Способ выделения фурфурилового спирта из продуктов гидрирования фурфурола

Способ выделения фурфурилового спирта из продуктов гидрирования фурфурола

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ФУРФУРИЛОВОГО СПИРТА ИЗ ПРОДУКТОВ ГИДРИРОВАНИЯ ФУРФУРОЛА ректификацией фурфурилового спирта-сырца с подачей воды на первой стадии и отбором целевого . продукта, о т л-и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения процесса и повышения качества целевого продукта , ректификацию проводят в две стадии, причем подачу воды с температурой Ш-50 с осуществляют в обезвоживающую колонну в количестве 12-1А,5 от веса сырья и ректификацию проводят при остаточном давлении 53,0-80 гПа с отбором головйой фракции при скорости 0,,05 /н ч и флегмовом числе 1-2, а на второй стадии ректификацию проводят при остаточном давлении ,0 гПа с с отбором целевого продукта при скорости отбора 0,200-0, и (Л флегмовом ч.исле 1-2,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1057503 A з(51) С 07 0 307/44

С р ЪЪ4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К ABTOPGHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 } 3439663/23-04 (22„) 24.03.82 (46) 30.11.83. Бюл. У 44 (72) В.A.Âàñèëüåâà, С.А. Федотова, l0.À. Цирлин, А.Г. Демин, Н-.И. Пасынков. и Н.Н. Ржанников (71) Научно-производственное гидролизное объединение "Гидролизпром" (53) 547.722.07(088.8) (56) 1. Патент ПНР М 86551, кл. С 07 D 307/44, опублик. 1976

2, Технологический регламент производства фурфурилового спирта.

Кировский биохимический завод, 1978 (прототип). 4. (54)(57) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ФУРФУРИЛОВОГО СПИРТА ИЗ ПРОДУКТОВ ГИДРИРОВР-

НИЯ ФУРФУРОЛА ректификацией фурфури" лового спирта-сырца с подачей воды на первой стадии и отбором целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения качества целевого продукта, ректификацию проводят в две стадии, причем подачу воды с температурой 40-50 С осуществляют в обезвоживающую колонну в количестве

12-14,54 от веса сырья и ректификацию проводят при остаточном давлении 53,0-80 гПа с отбором головйой фракции при скорости 0,04-0,05 м /м ч и флегмовом числе 1-2, а на второй стадии ректификацию проводят при остаточном давлении 53,0-67,0 гПа с отбором целевого продукта при скорости отбора 0,200-0,240 м /и ч и флегмовом числе 1-2«

С:."

1 10575

Изобретение относится к усовер,шенствованному способу выделения фурфурилового спирта иэ продуктов гид. рирования фурфурола. Фурфуриловый спирт широко используется в производстве полимерных материалов, как ингредиент связующе -о вещества для литейных стержней, как основа для коррозионно-стойкой смолы, Известен способ (1) выделения Фур- 10 фурилового спирта иэ продуктов гидрирования Фурфурола методом аэеотропной дистилляции, процесс проводится в три стадии, .причем на первой отгоняется сильван и вода, эти продук" ты разделяются и получаемый сильван, подвергнутый очистке на специальной колонне, как азеотропный агент, повторно используется в процессе дистилляции, на второй стадии подвергается дистилляции под пониженным давлением (25 мм рт.ст,J смесь Фурфурола, Фурфурилового спирта и высоко« кипящих компонентов; здесь Фурфуриловый спирт освобождается от Фурфурола д и на третьей стадии фурфуриловыйспирт; очищается от высококипящих компонен- тов и смол путем ректификации под пониженным давлением (25 мм рт.ст.) .

Качественные показатели фурфурилового спирта, мас.Ь фурфуриловый спирт 98,7

ТГФС (тетрагидрофурфуриловый спирт) 0 5 юурфурол 0,8

Недостатком указанного способа явля-З5 ется высокая концентрация Фурфурола в целевом продукте до 0,8 масА.

Кроме того, отгонка фурфурилового спирта на первой стадии при атмосфер. ном давлении приводит к потерям фурфурилового спирта за счет смолообразо. вания (температура в кубе обезвоживающей колонны 170-180 С). Фурфуриловый спирт относится к термически нестойким. продуктам, при высоких температу-45 рах образуются смолистые вещества.

