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EP0000391A1 - Verfahren zur Gewinnung von Distickstoffmonoxid - Google Patents

Verfahren zur Gewinnung von Distickstoffmonoxid Download PDF

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Publication number
EP0000391A1
EP0000391A1 EP78100351A EP78100351A EP0000391A1 EP 0000391 A1 EP0000391 A1 EP 0000391A1 EP 78100351 A EP78100351 A EP 78100351A EP 78100351 A EP78100351 A EP 78100351A EP 0000391 A1 EP0000391 A1 EP 0000391A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas mixture
nitrogen
nitrous oxide
oxidation
cooled
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP78100351A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Helmut Dr. Schwarz
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.)
Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
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 Bayer AG filed Critical Bayer AG
Publication of EP0000391A1 publication Critical patent/EP0000391A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/20—Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
    • C01B21/22—Nitrous oxide (N2O)

Definitions

  • the present invention relates to a process for the production of dinitrogen monoxide from the oxidation offgases resulting from the oxidation of cycloalkanols and / or cycloalkanones with nitric acid.
  • oxidation gases produced by oxidation of the corresponding cycloalkanols and / or cycloalkanones contain, in addition to nitrous oxide, other gaseous constituents, such as nitrogen monoxide, nitrogen dioxide, nitrogen, carbon dioxide and water vapor.
  • the oxidation exhaust gases can, for example, be subjected to a pressure wash after removing most of the nitrogen monoxide and nitrogen dioxide.
  • this method is less suitable for the production of nitrous oxide, since the nitrous oxide has only a low water solubility. Even under high pressure, only a few% by weight of dinitrogen monoxide dissolves in water, so that large amounts of water are required to absorb the dinitrogen monoxide. Due to the large amounts of water, e.g. such a separation process would prove to be uneconomical in the case of recirculation.
  • a process has now been found for the production of nitrous oxide from the oxidation offgases formed during the oxidation of cycloalkanols and / or cycloalkanones with nitric acid, which essentially consist of nitrous oxide, nitrogen monoxide, nitrogen dioxide, nitrogen, oxygen, carbon dioxide and water vapor, which is characterized in that that the gas mixture, optionally freed of secondary constituents, such as nitrogen monoxide, nitrogen dioxide and carbon dioxide, is dried and then the pretreated oxidizing exhaust gas is compressed to pressures in the range from 15 to 300 bar and cooled to temperatures in the range from 0 to -88 C, which contains nitrous oxide formed withdrawing the liquid phase, the remaining gas mixture is cooled by expansion and the cooled gas mixture largely freed from dinitrogen monoxide is used for cooling fresh oxidation waste gas.
  • the exhaust gases formed in the oxidation of cycloalkanols and / or cycloalkanones generally contain about 5 to 60% by weight of dinitrogen monoxide.
  • the rest be mainly consists of nitrogen and oxygen (approx. 40 to 90% by weight) as well as small amounts of nitrogen monoxide, nitrogen dioxide, carbon dioxide, water and others (approx. 60 to 10% by weight).
  • This pre-cleaning depends on the later use of nitrous oxide. In all cases it is necessary to dry the oxidation off-gas. This can be carried out by the methods customary in industry, such as absorption on SiO 2 and / or molecular sieves or washing with water-absorbing liquids, and cooling and a combination thereof.
  • a further pre-cleaning of the oxidation gas is necessary if the nitrous oxide to be obtained is to be used as an anesthetic.
  • the secondary components can be used according to known gas purification methods, e.g. be removed from the gas mixture by alkaline or acidic washing or by absorption (cf. DT-AS 2 040 219).
  • this preliminary cleaning can be omitted in whole or in part, since some of the by-products are separated from dinitrogen monoxide by the process according to the invention.
  • the level of the applied pressure depends primarily on the nitrous oxide concentration in the gas mixture and on how large the degree of separation of the nitrous oxide from the gas mixture should be. The rule here is that high deposition rates of nitrous oxide can be achieved by high pressures, even if the original concentration of nitrous oxide in the gas mixture is relatively low.
  • the optimal ratio of pressure, nitrous oxide concentration and deposition rate of nitrous oxide can easily be determined by preliminary tests.
