TROCKUN GS V ORRICHTUN G Die vorliegende Erfindung betrifft eine Trocknungsvorrichtung zur Verdampfung flüchtiger Bestandteile aus einem zu trocknenden Ausgangsmaterial, ein Verfahren zur Herstellung eines Isocyanats unter Einsatz dieser Trocknungsvorrichtung sowie wie Verwendung der Trocknungsvorrichtung zur Trocknung von Destillationssumpfströmen, ölhaltigen Abfällen, Farb- oder Lackabfällen, Klärschlämmen, mit organischen Verbindungen belasteten Mineralstoffen und Kohleschlämmen. In der Trocknungsvorrichtung werden die verdampften Bestandteile (Brüden) über einen Brüdendom und eine Brüdenleitung in einen Kondensator geführt. Die Trocknungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass im Betrieb derselben partielle Kondensation der Brüden im Brüdendom und/oder in der Brüdenleitung bewusst zugelassen oder herbeigeführt wird und kondensierte Bestandteile der Brüden über zu diesem Zweck im Brüdendom und/oder der Brüdenleitung angebrachte Einrichtungen aus der Trocknungsvorrichtung abgeführt werden.

In vielen Bereichen der Technik kommen Vorrichtungen zum Einsatz, die dem Zweck dienen, aus einem (in der Regel schon sehr viskosen, aber noch fließfähigen) Ausgangsmaterial flüchtige Verbindungen durch Verdampfung zu entfernen, wobei ein an den flüchtigen Verbindungen abgereichertes („getrocknetes“) Material erhalten wird, das als Feststoff oder hochviskose Flüssigkeit anfällt. Solche Vorrichtungen werden meist als Trockner oder Trocknungsreaktoren bezeichnet, auch wenn sie längst nicht immer einem„Trocknen“ im Sinne einer Entwässerung dienen. Bekannte Trocknertypen sind produktumschaufeinde Vakuumtrockner mit horizontaler Welle (siehe z. B. EP 0 626 368 Al), Drehrohre, Scheibentrockner (siehe z. B. EP 0 289 647 Al), Bandtrockner, Granulierschnecken und Wirbelbett-Trockner (siehe z. B. WO 2012/159736 Al).

So fallen beispielsweise in vielen Industriezweigen Destillationssumpfströme an, die neben den hochsiedenden Bestandteilen des Ausgangsgemisches der Destillation auch einen gewissen Anteil an leichter flüchtigen Komponenten enthalten, die oftmals bewusst nicht vollständig abdestilliert werden, um den Destillationssumpffstrom auch bei mäßigen Temperaturen noch fließfähig zu halten, was für eine kontinuierlich durchgeführte Destillation unabdingbar ist.

Beispiele hierfür finden sich in der Herstellung von Isocyanaten durch Phosgenierung und in der Herstellung von deren Vorläuferverbindungen, den korrespondierenden primären Aminen.

Konkret seien Destillationssumpfströme, die in der Herstellung von Toluylendiisocyanat (fortan TDI) und dessen Amin- Vorläufer Toluylendiamin (fortan TDA) anfallen, genannt. In beiden Fällen enthalten solche Destillationssumpfströme neben hochsiedenden Nebenkomponenten (oft als Destillationsrückstand oder kurz Rückstand bezeichnet) regelmäßig beträchtliche Anteile an Wertprodukt (TDI bzw. TDA). Beispielhaft seien die Patentanmeldungen DE 10 2012 108 261 Al (Knetertrockner), EP 2 540 702 A2 (Wirbelbett-Trockner) und WO 2018/114846 Al (verschiedene Trocknertypen) genannt, welche sich mit der Aufarbeitung von TDI-Rückständen befassen. Als Beispiel für den Einsatz eines produktumschaufeinden Vakuumtrockners mit horizontaler Welle sei die europäische Patentanmeldung EP 0 626 368 Al genannt. Diese Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von reinen, destillierten Isocyanaten durch Umsetzung der entsprechenden Amine mit Phosgen in einem geeigneten Lösungsmittel und mehrstufige, destillative Aufarbeitung in reine Isocyanate, reines Lösungsmittel und einen Anteil an Rückstand, wobei dieser Rückstand kontinuierlich aufgearbeitet wird. Die Aufarbeitung ist dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Destillationsprozess erhaltene Rückstand kontinuierlich zusammen mit 2 bis 50 Gew.-% hochsiedenden Kohlenwasserstoffen, vorzugsweise Bitumen, die unter den Destillationsbedingungen inert sind, einem beheizten, produktumschaufeinden Vakuumtrockner mit horizontaler Wehe zugeführt wird, der Anteil an noch im Rückstand vorhandenen Isocyanaten bei Temperaturen von 160 bis 280 °C und Drücken von 2 bis 50 mbar kontinuierlich abdestilliert wird und der verbleibende Rückstand als rieselfähiges, nicht staubendes Granulat kontinuierlich ausgetragen, gegebenenfalls abgekühlt und gegebenenfalls nach Mahlung einer Verbrennung zugeführt wird. Im Beispiel wird ein flüssiges Gemisch aus 67,4 Gew.-% meta-TDI, 29,1 Gew.-% polymerem Rückstand und 3,5 Gew.-% Lösungsmittel einem auf 240 °C Innentemperatur erhitzten und auf einen Druck von 12 mbar evakuierten Trockner der beschriebenen Art an drei Stehen von oben zugeführt. An dem den Eintragsstehen gegenüberliegenden Ende des Trockners wird getrocknetes Granulat unten über eine Zellradschleuse ausgetragen, während ein Gemisch aus TDI und Lösungsmittel an zwei Stehen oben abgeführt wird. Eine gezielte partielle Kondensation von Brüden in einem Brüdendom und/oder einer Brüdenleitung wird in dieser Patentanmeldung nicht offenbart. Lediglich als eine Art Nebenaspekt wird erwähnt, dass im angeschlossenen Brüdensystem anfallendes Kondensat zur Entfernung von gegebenenfalls auftretenden Staubablagerungen an dessen Wänden getrennt abgeführt wird. Es geht hieraus nicht hervor, an welcher Stelle des Brüdensystems und unter welchen Bedingungen Kondensat anfällt (oder ob überhaupt regelmäßig Kondensat anfällt).

Auch in der Raffination von Rohöl verbleiben nach Abtrennung der destillierbaren Erdölfraktionen, die zur Herstellung wertvoller Substanzen wie Heizgas, Autogas (LPG), Autokraftstoffe, Lösungsmittel und Kerosin Verwendung finden, Rückstände. Solche Rückstände können beispielsweise in eine Koker- Anlage geleitet und„gecrackt", d. h. bei hohen Temperaturen (z. B. 500 °C) chemisch in Substanzen mit niedrigerer Molmasse aufgebrochen werden. Als Alternative hierzu wird in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2017 103 363 Al (auch veröffentlicht als WO 2018/149951A1) vorgeschlagen, solche Rückstände in einem Knetertrockner (auch als Mischkneter oder Kneterreaktor bezeichnet), einem Vakuum mit einem Druck von 10 mbar oder weniger und einer Temperatur von mindestens 300 °C auszusetzen, um die flüchtigen Bestandteile (die wertvolle Produkte umfassen), die durch die vorherigen Destillationsschritte nicht entfernt werden konnten, über eine Dampfverbindung abzusondern und die verbleibenden nicht flüchtigen Stoffe durch eine Austragsvorrichtung abzuführen. Mit der Aufarbeitung von Raffinationsrückständen unter Einsatz von Mischknetern befasst sich auch die internationale Patentanmeldung WO 2016/078994 Al.