Наиболее близким по технической . сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ выделения фурфурилового спирта из продуктов 50 гидрирования фурфурола, заключающийся в том, что фурфуриловый спирт-сырец (гидРюр), содержащий кроме фурфурилового спирта сильван, воду, фур. фурол и тяжелые продукты, смешивают у с водой в количестве 203 от гидрюра ! и насосом подают на питающую тарелку обезвоживающей колонны, работающей

03 2 при остаточном давлении 106-190 гПа и с флегмовым числом 8- 10 с последующим отбором головной фракции, содержащей сильван, воду, фурфурол как легкокипящие компоненты при скорости

0,10-0,16 м /м2 ч и температуре верха колонны 70-80 С.

ФурФуриловый спирт и высококипящие примеси выводят из куба обезвоживающей колонны и направляют во вторую отгонную колонну, работающую при остаточном давлении 60-100 гПа, и отбирают Фурфуриловый спирт при скорости 0,310-0,320 м /м ч и флегмовом числе 0,5-1,0, а головную фракцию, со- держащую до 803 Фурфурилового спирта, направляют в колонну для регенерации фурфурилового спирта.

f1o данной технологии получают фурфуриловый спирт следующего состава, ;мас.3: фурфуриловый спирт 98,5; фур" . фурол 0,6; вода 0,5 L2).

Недостатком известного с особа является то, что при расходе воды, подаваемой с гидрюром в первую колонну в 203 от объема гидрюра, не обеспечивается более полное освобождение фурфурилового спирта от фурфурола и воды, а содержание Фурфурилового спирта в головной фракции составля- . ет 803 из-эа неудовлетворительного разделения головных примесей и целе. вого продукта даже при Флегмовом числе 8-10.

Это обусловливает необходимость в регенерации Фурфурилового спирта и приводит к значительному удельно" му расходу тепла как на образование

Флегмы, так и на последующую регенерацию. Кроме того, примесь фурфуро ла составляет 0,63, а содержание целевого продукта 98,53.

Цель изобретения — упрощение процесса путем исключения одной стадии ректификации и снижения энергозатрат, а также повышение качества це" левого продукта эа счет уменьшения содержания фурфурола.

Поставленная. цель достигается тем, что выделение фурфурилового спирта иэ продуктов гидрирования фурфурола путем ректификации проводят в две стадии, причем на первои стадии осуществляют подачу воды с температурой 40»

50 С в верхнюю часть колонны в коли- честве 12,0-14,53 от веса сырья и процесс ведут при остаточном давлении 53,0-80,0 гПа с отбором головной фракции при скорости 0,04-0,05 м /

03 4

Таблица 1

Состав гидрюра, 4

Фурфурол/Сильван

o,1/0,5 1,5/o,15 l,o/o,o4 1,2/0,05 o,9/0,06 0,7/o,ll

Количество воды на гидроселекцию, 3 от питания

14,5

12,06 18,72 14,0

13,5

12,7 з 10575

/м ч, флегмовом чиспе 1-2, а на вто рой стадии осуществляют отбор целевого продукта при скорости отбора

0,200-0,240 м /м2 ч, флегмовом числе

1-2 и давлении 53,0-67,0 гПа.

Процесс осуществляют следующим образом.

Фурфуриловый спирт-сырец, содержащий кроне фурфурилового спирта сильван, воду, фурфурол, тетрагидрофурфу- 10 риловый спирт, направляют на питающую тарелку обезвоживающей колонны, работающей при давлении 53,0-80,0 гйа.

Ректификацию на этой стадии произ» водят при пониженном давлении с це". лью сократить до минимума образование продуктов осмоления фурфурилового спирта в колонне. Пределы остаточного давления в колонне выбирают экспериментально с учетом реальных возможнос о тей вакуумирования ректификационных колонн на производстве..Легколетучие примеси Фурфурилового спирта концентрируются в верхней час- ти колонны. Это обусловливает подачу подогретой воды в верхнюю часть колонны. Вода при температуре 40-50 С поо .дается в количестве 12,0-14,53 от .сырья. Количество воды определяется условиями выделения фурфурола и других легколетучих продуктов (например сильвана} в виде азеотрбпов с водой - Фурфурол-вода, сильванвода и др..Экспериментально установленное количество воды обеспечивает возможность совмещения на первой стадии процессов освобождения

Фурфурилового спирта-сырца от всех легколетучих продуктов и его обезвоживания. Образование азеотропов 40 с минимумом температуры кипения позволяет одновременно снизить содержание фурфурилового спирта в головной фракции. При температуре верха колонны 30-36 С скорости 0,04- 45

0,05 м /м ч и флегмовом числе 1-2 отбирают дистиллят, содержащий азео тропы летучих примесей, воду и не" большое количество фурфурилового спирта. Из куба колонны выводят обезвоженный фурфуриловый спирт, содержащий не более 0,1003 воды и фурфурола и направляют на питающую тарелку отгонной колонны, работающей при давлении 50,0-67,0 гПа.

