Wöchentliches Thema: Welche Ursachen führen zu unzulässiger Wasserlöslichkeit, zu hohem Wassergehalt sowie zu oxidativen Eigenschaften von Reinmethanol? 2016.06.06--06.12
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Methanol-Bereich: Wöchentliches Thema – Wir hoffen, dass alle Teilnehmer aktiv mitwirken. Ziel dieser Aktion ist es, das bereits Gelernte wieder aufzufrischen. Im Rahmen der Fragenstellung können die Kenntnisse aller Teilnehmer erweitert werden. So kann man das Gelernte festigen, vergessenes wieder in Erinnerung rufen und bei umstrittenen Punkten intensiver diskutieren – gemeinsam zum Fortschritt kommen. Gibt es irgendwelche Anmerkungen oder Vorschläge, die Sie gerne einbringen möchten, um uns dabei zu helfen, diesen Methanol-Bereich gemeinsam zum Erfolg zu führen und eine gute Plattform für den Austausch untereinander zu schaffen! ! Die Antwortenden erhalten sicherlich eine Belohnung, es gibt spannende Inhalte – die Antworten sind sichtbar. Wöchentliches Thema: Welche Ursachen führen zu unzulässiger Wasserlöslichkeit, zu hohem Wassergehalt sowie zu oxidativen Eigenschaften von Reinmethanol? 2016.06.06--06.12 1. Welche Ursachen führen zu einer unzureichenden Wasserlöslichkeit des Produkts? Wie soll man damit umgehen? Antwort: Wasserlöslichkeit wird auch als Trübheit bezeichnet. Wenn reiner Methanol organische Verunreinigungen enthält, die unlöslich oder nur schwer löslich in Wasser sind, dann fallen diese Verunreinigungen nach Zugabe von Wasser in Form von gelatineartigen Partikeln aus, wodurch eine Trübung entsteht. 1) Die Wasserextraktionsdestillation im Vorturm ist die beste Methode, um diese Verunreinigungen zu entfernen. Die Menge des zugeführten Wassers sollte in der Regel 20 % der Menge der Zutat nicht überschreiten. Weitere Zugabe von Wasser hilft zwar dabei, organische Verunreinigungen zu beseitigen, doch dadurch verringert sich die Produktionskapazität des Vorturms. Deshalb muss die Menge des zugeführten Wassers entsprechend angepasst werden. 2) Die Kontrolle der Temperatur an der Spitze des Vorverdampfers hat ebenfalls einen erheblichen Einfluss auf die Wasserlöslichkeit des Produkts; sie wird in der Regel auf 30–40 °C eingestellt. Mit zunehmender Betriebsdauer des Katalysators in der Syntheseturm muss auch die Temperatur an der Turmspitze entsprechend angepasst werden. 3) Kontrollieren Sie die Bedienung des Hauptturms sorgfältig. Auf der Grundlage der Ergebnisse der Probenanalyse sollte man weiterhin Fuselöle entfernen – so kann verhindert werden, dass diese in das Produkt gelangen und die Trübheit beeinträchtigen. 2. Welche Ursachen führen zu einem zu hohen Wassergehalt im Methanol des Produkts? Antwort: 1) Aus technologischer Sicht kann eine zu hohe Temperatur am Boden des Turms sowie ein zu kleiner Rückflussverhältnis dazu führen, dass die schwereren Bestandteile nach oben steigen und dadurch der Wassergehalt über dem zulässigen Wert liegt. 2) Aus Sicht der Anlage kann ein Leck im Wärmeaustauscher dazu führen, dass der Wassergehalt im Produkt über dem zulässigen Wert liegt. 3) Schäden an den Innenteilen des Hauptdestillationsbehälters sowie eine verringerte Trennleistung führen ebenfalls zu einem erhöhten Wassergehalt. 3. Ursachen und Lösungen für die unzureichende Oxidationsfähigkeit von Methanol im Produkt? Antwort: Oxidationsfähigkeit und Stabilität. Es ist ein Maßstab für den Grad an reduzierenden Verunreinigungen (Potassiumpermanganat-Wert) in reinem Methanol. Ein hoher Wert für Kaliumpermanganat deutet darauf hin, dass der Gehalt an reduzierenden Verunreinigungen im Produkt gering ist. Auch der Gehalt an anderen organischen Verunreinigungen ist sicherlich niedrig. Die wichtigsten Methoden zur Steigerung der Oxidationsfähigkeit sind: Kontrolle der Temperatur am Dach der Destillierkolonne, Anwendung der Extraktdestillation sowie Erhöhung des Rückflussverhältnisses des Hauptreagents