  • the compressed gas mixture is cooled to temperatures in the range from about 0 to about -88 ° C., preferably to -30 to -85 ° C.
  • the nitrous oxide is obtained in liquid form and can be removed as such.
  • the remaining residual gas mixture, largely freed of dinitrogen monoxide, is then used to cool the starting gas mixture.
  • the cooling of the compressed starting gas mixture can be carried out in several stages according to the invention.
  • the procedure can be such that the residual gas mixture largely freed of dinitrogen monoxide is cooled by expansion and used to cool the compressed, pre-cleaned gas mixture coming from the oxidation.
  • the heat exchange takes place in conventional heat exchangers, advantageously in the countercurrent heat exchanger.
  • the cooling process can be described as follows.
  • the gas mixture residual gas mixture
  • the now heated residual gas mixture coming from the last heat exchanger is expanded again in a next expansion stage and thus cooled again. It then serves to further cool the starting gas mixture located in the penultimate heat exchanger. This process can be repeated several times until no further cooling of the residual gas mixture takes place due to the expansion process.
  • the pre-cleaned oxidation exhaust gas coming from the oxidation of the cycloalkanols and / or cycloalkanones is compressed in a compressor (1) and the heat of compression that occurs is removed.
  • the pressurized starting gas mixture then passes through the series-connected counterflow heat exchangers (2) to (5) and is cooled to approx. -85 ° C.
  • the liquid phase obtained in each heat exchanger (2) to (5) is fed to the collecting vessel (10).
  • the pressurized residual gas mixture largely freed of dinitrogen monoxide, is expanded to such an extent that the temperature in the expansion vessel (6) does not fall below a range from -88 to -91 ° C.
  • the cooled and partially expanded residual gas mixture is then fed to the counterflow heat exchanger (5) and thereby cools the compressed starting gas mixture located in (5) to such an extent that nitrous oxide separates from the gas mixture.
  • the now heated residual gas mixture is expanded again in the expansion vessel (7) to a temperature which can be determined using the formula given above. This is followed by renewed heat exchange in the heat exchanger (4), relaxation in the expansion vessel (8) and heat exchange in the heat exchanger (2) again.
  • the generation of refrigeration which can be obtained by relaxing the compressed gas mixture, is known to depend primarily on the pressure of the gas mixture, whereby the material properties of the substances in the gas mixture also play a role (see R. Plank, Handbuch der Kältetechnik, Volume 8) , 5-96).
  • the counterflow heat exchanger (3) is in contact with the refrigerator (9).
  • the relaxation stage (8) can also be implemented with the aid of a relaxation turbine.
  • the liquid phase which enters the collecting container (10) and is condensed out in the heat exchangers (2) to (5) consists essentially of nitrous oxide (approx. 90 to 99% by weight).
  • the liquid phase contains only oxygen and nitrogen as impurities.
  • the pressure is released in a distillation column (11) and the liquid phase is freed from oxygen and nitrogen by distillation.
  • the pressure is generally set in the distillation column (8) so that it is in the range from about 1 to 20 bar, preferably in the range from 5 to 15 bar.
  • the distillation column (11) can be dispensed with and this can be replaced by an expansion vessel.
  • the resulting gases can also be returned to the process via the compressor (1).
  • the residual gas mixture which has largely been freed from the liquid components, is removed from the last heat exchanger and expanded to 46 bar. It cools down to -90 ° C. This gas is now used for countercurrent cooling of the high pressure gas in the 5th heat exchanger.
  • the gas mixture is cooled to -55 0 C by a chiller.
  • Example 2 According to the procedure of Example 1, the nitrous oxide was separated from 2 further gas mixtures containing N 2 0, 0 2 and N 2 .
  • the following tables provide information about the test parameters:
  • the remaining starting mixture occurs at a temperature of -51 0 C in the expansion vessel 6 and is expanded there to a pressure of 14.6 bar. It cools down to -81 ° C. This gas is fed to the counterflow heat exchanger. It warms up and is expanded to 2 bar in the expansion vessel 7. The temperature drops to -80 ° C. This cold gas stream is also fed to the heat exchanger 3.
  • the liquid entering the collecting vessel 10 from the heat exchangers 2 and 3 is expanded to normal pressure.