Ebenso finden Trocknungsvorrichtungen wie eingangs beschrieben in der Aufarbeitung von Abfallprodukten wie ölhaltigen Abfällen, Färb- oder Lackabfällen und Klärschlämmen Anwendung. Gleiches gilt für die Entwässerung von Kohleschlämmen, die beispielsweise durch die hydrothermale Karbonisierung von Biomasse erhalten werden. Die deutsche Patentanmeldung DE OS 39 12 586 beschreibt ein Verfahren und eine Regenerationseinrichtung zur thermischen Behandlung wie z. B. Trocknung, Verschwelung oder Vergasung pastöser oder schlammartiger Substanzen (wie zum Beispiel grubenfeuchter Kohle) in einem beheizten Reaktor wie z. B. einem Wirbelbettreaktor. Das aus dem Reaktor als Gasphase abströmende Medium weist kondensierbare Dämpfe auf, die kondensiert werden, wodurch das Medium wiederverwendbar und über ein Kreislaufgebläse (3, vgl. die Abbildung) dem Reaktor wieder zugeführt wird. Ein Rekuperationswärmetauscher (4), der als Enthitzer bzw. Wiedererhitzer geschaltet ist, ist zwei in Reihe angeordneten Kondensatoren (2) vorgeschaltet, sodass diese mit gesättigtem Medium beaufschlagt werden und das Kreislaufgebläse (3) von trockenem Medium durchströmt wird. Im Wärmetauscher (4) erfolgt also eine Abkühlung der dem Reaktor entströmenden Gasphase durch Wärmeaustausch mit den die Kondensatoren verlassenden kalten Brüden (ohne stofflichen Kontakt der Gasphase mit den kalten Brüden; auch als indirekter Wärmeaustausch bezeichnet), welche dadurch quasi überhitzt werden und so dem Reaktor ohne die Gefahr einer Tröpfchenbildung wieder zugeführt werden können. Bei dieser Abkühlung der dem Reaktor entströmenden Gasphase eventuell gebildete flüssige Anteile derselben werden gemeinsam mit den gasförmigen verbliebenen Anteilen den Kondensatoren zugeführt und nicht über eine Ablaufeinrichtung abgeführt. Eine gezielte partielle Kondensation von Brüden in einem Brüdendom und/oder einer Brüdenleitung zwecks Vermeidung von Ablagerungen wird in dieser Patentanmeldung nicht offenbart.

Ein weiteres Anwendungsgebiet für derartige Apparate ist die thermische Behandlung von organisch belasteten Mineralstoffen, insbesondere von entsprechend kontaminiertem Erdreich, um die belastenden Stoffe auszutreiben. Ein entsprechendes Verfahren ist in der deutschen Patentanmeldung DE 42 00 890 Al beschrieben. Es wird eine Trocknungseinheit beschrieben (siehe FIG. 3), wobei der Trockner selbst als Scheibentrockner ausgebildet ist. Der Trockner wird über ein Wärmeölsystem (10) mit der notwendigen Wärmeenergie versorgt. Die einzelnen chemischen Produkte und der Wasserdampf verlassen den Trockner (3) über einen Brüdendom und von dort über eine Leitung (33) und werden mehreren in Reihe geschalteten Niederschlagsapparaten (27) zugeführt. Diese Niederschlagsapparate bestehen aus Kondensatoren (28, 29) und beheizten Sammelgefäßen (30, 31), wobei an den letzten Kondensator (29) eine Vakuumeinheit (32) angeschlossen ist. Zwischen den Kondensatoren 28 und 29 befinden sich noch ein Dampferzeuger (35) und ein Warmwassererzeuger (36), in welchen selbstverständlich auch eine Abkühlung der Brüden erfolgt. Eine gezielte partielle Kondensation von Brüden im Brüdendom und/oder der Brüdenleitung zwischen Brüdendom und dem in Strömungsrichtung ersten Kondensator (28) wird in dieser Patentanmeldung nicht offenbart.

Üblicherweise ist man im Stand der Technik bemüht, die verdampften flüchtigen Bestandteile (Brüden) des zu trocknenden Ausgangsgemisches möglichst ohne wieder zu kondensieren aus dem Trockner abzuführen, da ein Zurückfließen etwa von an relativ kalten Oberflächen kondensierten Bestandteilen in die trocknende Masse unerwünscht ist. Außerdem befürchtete man die Bildung von festen Ablagerungen an solchen relativ kalten Oberflächen. Daher sind üblicherweise alle Oberflächen, die mit den anfallenden Brüden in Kontakt treten können (insbesondere ein auf dem eigentlichen Trockenraum angeordneter Brüdendom und die Austragsleitung für die Brüden), mindestens gut isoliert und oftmals sogar begleitbeheizt. Dies ist auch in der bereits erwähnten deutschen Patentanmeldung DE 42 00 890 Al der Fall, wo es in Spalte 6, Zeilen 47 bis 51 ausdrücklich heißt, dass die„aus der Trocknungseinheit, d. h. dem Trockner (3) austretenden flüchtigen Bestandteile ... in einem beheizten Rohrleitungssystem, d. h. der Leitung (33) zu den entsprechenden Niederschlagsapparaten (27) geführt“ werden.

Die betriebliche Praxis hat jedoch gezeigt, dass die Isolierung oder sogar Beheizung dieser Einrichtungen längst nicht immer den gewünschten Erfolg zeigt, sondern sich trotzdem Ablagerungen bilden können, die im Extremfall sogar dazu führen können, dass der Trocknungsvorgang in regelmäßigen Abständen unterbrochen und die Apparate wiederholt gereinigt werden müssen. Es bestand daher ein Bedarf an weiteren Verbesserungen auf diesem Gebiet der Technik.

Dem geschilderten Bedarf Rechnung tragend ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine

Trocknungs Vorrichtung (1000) eingerichtet zur (kontinuierlichen) Durchführung eines Trocknungs Vorgangs eines zu trocknenden Ausgangsmaterials (10) unter Erhalt eines getrockneten Materials (20) und einer Dampfphase (30, = Brüden), aufweisend:

einen Trockner (100) umfassend einen beheizbaren Trockenraum (110) mit (mindestens) einer Eintragsöffnung (120) für das Ausgangsmaterial (10), (mindestens) einer Austragsöffnung (130) für das getrocknete Material (20) und (mindestens) einem Durchlass (140) für die Dampfphase (30), wobei der Durchlass in (mindestens) einen Brüdendom (150) mündet, welcher eine Austragsöffnung (160) für die Dampfphase aufweist;

(mindestens) einen der Austragsöffnung für die Dampfphase nachgeschalteten Kondensator;

eine Brüdenleitung (200), welche die Austragsöffnung (160) für die Dampfphase (30) mit dem Kondensator (300) verbindet; wobei

(i) der Brüdendom (150), nicht jedoch die Brüdenleitung (200), so eingerichtet ist, dass in diesem (d. h. im Brüdendom (150)) während des Trocknungsvorgangs (kontinuierlich) eine partielle Kondensation der Dampfphase stattfindet, oder

(ii) die Brüdenleitung (200), nicht jedoch der Brüdendom (150), so eingerichtet ist, dass in dieser (d. h. in der Brüdenleitung (200)) während des Trocknungsvorgangs (kontinuierlich) eine partielle Kondensation der Dampfphase stattfindet, oder

(iii) der Brüdendom (150) und die Brüdenleitung (200) so eingerichtet sind, dass in diesen (d. h. im Brüdendom (150) und in der Brüdenleitung (200)) während des Trocknungsvorgangs (kontinuierlich) eine partielle Kondensation der Dampfphase stattfindet,

wobei

im Fall (i) im Inneren des Brüdendoms (150),

im Fall (ii) im Inneren der Brüdenleitung (200) und

im Fall (iii) im Inneren des Brüdendoms (150) und im Inneren der Brüdenleitung (200) eine Ablaufeinrichtung (151, 201) für in der partiellen Kondensation verflüssigte Bestandteile (31, 32) der Dampfphase (30) angeordnet ist, wobei die Ablaufeinrichtung so eingerichtet ist, dass die in der partiellen Kondensation verflüssigten Bestandteile (31, 32) durch eine Austragsöffnung (152, 202)

aus dem Brüdendom (im Fall (i)),

aus der Brüdenleitung (im Fall (ii)) oder

aus dem Brüdendom und aus der Brüdenleitung (im Fall (iii))

abgeführt und so von in der partiellen Kondensation nicht verflüssigten Bestandteilen der Dampfphase getrennt werden (die in der partiellen Kondensation verflüssigten Bestandteile (31, 32) werden also aus der Trocknungsvorrichtung (1000) herausgeführt und nicht etwa wieder in den Trockenraum (110) zurückgeführt).

