringert werden kön­ nen. Zu niedrige Betriebstemperaturen sind jedoch nachteilig, da bei einer zu geringen durchschnittlichen Temperatur­ differenz zwischen der Betriebstemperatur und dem Kühl­ medium eine außerordentlich große Wärmeübertragungsfläche in den Kühlern 8 und 14 erforderlich ist. Bei alleiniger Verwendung des ersten Kondensators ist daher eine Betriebs­ temperatur von 30 bis 80°C bevorzugt. Bei Verwendung von zwei Kondensatoren beträgt die Betriebstemperatur des ersten Kondensators vorzugsweise 30 bis 80°C, während die des zweiten Kondensators 10 bis 50°C unterhalb des Tempe­ raturbereichs des ersten Kondensators liegt. Die Wahl eines Einkondensatorsystems, Zweikondensatorsystems oder Mehrkondensatorsystems richtet sich daher nach folgenden Faktoren:
Erforderliche Wärmeübertragungsfläche der Kühler 8 und 14, die mit den jeweiligen Kondensatoren verbunden sind, und Kühlleistung des Absorptionsturms und des Kühlers 28. Die jeweiligen Vorteile der beiden Systeme lassen sich somit nicht von vornherein angeben.

Der Betriebsdruck der Kondensatoren 5 und 11, des Meth­ acrolein-Absorptionsturms 17 und des Methacrolein-Stripp­ turms 31 wird in Abhängigkeit von dem Betriebsdruck des Reaktors 3 für die katalytische Gasphasenoxidation von Methacrolein oder seiner Vorstufe gewählt. Vorzugsweise wählt man jedoch Betriebsdrücke, die erreicht werden können, ohne daß die Leitung 16 oder 27 zur Druckerhöhung mit einem Kompressor versehen werden muß; üblicherweise 101 bis 811 kPa, vorzugsweise 152 bis 507 kPa.

Fig. 1 zeigt die Henry-Koeffizienten von Methacrolein in Wasser und wäßriger Methacrylsäurelösung.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Trennung von Meth­ acrolein und Methacrylsäure nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Die Beispiele erläutern die Erfindung. In den Beispielen genannte Bezugszeichen beziehen sich auf Fig. 2.

Beispiel 1

Ein 310°C heißes Gasgemisch, das 1,62 Volumenprozent Methacrolein, 1,57 Volumenprozent Methacrylsäure, 0,52 Vo­ lumenprozent Essigsäure, 42,75 Volumenprozent Dampf und 53,53 Volumenprozent nichtkondensierbare Gase, wie Sauer­ stoff, Stickstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, enthält, wird in einer Menge von 4528 Nl/Std. einem mit Raschig- Ringen gefüllten Porzellanturm als erstem Kondensator zu­ geführt. In dem ersten Kondensator werden 1698 g/Std. eines Kondensats erhalten, dessen Temperatur 45 bis 50°C be­ trägt. Die Konzentrationen an Methacrylsäure, Methacrolein und Essigsäure in der Flüssigkeit betragen 15,24 Ge­ wichtsprozent, 0,18 Gewichtsprozent bzw. 3,37 Gewichtspro­ zent.

Das am oberen Ende des ersten Kondensators 5 abgezogene Gas enthält 2,65 Volumenprozent Methacrolein, 0,13 Volumenpro­ zent Methacrylsäure und 8,08 Volumenprozent Dampf und wird in einer Menge von 2723 Nl/Std. (Gesamtvolumen) einem mit Raschig-Ringen gefüllten Porzellanturm als zweitem Kondensator 11 zugeführt. In dem zweiten Kondensator werden 94,66 g/Std. eines Kondensats erhalten, dessen Temperatur 32 bis 35°C beträgt. Die Konzentrationen von Methacrylsäure, Methacrolein und Essigsäure in der Flüssigkeit betragen 10,19 Gewichtsprozent, 0,74 Gewichtsprozent bzw. 4,567 Ge­ wichtsprozent. Das am oberen Ende des zweiten Kondensators 11 abgezogene Gas enthält 2,75 Volumenprozent Methacrolein, 0,04 Volumenprozent Methacrylsäure und 4,62 Volumenpro­ zent Dampf und wird in einer Menge von 2619 Nl/Std. (Ge­ samtvolumen) dem unteren Ende eines mit Raschig-Ringen ge­ füllten Edelstahlturms als Methacrolein-Absorptionsturm 17 zugeführt. Als Lösungsmittel für die Methacroleinabsorp­ tion kühlt man einen Teil der Bodenflüssigkeit aus dem Methacrolein-Strippturm 31 (die 15,1 Gewichtsprozent Methacrylsäure, 3,46 Gewichtsprozent Essigsäure und 0,20 Ge­ wichtsprozent Methacrolein enthält) auf 8 bis 10°C ab und speist sie in einer Menge von 6378 g/Std. am oberen Ende des Absorptionsturms 17 ein.