  • the resulting amount of gas is also used to cool the starting gas mixture in the heat exchanger 3.
  • This N 2 0 gas mixture can be returned to the process via the compressor 1.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Distickstoffmonoxid aus den bei der Oxidation von Cycloalkanolen und/oder Cycloalkanonen mit Salpetersäure entstehenden Oxidationsabgasen, die im wesentlichen aus Distickstoffmonoxid, Stickstoffoxid, Stickstoffdioxid, Stickstoff, Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf bestehen. Dabei wird zunächst das Gasgemisch von Nebenbestandteilen, wie Stickstoffoxid, Stickstoffdioxid, Kohlenstoffdioxid und Wasser befreit und anschliessend das vorgereinigte Oxidationsabgas auf Drucke im Bereich von 40 bis 300 bar komprimiert und auf Temperaturen im Bereich von 0 bis -88°C abgekühlt. Die entstehende Distickstoffmonoxid enthaltende flüssige Phase wird abgezogen, das verbleibende Gasgemisch durch Entspannen abgekühlt und das abgekühlte von Distickstoffmonoxid weitgehend befreite Gasgemisch zur Kühlung von frischem Oxidationsgas verwendet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Distickstoffmonoxid aus den bei der Oxidation von Cycloalkanolen und/oder Cycloalkanonen mit Salpetersäure entstehenden Oxidationsabgasen.
  • Die bei der Herstellung von Dicarbonsäuren, z.B. Adipinsäure, durch Oxidation der entsprechenden Cycloalkanole und/oder Cycloalkanone entstehenden Oxidationsabgase enthalten neben Distickstoffmonoxid noch andere gasförmige Bestandteile, wie Stickstoffmonoxid, Stickstoffdioxid, Stickstoff, Kohlendioxid und Wasserdampf.
  • Um das Distickstoffmonoxid, das z.B. als Anästhetikum in großen Mengen Verwendung findet, aus den Abgasen der Cycloalkanol/Cycloalkanon-Oxidation zu gewinnen, kann man die Oxidationsabgase nach Entfernen des größten Teils an Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid beispielsweise einer Druck-Wäsche unterziehen CS-PS 153 889 und 161 507).
  • Dieses Verfahren ist jedoch für die Gewinnung von Distickstoffmonoxid weniger geeignet, da das Distickstoffmonoxid nur eine geringe Wasserlöslichkeit besitzt. Selbst unter hohem Druck lösen sich nur wenige Gew.-% Distickstoffmonoxid im Wasser, so daß zur Absorption des Distickstoffmonoxids große Wassermengen benötigt werden. Durch die großen Wassermengen, die z.B. bei Kreislaufführung umgewälzt werden müssen, würde sich ein solches Trennverfahren unwirtschaftlich gestalten.
  • Es wurde nun ein Verfahren zur Gewinnung von Distickstoffmonoxid aus den bei der Oxidation von Cycloalkanolen und/ oder Cycloalkanonen mit Salpetersäure entstehenden Oxidationsabgasen, die im wesentlichen aus Distickstoffmonoxid, Stickstoffmonoxid, Stickstoffdioxid, Stickstoff, Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf bestehen, gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das gegebenenfalls von Nebenbestandteilen, wie Stickstoffmonoxid, Stickstoffdioxid und Kohlendioxid befreite Gasgemisch trocknet und anschließend das vorbehandelte Oxidationsabgas auf Drucke im Bereich von 15 bis 300 bar komprimiert und auf Temperaturen im Bereich von 0 bis -88 C abkühlt, die dabei entstehende Distickstoffmonoxid enthaltende flüssige Phase abzieht, das verbleibende Gasgemisch durch Entspannen abkühlt und das abgekühlte von Distickstoffmonoxid weitgehend befreite Gasgemisch zur Kühlung von frischem Oxidationsabgas verwendet.
  • Die bei der Oxidation von Cycloalkanolen und/oder Cycloalkanonen entstehenden Abgase enthalten im allgemeinen etwa 5 bis 60 Gew.-% Distickstoffmonoxid. Der Rest besteht überwiegend aus Stickstoff und Sauerstoff (ca. 40 bis 90 Gew.-%) sowie in geringen Mengen aus Stickstoffmonoxid, Stickstoffdioxid, Kohlenstoffdioxid, Wasser u.a. (ca. 60 bis 10 Gew.-%).