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Isocyanats durch Phosgenierung des zu dem herzustehenden Isocyanat korrespondierenden primären Amins unter Erhalt eines das herzustehende Isocyanat umfassenden, flüssigen rohen Verfahrensprodukts, umfassend die destillative Aufarbeitung dieses flüssigen rohen Verfahrensprodukts unter Erhalt eines Destillationssumpfstromes;

weiterhin umfassend die Aufarbeitung dieses Destillationssumpfstromes, wobei diese Aufarbeitung folgende Schritte umfasst: 1) optionale Vorkonzentrierung des Destillationssumpfstroms in einem Verdampfer durch partielle Verdampfung des in dem Destillationssumpfstrom enthaltenen herzustellenden Isocyanats, wobei ein an herzustellendem Isocyanat abgereicherter vorkonzentrierter flüssiger Strom erhalten wird;

2) Trocknung des Destillationssumpfstroms oder des in Schritt 1) erhaltenen vorkonzentrierten, an herzustellendem Isocyanat abgereicherten, flüssigen Stroms in der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung wobei, unter Bildung eines festen Verfahrensprodukts als getrocknetes Material, herzustellendes Isocyanat als Dampfphase gewonnen und im Kondensator verflüssigt wird.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung der erfindungsgemäßen Trocknungs Vorrichtung zur Trocknung von Ausgangsmaterialien ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Destillationssumpfströmen, ölhaltigen Abfällen, Färb- oder Lackabfällen, Klärschlämmen, Kohleschlämmen und mit organischen Verbindungen belasteten Mineralstoffen (insbesondere entsprechend belastetem Erdreich), bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Destillationssumpfströmen, ölhaltigen Abfällen, Färb- oder Lackabfällen, Klärschlämmen und Kohleschlämmen.

Unter einem Brüdendom wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine auf dem Trockner befindliche Kuppel verstanden, in welcher sich aus dem Trockenraum heraufströmende Dampfphase (= heraufströmende Brüden) sammelt. Mit Brüdenleitung wird die Leitung bezeichnet, durch welche die Dampfphase (= die Brüden) aus dem Brüdendom in den Kondensator strömt. Sind mehrere Kondensatoren (beispielsweise 2 bis 4 oder genau 2) hintereinandergeschaltet, so ist in der Terminologie der vorliegenden Erfindung mit Brüdenleitung diejenige Leitung gemeint, die den Brüdendom mit dem in Strömungsrichtung der Dampfphase (= der Brüden) ersten Kondensator verbindet.

Unter Ablaufeinrichtungen sind Einbauten oder Rohrleitungs-Tiefpunkte zum Auffangen von herablaufendem Kondensat zu verstehen, die dazu eingerichtet sind, auf den Innenwandungen des Brüdendoms und/oder der Brüdenleitung kondensierendes, herabfließendes Kondensat überwiegend bis vollständig aufzusammeln und gezielt aus dem Brüdendom bzw. aus der Brüdenleitung hinauszuleiten.

Vollkommen überraschend wurde gefunden, dass - ganz im Gegensatz zur bisher im Stand der Technik vorherrschenden Meinung - eine (partielle) Kondensation der im Trockner gebildeten Dampfphase im Brüdendom und/oder in der Brüdenleitung nicht nur nicht nachteilig ist, sondern sogar vorteilhaft sein kann, da durch an den Innen Wandungen von Brüdendom bzw. Brüdenleitung herabfließendes Kondensat die Tendenz zur Bildung von Ablagerungen verringert wird und eventuell doch gebildete Ablagerungen kontinuierlich weggespült werden können. Es hat sich also vollkommen überraschend herausgestellt, dass die im Stand der Technik im Allgemeinen für wesentlich erachtete Isolierung oder sogar Beheizung von Brüdendom und Brüdenleitung sogar die Ursache für die Bildung von Ablagerungen sein kann. Die vorliegende Erfindung ist daher durch eine gezielte partielle Kondensation der Dampfphase im Brüdendom und/oder in der Brüdenleitung gekennzeichnet, die während des gesamten Trocknungsvorganges, d. h. kontinuierlich (und nicht etwa nur in besonderen, vom Regelbetrieb abweichenden Betriebszuständen) auftritt. Ein Zurückfließen in die zu trocknende Masse wird durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Ablaufeinrichtungen weitestgehend bis vollständig verhindert.

In den beigefügten Zeichnungen zeigen

FIG. 1 eine mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung (1000);

FIG. 2 eine weitere mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Trocknungs vorrichtung (1000).

Die Bezugszeichen haben in beiden Zeichnungen die gleiche Bedeutung.

Es folgt zunächst eine Kurzzusammenfassung verschiedener möglicher Ausführungsformen.

In einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung, die mit allen anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, ist der Trockner ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus produktumschaufeinden Vakuumtrocknern mit horizontaler Welle, Drehrohren, Scheibentrocknern, Bandtrocknern und Granulierschnecken.

In einer zweiten Ausführungsform der der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung, die eine besondere Ausgestaltung der ersten Ausführungsform ist, ist der der Trockner ein produktumschaufelnder Vakuumtrockner ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Knetertrocknern, Paddeltrocknern und Schaufeltrocknern.

In einer dritten Ausführungsform der der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung, die eine besondere Ausgestaltung der zweiten Ausführungsform ist, ist der Trockner ein Schaufeltrockner, der über einen Innenraum verfügt, in welchem eine um ihre Achse drehbar antreibbare Rotorwelle angeordnet ist, die dazu eingerichtet ist, das Ausgangsmaterial während des Trocknungsvorgangs auf ein mittels an der Rotorwelle angeordneter Rotorblätter aufgewirbeltes festes Material zu verteilen und von der Eintragsöffnung in Richtung der Austragsöffnung hin zu fördern, wobei das feste Material getrocknetes Material oder ein inerter Feststoff ist. In einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung, die mit allen anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, wird die partielle Kondensation der Dampfphase durch Verzicht auf Isolierung des Brüdendoms und/oder der Brüdenleitung realisiert.

In einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung, die mit allen anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, wird die partielle Kondensation der Dampfphase durch Verzicht auf Beheizung des Brüdendoms und/oder der Brüdenleitung realisiert.

In einer sechsten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung, die mit allen anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, wird die partielle Kondensation der Dampfphase durch eine Einrichtung zur Kühlung des Brüdendoms und/oder der Brüdenleitung realisiert.

In einer siebten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung, die mit allen anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, ist eine Ablaufeinrichtung im Brüdendom vorhanden, und diese ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ablaufrinnen (auch als Ablaufkragen bezeichnet) mit angeschlossener Ablaufleitung und Tropfensammlern mit angeschlossener Ablaufleitung.

In einer achten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung, die mit allen anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, ist eine Ablaufeinrichtung in der Brüdenleitung vorhanden, und diese ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Ablauftrichter mit angeschlossener Ablaufleitung, Tiefpunkten in der Brüdenleitung mit angeschlossener Ablaufleitung und Ablaufrinnen in der Brüdenleitung mit angeschlossener

Ablaufleitung.

In einer neunten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung, die mit allen anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, ist der Kondensator ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Rohrbündelwärmetauscher, einem Plattenwärmetauscher und einem Sprühkondensator.

In einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eine Isocyanats, die mit allen anderen Ausführungsformen, sofern diese nicht ausschließlich eine Gasphasenphosgenierung betreffen, kombiniert werden kann, wird die Phosgenierung in der Flüssigphase in Gegenwart eines Lösungsmittels durchgeführt wird.

In einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eine Isocyanats, die mit allen anderen Ausführungsformen, sofern diese nicht ausschließlich eine Flüssigphasenphosgenierung betreffen, kombiniert werden kann, wird die Phosgenierung in der Gasphase durchgeführt wird, wobei ein gasförmiges Verfahrensprodukt enthaltend das herzustellende Isocyanat anfällt und wobei dieses gasförmige Verfahrensprodukt durch Inkontaktbringen mit einer Quenchflüssigkeit ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Lösungsmittel, dem herzustellenden Isocyanat und Gemischen aus dem herzustellenden Isocyanat und Lösungsmittel, abgekühlt und dadurch das das herzustellende Isocyanat umfassende, flüssige rohe Verfahrensprodukt erhalten wird.

In einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eine Isocyanats, die eine besondere Ausgestaltung der zweiten Ausführungsform ist, ist die Quenchflüssigkeit ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Lösungsmittel und Gemischen aus dem herzustellenden Isocyanat und Lösungsmittel.

In einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eine Isocyanats, die eine besondere Ausgestaltung der ersten und dritten Ausführungsform ist, ist das Lösungsmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Chlorbenzol, ortho-Dichlorbenzol, para- Dichlorbenzol, den Isomeren des Trichlorbenzols, Toluol, den Isomeren des Xylols und Mischungen der vorgenannten Lösungsmittel.

In einer fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eine Isocyanats, die mit allen anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, wird die Trocknung in Schritt 2) bei einer Temperatur im Bereich von 150 °C bis 500 °C und bei einem Druck im Bereich von 20 mbap _abs.) bis 200 mbap _abs.) , bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 185 °C bis 320 °C und bei einem Druck im Bereich von 50 mbar _(abs.) bis 180 mbap _abs.) , besonders bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 250 °C bis 310 °C und bei einem Druck im Bereich von 80 mbapabs. ₎ bis 150 mbapabs. ₎ , durchgeführt.

In einer sechsten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eine Isocyanats, die mit allen anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, ist der Schritt 1) umfasst, wobei die Vorkonzentrierung bei einer Temperatur im Bereich von 120 °C bis 180 °C und bei einem Druck im Bereich von 10 mbap _abs.) bis 60 mbap _abs.) , bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 130 °C bis 175 °C und bei einem Druck im Bereich von 25 mbap _abs.) bis 45 mbap _abs.) , durchgeführt wird.

In einer siebten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eine Isocyanats, die mit allen anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, ist das herzustellende Isocyanat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Toluylendiisocyanat, Naphthyldiisocyanat, 1,5-Pentandiisocyanat, 1,6-Hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, Xylylendiisocyanat und Diisocyanatodicyclohexylmethan.

In einer achten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eine Isocyanats, die eine besondere Ausgestaltung der siebten Ausführungsform ist, ist das herzustellende Isocyanat Toluylendiisocyanat.

In einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verwendung der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung betrifft die Verwendung die Trocknung von Destillationssumpfströmen, wobei die Destillationssumpfströme in der Herstellung von Isocyanaten oder in der Herstellung von primären Aminen, die zu Isocyanaten umgesetzt werden können, anfallen.

In einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verwendung der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung betrifft die Verwendung die Trocknung von Destillationssumpfströmen, wobei die Destillationssumpfströme in der Raffination von Erdöl anfallen.

Die zuvor kurz geschilderten Ausführungsformen und weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung werden im Folgenden näher erläutert. Dabei können die Ausführungsformen beliebig miteinander kombiniert werden, sofern sich aus dem Zusammenhang nichts anderes ergibt.

Als erfindungsgemäße Trockner (100) eignen sich dem Fachmann bekannte Typen wie insbesondere produktumschaufeinde Vakuumtrockner (insbesondere Knetertrockner, Paddeltrockner und Schaufeltrockner) mit horizontaler Welle, Drehrohre, Scheibentrockner, Bandtrockner und Granulierschnecken. Besonders bevorzugt sind solche Schaufeltrockner, bei denen bereits getrocknetes Material (oder andere inerte Feststoffpartikel) durch ein besonders schnell rotierendes Schaufelsystem in einen Bewegungszustand versetzt wird, der einer Wirbelschicht zumindest nahe kommt (oder im Idealfall und bevorzugt eine Wirbelschicht darstellt), und das zu trocknende Ausgangsmaterial auf diese Quasi-Wirbelschicht (oder tatsächliche Wirbelschicht) gefördert wird. Das zu trocknende Ausgangsmaterial wird hierbei also auf ein zumindest ansatzweise (idealerweise und bevorzugt tatsächlich) fluidisiertes Bett aufgebracht. Solche Trockner, die sich besonders zur Trocknung klebriger Produkte eignen, sind unter dem Begriff Combi-Fluidisations-Technologie (CFT-)Trockner bekannt geworden. Die Verwirbelung erfolgt dabei, im Gegensatz zu konvektiven Wirbelschicht-Trocknern, rein mechanisch. CFT-Trockner werden z. B. in WO 2012/159736 Al und EP 2 540 702 A2 beschrieben. Diese Trockner zeichnen sich dadurch aus, dass im Innenraum des Trockners eine um ihre Achse drehbar antreibbare Rotorwelle (in den Zeichnungen nicht dargestellt) angeordnet ist, die dazu eingerichtet ist, das Ausgangsmaterial während des Trocknungsvorgangs auf ein mittels an der Rotorwelle angeordneter Rotorblätter aufgewirbeltes festes Material zu verteilen und von der Eintragsöffnung in Richtung der Austragsöffnung hin zu fördern, wobei das feste Material getrocknetes Material oder ein inerter Feststoff ist. Im Betrieb dieser Trockner ist es wie oben erwähnt vorgesehen, dass bereits ein Bett aufgewirbelten Materials vorliegt, wenn erstmalig zu trocknendes Ausgangsmaterial in den Trockner eingetragen wird. Zu diesem Zweck wird bereits getrocknetes Material (aus einem früheren Trocknungsvorgang) oder ein unter den vorliegenden Bedingungen inerter Feststoff (bevorzugt anorganische sphärische Partikel wie insbesondere Kugeln aus Aluminiumoxid) in den Trockner eingeführt und mit der Rotorwelle in Bewegung versetzt. Nach einer Anfahrphase stellt sich ein stationärer Betriebszustand ein, in welchem sich das Ausgangsmaterial durch Trocknung verfestigt und partiell als Feststoff ausgetragen wird sowie partiell als aufgewirbeltes Bett aus Feststoffpartikeln für den weiteren Trocknungsvorgang zur Verfügung steht. Eine weitere Zugabe von bereits getrocknetem Material aus einem anderen Trockenvorgang oder von inertem Feststoff ist dann natürlich nicht mehr erforderlich. Die in WO 2012/159736 Al beschriebene Beruhigungszone zwischen der Wirbelschichtzone und dem Trockengutaustrag (in der Terminologie der vorliegenden Erfindung die Austragsöffnung (130) für das getrocknete Material (20)) kann auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen.

Der Trockenraum (110) hat vorzugsweise die Form eines horizontal angeordneten (im Wesentlichen) zylindrischen Körpers, wie in FIG. 1 gezeigt. Im Innenraum des Trockenraums (110) befindliche Einbauten zur Förderung des zu trocknenden Materials von der Eintragsöffnung (120) zur Austragsöffnung (130) hin sind in FIG. 1 (und in FIG. 2) der Einfachheit halber nicht gezeigt. Solche Einrichtungen (wie beispielsweise die zuvor genannten Rotorwehen oder andere Einrichtungen, wie sie in der eingangs genannten Literatur aufgeführt sind), sind dem Fachmann hinreichend bekannt, sodass eine Erörterung derselben an dieser Stelle unterbleiben kann. Der Brüdendom (150) hat vorzugsweise die Form eines vertikal angeordneten (im Wesentlichen) zylindrischen Körpers. Im Stand der Technik dient der Brüdendom der Schwerkraftabscheidung von eventuell mitgerissenen Tröpfchen. Dieses wird erreicht, indem der Querschnitt des Brüdendoms in Abhängigkeit von den übrigen Abmessungen des Trockners und der Art des zu trocknenden Materials hinreichend groß gewählt wird, was für den Fachmann eine Routine-Auslegung darstellt. Diese Funktion erfüllt der Brüdendom auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung. Die erfindungsgemäße partielle Kondensation der Dampfphase geht jedoch hierüber hinaus, indem ein Teil der verdampften Bestandteile des zu trocknenden Ausgangsmaterials auf der inneren Oberfläche des Brüdendoms wieder verflüssigt wird. Bevorzugt weist der Trockner (genau) einen Brüdendom auf. Ausführungsformen mit mehr als einem Brüdendom (insbesondere 2) sind jedoch auch denkbar.