1) Eine unsachgemäße Vorbehandlung führt dazu, dass einige Alkane, die mit Methanol Verbindungen bilden, in das Produkt gelangen und damit die Wasserlöslichkeit des Produkts beeinträchtigen. Maßnahmen zur Behandlung: Die Menge des zur Extraktion verwendeten Wassers wird je nach Qualität des Roh-Methans angepasst, um so die Alkankomplexe als Verunreinigungen durch Extraktion zu entfernen. Die Kondensierungstemperatur im Vorverdampfer wird kontrolliert, damit die leichten Bestandteile problemlos aus dem System entfernt werden können. (2) Bei einer unsachgemäßen Behandlung im Hauptverdampfer gelangen die schweren Bestandteile in das Produkt, was die Wasserlöslichkeit des Produkts beeinträchtigt. Maßnahmen zur Bewältigung des Problems: Es müssen die Bedingungen innerhalb des Turms streng kontrolliert werden. Durch Anpassung der Wärmelast sowie des Rückflussvolumens kann die Temperatur der Empfindlichkeitsplatten gut reguliert werden. Dadurch wird verhindert, dass schwerere Verbindungen nach oben steigen und die Wasserlöslichkeit beeinträchtigen. Zu den Stoffen, deren Wasserlöslichkeit beeinträchtigt wird, gehören in der Regel Ester, Aldehyde, Kohlenwasserstoffe und Ether, deren Siedepunkt dem des Methans ähnelt. Zudem gehören dazu auch die meisten Verbindungen aus der Gruppe C5–C10. Diese bilden mit Methan Azeotropen, die sich im gewonnenen Produkt befinden und somit zu einer unzulässigen Wasserlöslichkeit führen. Der Hauptgrund sind die Betriebsbedingungen des Vorturms, doch Faktoren des Hauptturms werden nicht vollständig ausgeschlossen. Im Allgemeinen können dies die folgenden Gründe sein: 1. Die Menge des zur Extraktion verwendeten Wassers ist nicht geeignet. 2. Die Temperatur des Vor-Kondensators wird nicht richtig gesteuert. 3. Es wurde keine angemessene Menge an Fuselölen gewonnen. 4. Aus dem Vorreinigungs-Rückfluss wird eine kleine Menge an Erstdestillat entnommen. 5. Die Bedienung ist instabil, das System weist Schwankungen auf.
Der Grund für die unzureichende Wasserlöslichkeit des Reinmethans ist: 1. Eine unsachgemäße Vorbereitung im Vorverarbeitungsturm – dabei gelangen einige Alkane, die mit Methan Verbindungen bilden, in das Produkt und beeinträchtigen so seine Wasserlöslichkeit. 2. Die Haupttürme wurden nicht richtig behandelt, wodurch Stoffe in das Produkt gelangten, die die Wasserlöslichkeit des Produkts beeinträchtigen. Der Grund für die unzureichende Oxidationsfähigkeit des Reinmethanols ist: 1. Die vorläufige Destillation führt nicht zu einer vollständigen Entfernung leichter Bestandteile wie Ethern ； 2. Die Menge an Alkali, die in der Vorrektifikationsanlage zugeführt wird, ist zu gering – dadurch werden die leicht zerlegbaren Carbonylverbindungen im Rohmethanol nicht vollständig abgebaut ； 3. Der Gehalt an organischen Verunreinigungen im groben Methanol ist zu hoch; dadurch wird bei der Destillation unter Normaldruck nur eine geringe Menge an Fuselölen gewonnen ； 4. Zu niedriger Rückflussverhältnis in der Druckturm- oder Normaldruckanlage führt dazu, dass die schwereren Bestandteile nach oben steigen ； 5. Die Dampfmenge im Reboiler der Druckturm-Anlage ist zu gering, was dazu führt, dass der Kühlturm nicht richtig funktioniert.
In unserer Fabrik traten Probleme auf, bei denen das aus dem Druckturm gewonnene Wasser unlöslich war. Der Hauptgrund dafür lag darin, dass im Rohmethan zu viele Verunreinigungen vorhanden waren. Der Katalysator wurde ebenfalls verschmutzt – insbesondere durch Eisen, das Carbonylverbindungen bildete. Zudem enthielt das Rohmethan viele Alkane. Auch nach der Vorbehandlung blieben große Mengen an Alkanen sowie Rohmethan übrig, die gemeinsam zu Azeotropen führten. Dadurch war die Löslichkeit des Produkts in Wasser schlecht. Die Anpassungs- und Verarbeitungskapazität der Destillation ist begrenzt.
Ein Grund bei unserem Unternehmen ist, dass eine Kiste mit Rohmethanol über einen längeren Zeitraum gelagert wurde. Dadurch bildeten sich im Methanol Gemische mit Alkanen – sogenannte Azeotropen. Dieses Rohmethanol wurde anschließend in das reine Methanol gegeben, wodurch die Wasserlöslichkeit des reinen Methanols nicht mehr erfüllt wurde.
Der Einfluss der Mengen an Alkalien, ob die Bedingungen im Vorreinigungsbehälter während des Betriebs normal sind, die Qualität des Rohalkohols sowie die Menge an Nebenalkoholen, die gewonnen werden.