  • Zur Gewinnung von Distickstoffmonoxid ist es zweckmäßig, daß Oxidationsabgas einer Vorreinigung zu unterwerfen.
  • Der Umfang dieser Vorreinigung richtet sich nach der späteren Verwendung des Distickstoffmonoxids. In allen Fällen ist es notwendig, das Oxydationsabgas zu trocknen. Dies kann durch die in der Technik üblichen Methoden, wie z.B. Absorption an Si02 und/oder Molekularsieben oder Wäsche mit wasserabsorbierenden Flüssigkeiten sowie Kühlung und Kombination hiervon durchgeführt werden.
  • Eine weitere Vorreinigung des Oxydationsgases ist erforderlich, wenn das zu gewinnende Distickstoffmonoxid als Anästhetikum verwendet werden soll.
  • Dabei können die Nebenbestandteile nach bekannten Methoden der Gasreinigung, z.B. durch alkalische oder saure Wäsche oder durch Absorption, aus dem Gasgemisch entfernt werden (vgl. DT-AS 2 040 219).
  • Wenn für sonstige chemische Verwendung eine sehr hohe Reinheit des Distickstoffmonoxid nicht gefordert wird, kann diese Vorreinigung ganz oder teilweise unterbleiben, da ein Teil der Nebenprodukte durch das erfindungsgemäße Verfahren von Distickstoffmonoxid abgetrennt wird.
  • Das so vorgereinigte Oxydationsabgas, entweder nur getrocknet oder ganz oder teilweise von den sonstigen Nebenbestandteilen befreit, im folgenden Ausgangsgasgemisch genannt, wird nun nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auf etwa 15 bis etwa 300 bar, vorzugsweise auf 25 bis 200 bar, komprimiert. Dabei richtet sich die Höhe des angelegten Druckes in erster Linie nach der Distickstoffmonoxid-Konzentration im Gasgemisch und danach, wie groß der Abscheidungsgrad des Distickstoffmonooxids aus dem Gasgemisch sein soll. Es gilt hierbei die Regel, daß hohe Abscheidungsraten an Distickstoffmonoxid durch hohe Drucke erzielt werden können, auch wenn die ursprüngliche Konzentration an Distickstoffmonoxid im Gasgemisch relativ gering ist. Das optimale Verhältnis von Druck, Distickstoffmonoxid-Konzentration und Abscheidungsrate an Distickstoffmonoxid läßt sich leicht durch Vorversuche ermitteln.
  • Zur Abtrennung des Distickstoffmonoxids aus dem vorgereinigten Oxidationsabgas wird das komprimierte Gasgemisch auf Temperaturen im Bereich von etwa 0 bis etwa -88°C, vorzugsweise auf -30 bis -85°C, abgekühlt. Dabei fällt das Distickstoffmonoxid in flüssiger Form an und kann als solches entnommen werden. Das zurückbleibende, von Distickstoffmonoxid weitgehend befreite, Restgasgemisch wird dann zur Kühlung des Ausgangsgasgemisches verwendet.
  • Die Abkühlung des komprimierten Ausgangsgasgemisches kann erfindungsgemäß in mehreren Stufen durchgeführt werden. Dabei kann so vorgegangen werden, daß das von Distickstoffmonoxid weitgehend befreite Restgasgemisch durch Entspannen abgekühlt und zur Kühlung des komprimierten, von der Oxidation kommenden, vorgereinigten Gasgemisches verwandt wird. Der Wärmeaustausch erfolgt in üblichen Wärmeaustauschern, vorteilhafterweise im Gegenstromwärmeaustauscher.