Der erfindungsgemäße Trockner (100) wird kontinuierlich betrieben, und zwar vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 150 °C bis 500 °C und bei einem Druck im Bereich von 20 mbapabs. ₎ bis 200 mbapabs. ₎ , bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 185 °C bis 320 °C und bei einem Druck im Bereich von 50 mbap _abs.) bis 180 mbap _abs.) , besonders bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 250 °C bis 310 °C und bei einem Druck im Bereich von 80 mbap _abs.) bis 150 mbap _abs.) , betrieben. Es ist insbesondere bevorzugt, den Trockner (100) so zu betreiben, dass das getrocknete Material als Feststoff anfällt.

Abhängig von den Randbedingungen (Art zu trocknenden Ausgangsmaterials, Betriebsbedingungen usw.) kann eine partielle Kondensation der Dampfphase im Sinne der Erfindung bereits durch Verzicht auf Isolierung des Brüdendoms bzw. der Brüdenleitung realisiert werden. Vorzugsweise wird der Brüdendom bzw. die Brüdenleitung nicht beheizt. Abhängig vom Siedepunkt der flüchtigen Bestandteile kann es auch erforderlich sein, den Brüdendom bzw. die Brüdenleitung aktiv zu kühlen. Dies kann auf dem Fachmann an sich bekannte Weise geschehen, insbesondere durch Durchströmen von Kühlmänteln oder aufgebrachten Kälteschlangen mit einem Medium, das kälter ist als die Siedetemperatur der Dampfphase.

In den oben genannten Fällen (i) und (iii) eine Ablaufeinrichtung (151) im Brüdendom (150) vorhanden. Bevorzugte Ablaufeinrichtungen (151) sind horizontal umlaufende, angeschrägte oder helical abwärtsgerichtete an der Innenwandung des Brüdendoms montierte Ablaufrinnen (die man auch als Ablaufkragen bezeichnen kann) mit angeschlossener Ablaufleitung und Tropfensammler mit angeschlossener Ablaufleitung (die Ablaufleitungen sind in den Abbildungen nicht gezeigt). Derartige Einrichtungen sind dem Fachmann an sich bekannt. Die Ablaufrinnen decken bevorzugt 75 % bis 100 %, besonders bevorzugt 90 % bis 100 %, ganz besonders bevorzugt 100 % des inneren Brüdendom-Umfanges ab und haben bevorzugt eine Höhe von 1 cm bis 50 cm und eine Tiefe von 1 cm bis 50 cm, besonders bevorzugt eine Höhe von 10 cm bis 30 cm und eine Tiefe von 10 cm bis 30 cm.

In den oben genannten Fällen (ii) und (iii) ist eine Ablaufeinrichtung (201) im der Brüdenleitung (200) vorhanden. Bevorzugte Ablaufeinrichtungen (201) sind Ablauftrichter in Rohrleitungs-Tiefpunkten mit angeschlossener Ablaufleitung, Tiefpunkte in der Brüdenleitung mit angeschlossener Ablaufleitung und horizontal umlaufende, angeschrägte oder helical abwärtsgerichtete an der Innenwandung der Brüdenleitung montierte Ablaufrinnen in der Brüdenleitung mit angeschlossener Ablaufleitung (die Ablaufleitungen sind in den Abbildungen nicht gezeigt). FIG. 2 zeigt beispielhaft eine Ausführungsform mit einem Ablauftrichter (201) in einem Tiefpunkt der Brüdenleitung (200). Die Ablaufrinnen decken bevorzugt 75 % bis 100 %, besonders bevorzugt 90 % bis 100 % und ganz besonders bevorzugt 100 % des Rohrleitungsumfanges ab und haben eine Höhe von 1 cm bis 50 cm und eine Tiefe von 1 cm bis 20 cm, bevorzugt eine Höhe von 10 cm bis 30 cm und eine Tiefe von 5 cm bis 15 cm.

Die nicht kondensierten Bestandteile der Dampfphase (30) strömen in den Kondensator (300), wo sie verflüssigt und als Strom 33 aus der Trocknungsvorrichtung (1000) ausgetragen werden. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung fallen also zwei bis drei Ströme an verflüssigter Dampfphase an, im Fall (i) der Strom 31 und der Strom 33, im Fall (ii) der Strom 32 und der Strom 33 und im Fall (iii), der in FIG. 1 gezeigt und besonders bevorzugt ist, die Ströme 31, 32 und 33. Als Kondensator (300) eignen sich dem Fachmann bekannte Einrichtungen wie insbesondere Rohrbündelwärmetauscher, Plattenwärmetauscher und Sprühkondensatoren. Es ist möglich, mehrere Kondensatoren hintereinanderzuschalten, insbesondere 2 bis 4 Kondensatoren, bevorzugt (genau) 2 Kondensatoren. Der Einsatz eines einzigen Kondensators ist jedoch in vielen Fällen ausreichend und daher auch die am stärksten bevorzugte Ausführungsform.

Besonders vorteilhaft lässt sich die erfindungsgemäße Trocknungsvorrichtung in der Aufarbeitung von Isocyanaten, bevorzugt in der Aufarbeitung von Toluylendiisocyanat, Naphthyldiisocyanat, 1,5-Pentandiisocyanat, 1,6-Hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, Xylylendiisocyanat oder Diisocyanatodicyclohexylmethan, besonders bevorzugt von Toluylendiisocyanat, einsetzen. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung eines Isocyanats, insbesondere TDI, durch a) Phosgenierung des zu dem herzustellenden Isocyanat korrespondierenden primären Amins, also insbesondere TDA, unter Erhalt eines das herzustellende Isocyanat umfassenden, flüssigen rohen Verfahrensprodukts, umfassend bl die destillative Aufarbeitung dieses flüssigen rohen Verfahrensprodukts unter Erhalt eines Destillationssumpfstromes;

weiterhin umfassend cl die Aufarbeitung dieses Destillationssumpfstromes. wobei diese Aufarbeitung folgende Schritte umfasst:

1) optionale Vorkonzentrierung des Destillationssumpfstroms in einem Verdampfer durch partielle Verdampfung des in dem Destillationssumpfstrom enthaltenen herzustellenden Isocyanats, wobei ein an herzustellendem Isocyanat abgereicherter vorkonzentrierter flüssiger Strom erhalten wird;

2) Trocknung des Destillationssumpfstroms oder des in Schritt 1) erhaltenen vorkonzentrierten, an herzustellendem Isocyanat abgereicherten, flüssigen Stroms in einer Trocknungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei, unter Bildung eines festen Verfahrensprodukts als getrocknetes Material, herzustellendes Isocyanat als Dampfphase gewonnen und im Kondensator verflüssigt wird.