Am unteren Ende des Absorptionsturms 17 werden 6689 g/Std. einer methacroleinhaltigen Flüssigkeit erhalten, die 3,55 Ge­ wichtsprozent Methacrolein, 14,46 Gewichtsprozent Methacryl­ säure und 3,40 Gewichtsprozent Essigsäure enthält. Am oberen Ende des Absorptionsturms 17 werden 2451 Nl/Std. eines Gases abgezogen, das 60 ppm Methacrolein enthält. Der Methacrolein-Absorptionsturm (Durchmesser 55 mm; Höhe des Füllkörperbereichs 6 m) ist mit einem Mantel versehen und wird bei 5 bis 15°C betrieben. Sowohl das erste als auch das zweite Kondensat werden im mittleren Teil des Methacrolein- Strippturms 31 eingeleitet, während die erhaltene, absorbier­ tes Methacrolein enthaltende Flüssigkeit dem oberen Ende zugeführt wird. Am unteren Ende des Strippturms 31 werden 692 Nl/Std. Stickstoff eingeleitet. Am oberen Ende des Strippturms werden 847 Nl/Std. eines Gases erhalten, das 8,48 Volumenprozent abgestreiftes Methacrolein und 10,0 Vo­ lumenprozent Dampf enthält. Dieses Gas wird auf 280°C er­ hitzt und in den Oxidationsreaktor 3 rückgeführt. Am unteren Ende des Methacrolein-Strippturms 31 erhält man 8183 g/Std. einer Bodenflüssigkeit, die 15,1 Gewichtsprozent Methacryl­ säure, 3,46 Gewichtsprozent Essigsäure und 0,20 Gewichtspro­ zent Methacrolein enthält. Ein Teil der Bodenflüssigkeit (6378 g/Std.) wird als Lösungsmittel für die Methacrolein­ absorption rückgeführt, während der Rest (1805 g/Std.) als Produkt abgezogen wird. Der Strippturm (Durchmesser 55 m, Höhe des Füllkörperbereichs 3 m) ist ein mit Raschig-Ringen gefüllter Edelstahlturm, der mit einem Mantel versehen ist und bei 60 bis 70°C betrieben wird.

Beispiel 2

Das Verfahren wird wie in Beispiel 1 durchgeführt, jedoch läßt man den zweiten Kondensator 11 weg und führt das Kopf­ gas des ersten Kondensators 5 direkt dem unteren Ende des Methacrolein-Absorptionsturms 17 zu, der eine Höhe des Füllkörperbereichs von 6,5 m aufweist. Am oberen Ende des Absorptionsturms 17 wird ein Gas erhalten, das 65 ppm Methacrolein enthält, während am unteren Ende des Turms 6778 g/Std. einer Flüssigkeit anfallen, die 3,52 Gewichts­ prozent absorbiertes Methacrolein, 14,41 Gewichtsprozent Methacrylsäure und 3,34 Gewichtsprozent Essigsäure enthält. Die Zusammensetzungen und Durchsatzmengen in den anderen Bereichen entsprechen im wesentlichen denen von Beispiel 1.

Claims (4)

1. Verfahren zum Abtrennen von Methacrolein und/oder Meth­ acrylsäure aus methacrylsäurehaltigen gasförmigen Reak­ tionsgemischen, die bei der Gasphasenreaktion von Meth­ acrolein und/oder einer Verbindung, die unter den Reak­ tionsbedingungen Methacrolein ergibt, und molekularem Sauerstoff bei erhöhter Temperatur in Gegenwart eines Oxidationskatalysators erhalten worden sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man das gasförmige Reaktionsgemisch aus dem Reaktor, in dem die Gasphasenreaktion durchgeführt worden ist, in einem Kondensator bei einer Temperatur von nicht mehr als 100°C in direkten Gegenstromkontakt mit einem Teil einer kondensierten Flüssigkeit bringt, die am unteren Ende des Kondensators erhalten worden ist, so die Methacrylsäure und den Wasserdampf des Reaktionsgemischs kondensiert und den größeren Teil des Methacroleins sowie nicht kondensierbare Gase von dem Reaktionsgemisch ab­ trennt, das erhaltene Gas am unteren Ende eines Methacro­ lein-Absorptionsturms, der bei einer Temperatur von nicht mehr als 30°C betrieben wird, einleitet, das in dem Gas enthaltene Methacrolein bei einem Flüssigkeits/Gas-Mol­ verhältnis von 8 oder weniger in einer wäßrigen Lösung, die nicht weniger als 5 Gewichtsprozent Methacrylsäure enthält, absorbiert, und die man am oberen Ende des Ab­ sorptionsturms zuführt, die erhaltene methacroleinhaltige wäßrige Methacrylsäurelösung am unteren Ende des Turms abzieht und dem oberen Ende eines Methacrolein-Stripp­ turms, der bei einer Temperatur von 30 bis 100°C betrie­ ben wird, zuführt, gleichzeitig die durch Kondensation des gasförmigen Reaktionsgemisches erhaltene kondensierte Flüssigkeit in den mittleren Teil oder am oberen Ende des Strippturms einleitet und ein Inertgas in einem Flüssig­ keits/Gas-Molverhältnis von 3 bis 30 am unteren Ende des Turms zuführt und aus der methacroleinhaltigen wäßrigen Methacrylsäurelösung oder aus der aus dem Kondensator zu­ geführten kondensierten Flüssigkeit das Methacrolein ab­ trennt und am oberen Ende des Strippturms abzieht und die Methacrylsäure als wäßrige Lösung am unteren Ende des Strippturms abzieht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den direkten Gegenstromkontakt zwischen dem gasförmi­ gen Reaktionsgemisch und einem Teil der vorher in dem Kondensator erhaltenen kondensierten Flüssigkeit bei 100°C oder weniger in mehreren Stufen durchführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Teil der wäßrigen Methacrylsäurelösung vom unteren Ende des Methacrolein-Strippturms als Absorp­ tionslösungsmittel für den Methacrolein-Absorptionsturm einsetzt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das methacroleinhaltige gasförmige Gemisch vom oberen Ende des Methacrolein-Strippturms im Kreislauf zum Einlaß des Oxidationsreaktors zurückführt.