  • Der Kühlprozeß läßt sich folgendermaßen beschreiben. Das von Distickstoffmonoxid weitgehend befreite Gasgemisch (Restgasgemisch), das aus der ersten Entspannungstufe kommt, wird in den letzten Wärmetauscher, in dem sich das komprimierte Ausgangsgasgemisch befindet, eingeleitet. Das aus dem letzten Wärmetauscher gelangende nunmehr erwärmte Restgasgemisch wird in einer nächsten Entspannungsstufe erneut entspannt und damit wieder abgekühlt. Es dient dann zur weiteren Kühlung des sich im vorletzten Wärmetauscher befindlichen Ausgangsgasgemisches. Dieser Vorgang kann sich mehrmals wiederholen bis durch den Entspannungsprozeß keine weitere Abkühlung des Restgasgemisches mehr erfolgt.
  • Wenn preiswerte Kälte zur Verfügung steht, kann diese dem Prozeß durch Zuschaltung einer Kältemaschine zugeführt werden. Auch ist es möglich, die Kälteleistung, die durch die Entspannung erzeugt wird, durch Anwendung einer Entspannungsturbine zu vergrößern.
  • Erfindungsgemäß wird bei der stufenweisen Entspannung des Restgasgemisches so vorgeqangen, daß die Temperatur des Restgasgemisches bei der ersten Entspannung im Bereich von etwa -86°C bis etwa -92°C, vorzugsweise bei -89oC bis -91°C liegt. Bei den folgenden Entspannungsstufen kann die Temperatur um so tiefer sein, je wärmer das zu kühlende Ausgangsgasgemisch an der kältesten Stelle des betreffenden Wärmetauschers ist. Als Regel für die zweckmäßigerweise einzuhaltende Temperatur Tk des entspannten Restgasgemisches kann folgende Formel dienen:
    Figure imgb0001
    wobei
    • Tw die Temperatur des zu kühlenden Ausgangsgasgemisches an der kältesten Stelle des Wärmetauschers ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann anhand der Abbildung illustriert werden.
  • Das vorgereinigte, von der Oxidation der Cycloalkanole und/oder Cycloalkanone kommende Oxidationsabgas wird in einem Kompressor (1) komprimiert und die dabei auftretende Kompressionswärme abgeführt. Das unter Druck stehende Ausgangsgasgemisch durchläuft dann die in Reihe geschalteten Gegenstromwärmetauscher (2) bis (5) und wird dabei auf ca. -85°C abgekühlt. Die in jedem Wärmetauscher (2) bis (5) anfallende flüssige Phase wird dem Sammelgefäß (10) zugeführt. In dem Entspannungsgefäß (6) wird das unter Druck stehende, von Distickstoffmonoxid weitgehend befreite Restgasgemisch so weit entspannt, das die Temperatur in dem Entspannungsgefäß(6 ) einen Bereich von -88 bis -91°C nicht unterschreitet. Das abgekühlte und teilweise entspannte Restgasgemisch wird dann dem Gegenstromwärmetauscher (5) zugeführt und kühlt dabei das sich in (5) befindliche komprimierte Ausgangsgasgemisch so weit ab, daß sich aus dem Gasgemisch Distickstoffmonoxid abscheidet. Das nunmehr erwärmte Restgasgemisch wird im Entspannungsgefäß (7) wieder entspannt bis auf eine Temperatur, die nach der oben angegebenen Formel bestimmt werden kann. Es folgt erneuter Wärmetausch im Wärmetauscher(4) , Entspannung im Entspannungsgefäß (8) und wieder Wärmetausch im Wärmetauscher (2). Die Kälteerzeugung, die man durch Entspannen des komprimierten Gasgemisches gewinnen kann, hängt bekanntlich in erster Linie vom Druck des Gasgemisches ab, wobei noch die Stoffeigenschaften der sich im Gasgemisch befindlichen Stoffe eine Rolle spielen (vgl. R. Plank, Handbuch der Kältetechnik, Band 8, 5-96).
  • Die hier beispielhaft beschriebene Anordnung von mehreren Gegenstromwärmetauschern kann auch so ausgeführt werden, daß in einem Gegenstromwärmetauscher mehrere getrennte Rohrbündel eingebaut sind, die von unterschiedlichen Gasströmen beaufschlagt simultan das Ausgangsgasgemisch abkühlen (s. Beispiel 3).
