DE3010105A1

DE3010105A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung bzw. umsetzung von alkanolaminen

Info

Publication number: DE3010105A1
Application number: DE19803010105
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. 6800 Mannheim Hammer; Otto Dipl.-Chem. Dr. 6700 Ludwigshafen Hertel; Gerhard Dipl.-Chem. Dr. 6718 Gruenstadt Jeschek; Herbert Dipl.-Chem. Dr. 6710 Frankenthal Mueller; Emil Dipl.-Chem. Dr. 6700 Ludwigshafen Scharf
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1980-03-15
Filing date: 1980-03-15
Publication date: 1981-10-01
Also published as: US4567303A; JPH0139415B2; JPS56150045A

Description

BASF Aktiengesellschaft Ί' O. Z. 0050/03^359

""Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung bzw. Umsetzung von Alkanolaminen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von ungefärbten, auch bei der Lagerung nicht verfärbenden Ethanolaminen aus Ammoniak bzw. umsetzungsfähigen Aminen und Ethylenoxid sowie eine Vorrichtung zur Herstellung bzw. Umsetzung von Alkanolaminen.

" Die an sich farblosen Ethanolamine, insbesondere Di- und Triethanolamin sind als technische Produkte in der Regel durch unbestimmte Beimengungen gelblich bis bräunlich verfärbt. Bei der Lagerung vertieft sich der Farbton gewöhnlich und entwertet so die Alkanolamine für den

* typischen Gebrauchszweck, z.B. im Bereich der Herstellung von Kosmetika, Pharma-Artikeln und tensidhaltigen anderen Hilfsmitteln.

Diese Erscheinung wird noch lästiger dadurch, daß bei der Salzbildung der Amine ein Farbumschlag zu braunen oder blauen, i.a. noch dichteren Tönen eintritt. Die einmal aufgetretene Verfärbung läßt sich übrigens kaum mehr beseitigen, zumal die Destillation von Alkanolaminen bekanntlich hohe Temperaturen und beträchtlichen Trennaufwand

erfordert.

Einen gewissen Hinweis für die Herkunft der Beimengungen liefert die Tatsache, daß die Herstellung der Alkanolamine häufig von starker Korrosion der verwendeten Anlagenteile begleitet ist; besonders Einbauten in Kolonnen und Reaktoren sind gefährdet. Andererseits enthalten selbst tief verfärbte Ethanolamine keine signifikanten Mengen an Schwermetallen. Dem Schrifttum sind keine Hinweise auf die Herkunft der Verfärbungen zu entnehmen.

130040/0158

BASF Aktiengesellschaft —9— " O. Z. 0050/034.359

""Da die Verwendung keramischer oder gläserner Bauteile wegen der notwendigen Drücke und der stark alkalischen Reaktionsgemische praktisch ausscheidet, werden·gegenwärtig übliche Edelstahle zur Herstellung einschlägig verwendbarer Anlagen verarbeitet, überraschenderweise treten auch hier sowohl Korrosion als auch Verfärbungen auf; die letzteren können in gewissem Rahmen nach der DE-AS 28 10 185 durch Zusätze von phosphoriger Säure o.a. beherrscht werden.

Es wurde nun gefunden, daß sich Korrosion und Verfärbungen bei dem besagten Verfahren vermeiden lassen, wenn man anstelle nickellegierter Stähle, d.h. Stählen, deren Korrosionsbeständigkeit durch Zulegieren von Nickel bewirkt wird, im wesentlichen nickelfreie Stähle als Apparatewerkstoff verwendet; vielfach gelingt eine deutliche Verbesserung bei vorhandenen Anlagen schon dadurch, daß man einzelne Bauteile, an denen Korrosion aufgetreten ist, durch solche aus nickelarmem oder nickelfreiem Material ersetzt. Besonders empfehlenswert ist die Verwendung nickelfreier Materialien bei Einbauten wie Füllkörpern, . Wärmetauscherrohren und generell solchen Teilen, die hoher thermischer oder mechanischer Belastung (Strömungsgeschwindigkeit) ausgesetzt sind.

Dieses Ergebnis ist deshalb überraschend, weil die übliche Korrosionsvorprüfung für die Auswahl von geeignetem Apparatematerial im Falle der Alkanolamine den Einsatz von Edelstahl nahelegt und übliche nickelfreie Stähle ausschließt. Offensichtlich verhält sich eine Anlage im praktischen Betrieb anders als nur begrenzte Zeit betriebene Modelle. In Anbetracht der Ergebnisse von Korrosionsprüfungen bedurfte es also der Überwindung eines Vorurteils, um zu Erfindung zu gelangen.