Dabei kann die Phosgenierung in Schritt a) in der Flüssigphase in Gegenwart eines Lösungsmittels oder in der Gasphase durchgeführt werden. Bei der Reaktionsführung in der Gasphase wird das zunächst anfallende gasförmige Verfahrensprodukt enthaltend das herzustellende Isocyanat durch Inkontaktbringen mit einer Quenchflüssigkeit abgekühlt, wobei ein das herzustellende Isocyanat umfassende, flüssiges rohe Verfahrensprodukt erhalten wird. Geeignete Quenchflüssigkeiten sind insbesondere organische Lösungsmittel, das herzustellende Isocyanat selbst oder Gemische aus dem herzustellenden Isocyanat und organischen Lösungsmitteln. Meist enthält die Quenchflüssigkeit organische Lösungsmittel. Geeignete Lösungsmittel für diesen Zweck (sowie als Lösungsmittel im Flüssigphasenverfahren) sind insbesondere Chlorbenzol, ortho-Dichlorbenzol, para-Dichlorbenzol, den Isomeren des Trichlorbenzols, Toluol, den Isomeren des Xylols und Mischungen der vorgenannten Lösungsmittel. Schritt a) kann insbesondere durchgeführt werden wie in WO 2018/114846 Al, Seite 19, Zeile 7 bis Seite 25, Zeile 33, beschrieben, wobei die Gasphasenphosgenierung (siehe Seite 21, Zeile 24 bis Seite 25, Zeile 33 der WO 2018/114846 Al) besonders bevorzugt ist.

Nach der Phosgenierung in Schritt a) erfolgt in Schritt bl die Aufarbeitung des erhaltenen, das herzustellende Isocyanat umfassende, flüssigen rohen Verfahrensproduktes. Die Aufarbeitung des rohen Isocyanats kann nach allgemein bekannten Methoden erfolgen. Beispiele sind in EP-A-1 413 571, US 2003/0230476 Al (TDI), und EP 0289 840 Bl (HDI, IDPI und H12-MDI) beschrieben.

Optional werden zunächst gelöstes Phosgen und gelöster Chlorwasserstoff aus dem in Schritt a) erhaltenen flüssigen rohen Verfahrensprodukt in einem separaten Schritt b.il abgetrennt. Diese Verfahrensführung ist insbesondere dann bevorzugt, wenn die Phosgenierung in Schritt a) in der Flüssigphase durchgeführt wird, weil das in einer Flüssigphasenphosgenierung erhaltene flüssige rohe Verfahrensprodukt tendenziell signifikant höhere Anteile an gelöstem Phosgen und gelöstem Chlorwasserstoff enthält als das in einer Gasphasenphosgenierung erhaltene. Schritt b.l) kann grundsätzlich in jeder dem Fachmann bekannten Art und Weise durchgeführt werden, insbesondere durch Destillation, Absorption oder eine Kombination beider. Weiter unten werden anhand von verschiedenen Varianten mögliche Ausführungsformen gezeigt.

Im Anschluss an Schritt b.l) - oder, insbesondere bei Durchführung des Schritts a) in der Gasphase - unmittelbar im Anschluss an Schritt a), kann sich eine Abtrennung von Fösungsmittel in einem separaten Schritt b.2) anschließen. Schritt b.2) kann in jeder dem Fachmann bekannten Art und Weise durchgeführt werden, insbesondere durch Destillation. Weiter unten werden anhand von verschiedenen Varianten mögliche Ausführungsformen gezeigt.

In Schritt b.3) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das herzustellende Isocyanat durch Destillation isoliert. Dies kann grundsätzlich auf jede dem Fachmann für diesen Zweck bekannte Art und Weise geschehen. Weiter unten werden anhand von verschiedenen Varianten mögliche Ausführungsformen gezeigt.

Für die Ausgestaltung der Aufarbeitung gemäß Schritt b) im Detail sind verschiedene Ausführungsformen möglich. Bevorzugte Varianten sind im Folgenden am Beispiel von TDI geschildert:

Variante 1

Die Variante 1, die sich besonders dann eignet, wenn Schritt a) in der Flüssigphase durchgeführt wird, ist grundsätzlich beschrieben in Chem System’ s PERP Report for TDI/MDI (Chem Systems, Process Evaluation Research Planning TDI/MDI 98/99 S8, Tarrytown, N.Y., USA: Chem Systems 1999, S. 27 bis 32). In dieser Variante enthält das flüssige Reaktionsgemisch nach erfolgter destillativer Abtrennung von Chlorwasserstoff und Phosgen (entsprechend dem Schritt b.l) in der Terminologie der vorliegenden Erfindung) noch einen, bezogen auf seine Gesamtmasse, Fösungsmittelanteil von > 50 Massen-%, bevorzugt 51 Massen-% bis 85 Massen-%, besonders bevorzugt 55 Massen-% bis 65 Massen-%. Dieses Gemisch wird einer Fösungsmittelabtrennung (entsprechend dem Schritt b.2) in der Terminologie der vorliegenden Erfindung) zugeführt, wobei zunächst in einem Vorverdampfer ein Fösungsmittel-TDI-Gemisch in eine Fösungsmitteldestillationskolonne abdestilliert wird. In der Fösungsmitteldestillationskolonne wird Lösungsmittel abdestilliert und dem Prozess wieder zugeführt. Der Sumpfstrom dieser Lösungsmitteldestillation enthält, bezogen auf die Gesamtmasse des Sumpfes, neben TDI insbesondere noch bevorzugt 15 Massen- % bis 25 Massen-% Lösungsmittel, bezogen auf die Gesamtmasse dieses Sumpfstroms. Dieser Strom wird in eine so genannte Zwischenkolonne geleitet, in der weiteres Lösungsmittel abdestilliert und das von Lösungsmittel befreite Sumpfprodukt einer letzten Destillationskolonne zur Reinigung des TDI zugeführt wird. Diese wird im Unterdrück betrieben und liefert das gereinigte verkaufsfähige Isocyanat TDI als Destillatstrom (entsprechend dem Schritt b.3) in der Terminologie der vorliegenden Erfindung). Ein Teil des TDI verbleibt im Destillationssumpfstrom dieser letzten Destillationskolonne. Die Aufgaben der Zwischenkolonne und der Destillationskolonne zur TDI-Reinigung können auch, wie in US 2003/0230476 Al, beschrieben in einer Trennwandkolonne zusammengefasst werden, wobei ein Brüdenstrom aus Leichtsiedern und Lösungsmittel, eine Fraktion reines TDI als im Bereich der Trennwand entnommener Destillatstrom sowie ein TDI und höhersiedende Komponenten (Destillationsrückstand) enthaltender Produktstrom als Destillationssumpfstrom erhalten werden. Der Destillationssumpfstrom der Destillationskolonne zur TDI-Reinigung bzw. der Zwischen- und TDI-Reinigungskolonne vereinigenden Trennwandkolonne wird zur Rückgewinnung von TDI aufgearbeitet. Zu diesem Zweck ist es möglich, diesen Strom, wie in Abbildung II.A.5 des genannten PERP-System-Berichts gezeigt, in den Vorverdampfer der Lösungsmitteldestillation zu leiten. Das Sumpfprodukt dieses Vorverdampfers wird dann der Aufarbeitung zur Rückgewinnung von darin enthaltenem TDI geleitet. Die in Chem System’ s PERP Report for TDI/MDI (Chem Systems, Process Evaluation Research Planning TDI/MDI 98/99 S8, Tarrytown, N.Y., USA: Chem Systems 1999, S. 27 bis 32) in Abbildung II. A.6 gezeigte Behandlung in der „TDI Residue Processing Facility“ kann durch den Schritt c) der vorliegenden Erfindung ersetzt werden. Da in dieser Ausführungsform das dem Schritt c) zugeführte Ausgangsmaterial infolge der Einspeisung des Destillationssumpfstromes aus dem Schritt b.3) in den Vorverdampfer der Lösungsmittelabtrennung aus Schritt b.2) noch Lösungsmittel enthält (nämlich insbesondere 2,0 Massen-% bis 10 Massen-% Lösungsmittel, bezogen auf die Gesamtmasse dieses Ausgangsmaterials), ist es bevorzugt, den Schritt 1) durchzuführen und dieses Lösungsmittel dort vor der Trocknung in Schritt 2) abzutrennen. Selbstverständlich ist es auch möglich, auf die Einspeisung des Destillationssumpfstromes aus Schritt b.3) in den Vorverdampfer zu verzichten und diesen Destillationssumpfstrom stattdessen unmittelbar der Aufarbeitung in Schritt c) zuzuführen.