  • Man kann davon ausgehen, daß bei Gasgemischen, die etwa 20 Gew.-% Distickstoffmonoxid enthalten, durch eine Komprimierung auf mehr als 200 bar, eine Kälteleistung durch .Entspannung gewonnen werden kann, die ausreicht, um den Kältebedarf zur Gewinnung des größten Teiles des Distickstoffmonoxids zu decken. Ist der Kältebedarf größer als er durch den Entspannungsprozeß zur Verfügung gestellt werden kann, so ist es zweckmäßig, den zusätzlichen Kältebedarf durch Verwendung von Kältemaschinen und/oder Entspannungsturbinen zu decken.
  • So steht beispielsweise der Gegenstromwärmetauscher (3) mit der Kältemaschine (9) in Kontakt. Auch die Entspannungsstufe (8) kann mit Hilfe einer Entspannungsturbine realisiert werden.
  • Die in den Sammelbehälter(10) gelangende, in den Wärmetauschern (2) bis (5) auskondensierte flüssige Phase besteht im wesentlichen aus Distickstoffmonoxid (ca. 90 bis 99 Gew.-%).
  • Daneben sind in der flüssigen Phase noch Anteile der Nebenbestandteile (ca. 1 - 10 Gew.-%) gelöst.
  • Geht man von einem Ausgangsgemisch aus, das von Stickstoffmonoxid,Stickstoffdioxid und Kohlendioxid befreit wurde, dann enthält die flüssige Phase nur noch Sauerstoff und Stickstoff als Verunreinigung.
  • Zur Entfernung dieser in der flüssigen Phase gelösten Gase wird in einer Destillationskolonne (11)entspannt und in dieser durch Destillation die flüssige Phase von Sauerstoff und Stickstoff befreit.
  • Es kann zweckmäßig sein, gegebenenfalls die aus der Destillationskolonne (11)kommenden Dämpfe in den Kondensator (12) nur teilweise zu kondensieren und nur die Restgase über den Kompressor (1) in den Prozeß zurückzuführen. Der Druck wird im allgemeinen in der Destillationskolonne (8) so eingestellt, daß er im Bereich von etwa 1 bis 20 bar, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 15 bar, liegt.
  • Ist das Verfahren darauf abgestellt, nebenprodukthaltige N20 zu gewinnen, dann kann auf die Destillationskolonne (11) verzichtet und diese durch ein Entspannungsgefäß ersetzt werden. Die hierbei entstehenden Gase können auch über den Kompressor (1) in den Prozeß zurückgeführt werden.
  • Die Beispiele dienen zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens ohne es jedoch auf diese Beispiele zu beschränken.
    • Beispiel I
  • 100 kg eines Gasgemisches aus N20, N2 und 02, das 27 Gew.-N20 enthält, werden auf einen Druck von 60 bar komprimiert und auf eine Temperatur von 30°C gekühlt. Dieses komprimierte Gas wird in 5 hinereinander geschaltete Wärmetauscher gepumpt, in denen es bis auf -85oC abgekühlt wird. Dabei kondensieren 26,4 kg rohes N20, das auf den Kopf einer Destillationskolonne gegeben wird, die unter einem Druck von 15 bar steht. Am Sumpf dieser Kolonne werden 25,4 kg reines Distickstoffoxid abgenommen.
  • Das aus dem Kopf der Destillationskolonne entweichende Gas wird dem Prozeß wieder zugeführt.
  • Das von den flüssigen Anteilen weitgehend befreite Restgasgemisch wird aus dem letzten Wärmetauscher entnommen und auf 46 bar entspannt. Dabei kühlt es sich auf -90°C ab. Dieses Gas wird nun zur Gegenstromkühlung des Hochdruckgases im 5. Wärmetauscher benutzt.
  • Weitere Entspannungen des weitgehend von N20 befreiten Restgasgemisches erfolgen beim Übergang vom 5. auf den 4. und vom 3. auf den 1. Wärmetauscher. Die dabei eingestellten Drucke betragen 30, 10 und 1 bar.
  • An den kalten Enden der Gegenstromwärmetauscher (WMT) stellten sich im Ausgangsgasgemisch folgende Temperaturen ein:
    Figure imgb0002
  • Diesen stehen im Restgasgemisch gegenüber:
    Figure imgb0003
  • In dem 2.Wärmetauscher wird das Gasgemisch durch eine Kältemaschine auf -550C gekühlt.