130040/0158

BASF Aktiengesellschaft -.4— 0. Z. 0050/03^359

-Υ

^rDie Empfehlung, besonders das Material für Einbauten im Sinne der Erfindung zu wählen, erlaubt im übrigen eine breitere Auswahl an Materialien: z.B. können hier manchmal Stähle verwendet werden,.die schlecht schweißbar sind, wie gewisse Chromstähle. Besonders geeignet und allgemein verwendbar sind indes ferritische Chromstähle, die außerdem z.B. Molybdän enthalten, wie Cr-Stahl 1803 Mo, T.

Die Erfindung läßt sich überall da anwenden, wo Alkanolamine und insbesondere Ethanolamine als Ausgangsstoffe oder Produkte in erhitzten Reaktionsgemischen auftreten, also bei der eigentlichen Herstellung ebenso wie bei der Auftrennung der Ethanolamine (Destillation) und bei weiterführenden Umsetzungen. Die zur. Herstellung von Ethanolaminen geeigneten Vorrichtungen sind vielfach auch zu deren Welterverarbeitung und zur Herstellung und Weiterverarbeitung höherer Alkanolamine" (z.B. der Propanolamine) geeignet.

Beispiel . ' .

In einer technischen Anlage, deren Reaktor aus gewöhnlichem Stahl und deren Aufarbeitungsteil aus teils gewöhnlichem, teils üblichem Chrom-Nickel-Stahl (V2A) besteht, wird wasserhaltiger Ammoniak mit Ethylenoxid bei 120 bis l40°C und einem Druck von 80 bar umgesetzt.

Im Destillationsteil treten Temperaturen bis l80°C auf, während der Druck stufenweise von 20 bar auf 0,6 mbar zurückgenommen wird.

Nach dem Destillationsergebnis hat die Umsetzung' zu je 60 bzw. 30 bzw. 10 % Mono- bzw. Di- bzw. Triethanolamin (MEA,

DEA, TEA) geführt.
35

130040/0158

-δ-

BASF Aktiengesellschaft -Ά— O. Z. 0050/0^4359

^rDer Materialverlust beträgt jährlich zwischen 1 mm (Normal stahl) und 0,5 mm (Edelstahl).

Die Anlage wurde durch Ersatz von etwa 1000 m Füllkörpern

und 400 m² Wärmeaustauschern (Rohrbündel) aus V2A-Stahl durch solchen aus Cr-Stahl 1803 Mo, T umgerüstet.

Zusätzlich werden die aus Normalstahl bestehenden Verbindungsrohre der Verdampfer im Ammoniakdestillationssystem durch Rohre aus dem schwach Ni-haltigen Stahl 1.4462 ersetzt.

Die Betriebsdaten wurden nicht verändert. Bei den ersetzten Teilen wurde nach einem BeobachtungsZeitraum von 1 Jahr keinerlei Korrosionsabtrag festgestellt.

Die Parbzahlen der Produkte vor und nach Einbau der neuen Anlagenteile sind in der nachfolgenden Tabelle 1 wiedergegeben (Farbzahl nach APHA). 20 Die gleichen Produkte wurden außerdem mit Essigsäure umgesetzt und die Farbzahlen ebenso bestimmt (Tabelle 2, APHA).

130040/0158

BASF Aktiengesellschaft

Ο.Ζ. ΟΟ5Ο/Ο34359

tabelle 1 - Farbzahlen nach APHA

MEA

DEA

15 TEA

	vor Einbau	3 Mon. gela	nach	Einbau	. ge-
	frische	gerte Produkte	frisch	3 Mon
	Produkte			lagert
Prod.		26,8			,1
MEA	11,1	105,5	1,5	3	,8'
DEA	15,8	ca. 350	2,5	4	,5
TEA	82,8	- Färbzahlen nach APHA	5,7	12
Tabelle 2

16,3 32,7 3,1 5,6 32,6 78,1 4,2 7,1 tiefblau (-) schwarzblau (-) 20,3 25

25

iaO04O/0158

Claims

BASF Aktiengesellschaft O. Z. 0050/034359

'Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von Ethanolaralneh durch thermische Umsetzung von Ammoniak oder umsetzungsfähigen Aminen mit Ethylenoxid in stählernen Apparaturen, dadurch gekennzeichnet, daß man im wesentlichen nickelfreie Stähle als Apparatewerkstoff anstelle von Nickelstählen verwendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man korrosionsbeständige Stähle mit weniger als 5 % Nickel verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Im wesentlichen nickelfreie Werkstoffe an einzelnen Stellen verwendet, insbesondere an Stellen, die erfahrungsgemäß der Korrosion unterliegen.
4. Vorrichtung aus korrosions- und druckbeständigem

Apparatewerkstoff zur Herstellung und/oder Umsetzung von Alkanolaminen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus nickelfreien oder nickelarmen Werkstoffen aufgebaut ist. · '7

. l/k ι

39/80 Mu/ro l4.O3.19bO

130040/0158