Variante 2

Im Gegensatz zu Variante 1 enthält in dieser Ausführungsform das flüssige Reaktionsgemisch nach erfolgter destillativer Abtrennung von Chlorwasserstoff und Phosgen noch einen, auf seine Gesamtmasse bezogenen, Lösungsmittelanteil von nur < 50,0 Massen-%. Dieses Gemisch wird einem Vorverdampfer zugeführt, aus dem ein Lösungsmittel-TDI-Gemisch in eine Destillationskolonne abdestilliert wird. In dieser Variante wird das TDI bereits in der letztgenannten Destillationskolonne vom Lösungsmittel befreit, sodass der Sumpfstrom dieser Destillationskolonne in die TDI-Reinigungskolonne geleitet werden kann, es mithin in dieser Variante eine Kolonne weniger gibt als in Variante 1. Die TDI-Reinigungskolonne wird im Unterdrück betrieben und liefert das gereinigte verkaufsfähige Isocyanat TDI als Destillatstrom. Die Aufgaben der TDI-Reinigungskolonne und der dieser vorgeschalteten Destillationskolonne können auch, wie in EP 1 413 571 A 1 beschrieben, in einer Trennwandkolonne zusammengefasst werden, wobei ein Brüdenstrom aus Leichtsiedern und Lösungsmittel, eine Lraktion reines TDI als im Bereich der Trennwand entnommener Destillatstrom sowie ein TDI und höhersiedende Komponenten (Destillationsrückstand) enthaltender Produktstrom als Destillationssumpfstrom erhalten werden. Der Destillationssumpfstrom der TDI-Reinigungskolonne bzw. der Destillationssumpfstrom der die TDI-Reinigungskolonne und der dieser vorgeschalteten Destillationskolonne vereinigenden Trennwandkolonne wird zur Rückgewinnung von TDI aufgearbeitet. Auch in Variante 2 kann diese Aufarbeitung gemäß Schritt c) der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden. Zu diesem Zweck ist es möglich, diesen Strom in den oben genannten Vorverdampfer zu leiten. Das Sumpfprodukt dieses Vorverdampfers wird dann der Aufarbeitung zur Rückgewinnung von darin enthaltenem TDI geleitet. Da in dieser Ausführungsform das dem Schritt c) zugeführte Ausgangsmaterial infolge der Einspeisung des Destillationssumpfstromes in den Vorverdampfer der Lösungsmittelabtrennung noch Lösungsmittel enthält (nämlich insbesondere 2,0 Massen-% bis 10 Massen-% Lösungsmittel, bezogen auf die Gesamtmasse dieses Ausgangsmaterials), ist es bevorzugt, den Schritt 1) durchzuführen und dieses Lösungsmittel dort vor der Trocknung in Schritt 2) abzutrennen. Selbstverständlich ist es auch möglich, auf die Einspeisung des Destillationssumpfstromes aus Schritt b.3) in den Vorverdampfer zu verzichten und diesen Destillationssumpfstrom stattdessen unmittelbar der Aufarbeitung in Schritt c) zuzuführen.

Variante 3

Die Variante 3 umfasst die in den Varianten 2 und 1 beschriebenen Destillationssequenzen, jedoch ohne den jeweils erwähnten Vorverdampfer, der einen flüssigen Sumpfaustrag der Aufarbeitung gemäß Schritt c) zuführt. In diesem Lall wird der Anteil an Destillationsrückstand in den beschriebenen Destillationssequenzen über die flüssigen Mengenströme bis zur jeweiligen letzten TDI-Reinigungskolonne mitgeführt. Dieses Verfahren ist prinzipiell ebenfalls bekannt (EP 1 717 223 A2). In diesem Pall erfolgt der komplette Austrag des Destillationsrückstands über den Destillationssumpfstrom der letzten Destillationskolonne (die in der Terminologie der vorliegenden Erfindung dem Schritt b.3) zuzuordnen ist). Auch in Variante 3 kann die Aufarbeitung dieses Destillationssumpfstromes gemäß Schritt c) der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden. Variante 4

Diese Variante wird insbesondere eingesetzt, wenn Schritt a) in der Gasphase durchgeführt wird. Da das in einer Gasphasenphosgenierung erhaltene flüssige rohe Verfahrensprodukt gelöstes Phosgen und gelösten Chlorwasserstoff allenfalls in verhältnismäßig (d. h. verglichen mit der Flüssisphasenphosgenierung) geringer Menge enthält, kann auf eine separate Abtrennung von Chlorwasserstoff und Phosgen in Schritt b.l) verzichtet werden. Das flüssige rohe Verfahrensprodukt wird entweder direkt einer Lösungsmittelabtrennung (entsprechend Schritt b.2)) zugeführt, in welcher Lösungsmittel und gegebenenfalls gelöster Chlorwasserstoff sowie gegebenenfalls gelöstes Phosgen destillativ über Kopf abgetrennt werden, oder - wenn der Lösungsmittelanteil hinreichend gering ist - es wird direkt einer TDI-Reinigungskolonne zugeführt. Die TDI-Reinigungskolonne ist in beiden Fällen bevorzugt als Trennwandkolonne ausgestaltet. Leichtsieder (also leichter als TDI siedende Nebenprodukte, gegebenenfalls noch vorhandener Chlorwasserstoff und gegebenenfalls noch vorhandenes Phosgen, gegebenenfalls Lösungsmittel sowie gegebenenfalls Inertgase) werden als Brüden über Kopf abgezogen. Das gereinigte TDI wird als Destillatstrom im Bereich der Trennwand abgeführt. Der anfallende Destillationssumpfstrom enthält den Destillationsrückstand und eine gewisse Menge TDI, die, um den Destillationssumpfstrom verarbeitbar zu halten, nicht abdestilliert wird, sowie gegebenenfalls Spurenanteile von Lösungsmittel. Anstelle einer Trennwandkolonne können selbstverständlich auch zwei in Serie geschaltete Destillationskolonnen ohne Trennwand eingesetzt werden.

In dieser Variante wird die Lösungsmittelabtrennung gemäß Schritt b.2) - sofern durchgeführt - bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 160 °C bis 200 °C und bei einem Druck im Bereich von 160 mbar bis 220 mbar durchgeführt, wobei sich beide Angaben auf den Sumpf der eingesetzten Destillationskolonne beziehen. Auf diese Weise wird ein Sumpfstrom erhalten, der, bezogen auf seine Gesamtmasse, bevorzugt 9 Massen-% bis 20 Massen-% Lösungsmittel, 79 Massen-% bis 90 Massen-% TDI und 1 bis 5 Massen-% an höher als TDI siedenden Verbindungen enthält.

Die TDI-Reinigung gemäß Schritt b.3) wird, insbesondere bei Durchführung in einer Trennwandkolonne, bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 160 °C bis 200 °C und bei einem Druck im Bereich von 50 mbar bis 100 mbar durchgeführt, wobei sich beide Angaben auf den Sumpf der eingesetzten Destillationskolonne beziehen. Auf diese Weise wird ein Destillationssumpfstrom erhalten, der, bezogen auf seine Gesamtmasse, bevorzugt 0,00 Massen-% bis 1,00 Massen-% Lösungsmittel, 80,0 Massen-% bis 95,0 Massen-% TDI und 4,00 bis 20,0 Massen-% an höher als TDI siedenden Verbindungen enthält.

Unabhängig von der exakten Ausgestaltung des Schritts b) werden in Schritt b.3) in allen möglichen Verfahrensführungen (mindestens) ein Destillatstrom enthaltend einen ersten Teil des herzustellenden Isocyanats und (mindestens) ein Destillationssumpfstrom enthaltend einen zweiten Teil des herzustellenden Isocyanats und Destillationsrückstand erhalten. Die Aufarbeitung des Destillationssumpfstroms ist Gegenstand von Schritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens. Wie bei Variante 1 und 2 erläutert, können mit dem Destillationssumpfstrom aus Schritt b.3) auch noch weitere Sumpfströme dem Schritt c) zugeführt werden.