    • Beispiel 2
  • Nach dem Verfahren des Beispiels 1 wurde aus 2 weiteren Gasgemischen, die N20, 02 und N2 enthalten, das Distickstoffoxid abgetrennt. Die folgenden Tabellen liefern die Informationen über die Versuchsparameter:
    Figure imgb0004
    Figure imgb0005
    • Temperaturen und Druck in den Wärmetauschern
  • Figure imgb0006
    Figure imgb0007
    • Beispiel 3
  • 78 kg eines Gasgemisches, das zu 65 Gew.-% aus N20, 5 % aus NOx, 4 % aus C02 und 26 % aus Stickstoff besteht, werden auf 27 bar komprimiert und im Wärmetauscher 2 (vgl. Figur 2) mit Hilfe einer Kältemaschine auf -45°C abgekühlt. Die hier entstehende flüssige Phase wird dem Sammelgefäß 10 zugeleitet. Dieses Ausgangsgasgemisch wird im Wärmetauscher 3 weiter abgekühlt. Die dazu notwendige Wärmemenge wird durch mehrstufiges Entspannen des restlichen Ausgangsgasgemisches nach Abtrennung der ausgefallenen flüssigen Phase erzeugt.
  • Das restliche Ausgangsgemisch tritt mit einer Temperatur von -510C in das Entspannungsgefäß 6 ein und wird dort auf einem Druck von 14.6 bar entspannt. Es kühlt sich dabei auf -81°C ab. Dieses Gas wird dem Gegenstromwärmetauscher zugeführt. Es wärmt sich dabei auf und wird im Entspannungsgefäß 7 auf 2 bar entspannt. Dabei sinkt die Temperatur auf -80°C. Auch dieser kalte Gasstrom wird dem Wärmetauscher 3 zugeführt.
  • Die im Sammelgefäß 10 einlaufende Flüssigkeit aus den Wärmetauschern 2 und 3 wird auf Normaldruck entspannt. Die dabei entstehende Gasmenge wird ebenfalls zur Kühlung des Ausgangsgasgemisches im Wärmetauscher 3 benutzt. Dieses N20-Gasgemisch kann über den Kompressor 1 dem Prozeß wieder zugeführt werden.
  • Aus dem Sammelgefäß 2 werden 50 kg Distickstoffmonoxid entnommen, das 1,7-Gew.-% NOx und 5 Gew.-% C02 enthält.

Claims (1)

1. Verfahren zur Gewinnung von Distickstoffmonoxid aus den bei der Oxidation von Cycloalkanolen und/oder Cycloalkanonen mit Salpetersäure entstehenden Oxidationsabgasen, die im wesentlichen aus Distickstoffmonoxid, Stickstoffoxid, Stickstoffdioxid, Stickstoff, Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß man das gegebenenfalls von Nebenbestandteilen, wie Stickstoffmonoxid, Stickstoffdioxid und Kohlendioxid befreite Gasgemisch trocknet und anschließend das vorbehandelte Oxidationsabgas auf Drucke im Bereich von 15 bis 300 bar komprimiert und auf Temperaturen im Bereich von O bis -88°C abkühlt,. die dabei entstehende Distickstoffmonoxid enthaltende flüssige Phase abzieht, das verbleibende Gasgemisch durch Entspannen abkühlt und das abgekühlte von Distickstoffmonoxid weitgehend befreite Gasgemisch zur Kühlung von frischem Oxidationsabgas verwendet.
EP78100351A 1977-07-16 1978-07-11 Verfahren zur Gewinnung von Distickstoffmonoxid Withdrawn EP0000391A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19772732267 DE2732267A1 (de) 1977-07-16 1977-07-16 Verfahren zur gewinnung von distickstoffmonoxid
DE2732267 1977-07-16

Publications (1)

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EP0000391A1 true EP0000391A1 (de) 1979-01-24

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EP78100351A Withdrawn EP0000391A1 (de) 1977-07-16 1978-07-11 Verfahren zur Gewinnung von Distickstoffmonoxid

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EP (1) EP0000391A1 (de)
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DE (1) DE2732267A1 (de)
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