Der Destillationssumpfstrom besteht neben Anteilen des herzustellenden Isocyanats (die möglichst vollständig zurückgewonnen werden sollen) sowie gegebenenfalls Lösungsmittelanteilen aus dem Destillationsrückstand.

Bevorzugt ist es, den Destillationssumpfstrom zunächst in einem Schritt 1) vorzukonzentrieren, d. h. das herzustellende Isocyanat bereits teilweise durch Verdampfung abzutrennen, ohne das der verbleibende flüssige Strom fest wird. Diese Vorkonzentrierung durch partielle Verdampfung kann grundsätzlich in allen dem Fachmann bekannten Verdampfern erfolgen. Besonders bevorzugt wird Schritt 1) in einem Verdampfer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Dünnschichtverdampfern, Kletterverdampfern, Fallfilmverdampfern, Langrohrverdampfern, Wendelrohrverdampfern, Zwangsumlaufentspannungsverdampfer und einer Kombination dieser Apparate durchgeführt. Dabei sind Fallfilmverdampfer besonders bevorzugt. Es ist auch möglich, mehrere Verdampfer in Serie zu schalten. Bevorzugt erfolgt die Vorkonzentrierung gemäß Schritt 1) bei einer Temperatur im Bereich von 120 °C bis 180 °C und bei einem Druck im Bereich von 10 mbapabs. ₎ bis 60 mbapabs. ₎ , besonders bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 130 °C bis 175 °C und bei einem Druck im Bereich von 25 mbap _abs.) bis 45 mbap _abs.) · Schritt 1) kann kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden. Die kontinuierliche Verfahrensführung ist bevorzugt.

In Schritt 2) erfolgt nun die Trocknung des in Schritt 1) erhaltenen, an herzustellendem Isocyanat abgereicherten, vorkonzentrierten flüssigen Stroms bzw. - bei Verzicht auf Schritt 1) - des in Schritt b.3) erhaltenen Destillationssumpfstromes in der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung. Diese Trocknung wird bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 150 °C bis 500 °C und bei einem Druck im Bereich von 20 mbap _abs.) bis 200 mbap _abs.) , besonders bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 185 °C bis 320 °C und bei einem Druck im Bereich von 50 mbap _abs.) bis 180 mbap _abs.) , ganz besonders bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 250 °C bis 310 °C und bei einem Druck im Bereich von 80 mbap _abs.) bis 150 mbap _abs.) , durchgeführt.

Bei der Trocknung wird das herzustellende Isocyanat verdampft und im Kondensator verflüssigt, wodurch ursprünglich in dem zu trocknenden Strom vorhandenes Isocyanat größtenteils zurückgewonnen wird. Es verbleibt ein Feststoff, der nahezu ausschließlich aus Destillationsrückstand besteht und das herzustellende Isocyanat allenfalls noch in Spuren enthält (bevorzugt maximal l,0 Massen-% des herzustellenden Isocyanats, besonders bevorzugt maximal 0,1 Massen- % des herzustellenden Isocyanats, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des in Schritt 2) anfallenden Feststoffes). Der Feststoff wird bevorzugt kontinuierlich aus der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung ausgetragen.

Neben dem besonders bevorzugten Einsatz der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung sind natürlich noch andere Anwendungsmöglichkeiten derselben denkbar und bevorzugt. Daher ist die

Verwendung der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung zur Trocknung von Destillationssumpfströmen, ölhaltigen Abfällen, Färb- oder Lackabfällen, Klärschlämmen, mit organischen Verbindungen belasteten Mineralstoffen (insbesondere entsprechend belastetem Erdreich) oder Kohleschlämmen ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Wie bereits oben ausführlich erörtert, sind Destillationssumpfströme, die in der Herstellung von Isocyanaten, insbesondere TDA, anfallen, besonders dazu prädestiniert, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgearbeitet zu werden. Gleiches gilt für die Vorläufer-Amine, insbesondere also TDA.

Aber auch Destillationssumpfströmen, die in der Raffination von Erdöl anfallen, lassen sich vorteilhaft mit der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung aufarbeiten.

Die folgenden Beispiele illustrieren den Einsatz der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung in der Aufarbeitung von TDI. Dem Fachmann ist dabei sofort ersichtlich, dass die Erfindung jedoch keineswegs hierauf beschränkt ist.

Beispiele:

Eingesetzter Apparat: Schaufeltrockner, bei das zu trocknende Ausgangsmaterial auf ein beheiztes Bett aus mechanisch gerührtem und verwirbeltem Granulat aus getrocknetem Ausgangsmaterial (aus einem früheren Trocknungsvorgang) aufgegeben wird.

Der Brüdendom des Trockners wurde mit einer Ablaufrinne versehen. Die Brüdenleitung des Trockners wurde an einem Tiefpunkt mit einem Ablauftrichter versehen.

• Heiztemperatur: 280 °C bis 305 °C;

• Prozessdruck: 90 mbapabs.) bis 120 mbapabs.);

• zu trocknendes Ausgangsmaterial: 800 kg/h bis 1.100 kg/h einer Mischung aus TDI und hochsiedenden Nebenkomponenten (Rückstand) im ungefähren Massenverhältnis 1 : 1.

• Rotor-Drehzahl: 5 bis 42 Upm.

Beispiel 1 (Vergleich)

Brüdendom und Brüdenleitung waren vollständig isoliert (40 mm Mineralwolle plus aufgebrachte Bleche zum Schutz vor Nässe). Weiterhin wurde der Brüdendom inklusive des Brüdenaustrittsstutzens über einen Heizmantel mit Wärmeträgermedium einer Temperatur von 300 °C beheizt, um Kondensation zu verhindern.

Über am Brüdendom und an der Büdenleitung angebrachte Schaugläser war kein abtropfendes TDI erkennbar. Nach einer Laufzeit von 5 Tagen musste der Trockner wegen eines Differenzdruck- Aufbaus zwischen Trocknerraum und TDI-Kondensator abgefahren werden. Bei einer nachfolgenden visuellen Inspektion wurde festgestellt, dass der Brüdenaustrittsstutzen und die Brüdenleitung massiv mit Feststoffen belegt waren. An mehreren Stellen war der komplette Querschnitt des Brüdenweges verstopft. Die inneren Oberflächen des Brüdendoms waren mit einer ca. 10 cm dicken Schicht aus braunem Feststoff belegt; die TDI- Ablaufrinne war komplett in der Feststoffschicht verschwunden.

Beispiel 2 (erfindungsgemäß)

Die Brüdenleitung sowie der Brüdendom des Schaufeltrockners wurden komplett abisoliert. Die Versorgung der Mantelbeheizung des Brüdendomes und des Brüdenaustrittsstutzens wurde gestoppt.

Über an den TDI-Kondensatsammelstellen an der Brüdendom-Ablaufrinne sowie am Ablauftrichter der Büdenleitung angebrachte Schaugläser konnte kontinuierlich abfließendes TDI beobachtet werden. Nach 14 Tagen Laufzeit wurde der Trockner abgestellt und der Brüdenweg visuell inspiziert. Es wurde festgestellt, dass die inneren Oberflächen des Brüdenaustrittsstutzens sowie die Brüdenleitung völlig frei von Feststoffen waren. Die inneren Oberflächen des Brüdendomes waren außer einer sehr dünnen schwarzen Schicht frei von Feststoffablagerungen. Die TDI-Ablaufrinne war bis auf einige Granulatkörnchen komplett sauber und der Ablauf frei. Somit war der komplette Brüdenweg des Trockners frei, und derselbe konnte ohne Aufbau von Differenzdruck weiter betrieben werden.