При температуре верха колонны

91-95 С при скорости 0,200-0,240 м /

/м ч и флегмовом числе 1-2 отбирают в виде дистиллята чистый фурфуриловый спирт.

Состав дистиллята, масА: вода

0,016, Фурфурол 0,022, фурфуриловый спирт 99,90, ТГФС 0,062. Выход фурфурилового спирта от сырца 90,0ь.

Расход пара 0,7 т на 1 т товарного продукта.

Оптимальная величина скоростей отбора и флегмовых чисел обусловлена реально-возможным составом гидрюра (фурфурилового спирта-сырца), поступа» ющего на очистку с целью получения товарного фурфурилового спирта.

Согласно практики работы предприятий промышленности показано, что в гидрюре содержание фурфурола колеблется в пределах 0,5-1,23, сильвана

0,04-0,123. Превышение содержания данных примесей в гидрюре выше указанных пределов не допускается. Этим и объясняется выбранный диапазон параметров процесса ректификации., Ио существующей в промышленности технологии гидрюр перед ректификацией. смешивается с водой и затем подается на колонну (количество воды 203 от питания). По данному способу расход воды на гидроселекцию обусловливается составом гидрюра и рассчитывается по составам азеотропов вода-фурфурол и вода-сильван.

Выбранный диапазон иллюстрируется данными табл.

5 10575

Данные, представленные в табл. 1, рассчитывают следующим образом. При концентрации фурфурола в гидрюре 1,04. и сильвана 0,043 для образования азеотропов вода-фурфурол (содержание 5

Фурфурола 35,2:,;) и вода — сильван (содержание сильвана 4,93) необходи мо 17+18 мл = 35 мл воды. Головную фракцию необходимо выводить в виде нерасслаивающейся жидкости. Для l0 этого, учитывая растворимость фурфуОола в воде 8,0-8,5i при 20ОС, вводится избыток воды для получения

83-ного раствора. В сумме на гидроселекцию необходимо ввести 58,75 мл 15 воды или 14i от веса питания.

20

Состав фурфурилового спирта, мас.4: вода 0,016; фурфурол 0,022;, ТГФС 0,062, фурфуриловый спирт 99,90.

Состав всех продуктов определяют газовым хроматографом.

Зависимость качества фурфурилового спирта от режима показателей работы ректификационной установки дана в табл. 2.

Пределы давления, указанные в

Формуле изобретения, выбраны, исходя из следующих соображений.

Для обезвоживающей колонны необходимо понизить давление до 5380 гПа (т.кип. 36-40 С вверху колонны, 90-100 С в кубе колонны), более глубокого разрежения в колонне не требуется, так как понижение температуры вверху колонны потребует специального охлаждения воды, подаваемой в дефлегматор, для исключения потерь головной фракции в вакуумную линию,. При выбранном давлении заметного осмоления фурфуриловый спирт в кубе колонны не претерпевает.

Температура кипения веществ определяется остаточным давлением в сис- теме, поэтому в Формуле приведены только данные по давлению.

Для отгонной колонны пределы остаточного давления выбраны с учетом реальных возможностей вакуумирования ректификационных колонн на про изводстве be3 использования прецизионной вакуумной техники. Расширения диапазона давления не требуется.

П р и и е р 1. Фурфуриловый спирт. сырец, содержащий, l: сильван 0,04; вода 1,77; фурфурол 1,02; фурфуриловый спирт 96 41 тетрагидрофурфурилового спирта (ТГФС) - 0,0644 и пентадиолов - 0,093) в количестве420,0 мл/ч подают на питающую — двенадцатую тарелку обезвоживающей колонны (число тарелок 20), работающей при остаточном давлении в колонне 60 гПа.

8 верхнюю часть обезвоживающей колонны подают воду, подогретую до 55 С в количестве 60 мл/ч. При температу0 ° ре 36 С вверху колонны со скоростью

0,04 м /м ч и флегмовом числе 2 от> 2 бирают головную фракцию в количестве

84 мл/ч. Головная Фракция имеет состав, мас .3: сильван 4,70; вода 78,70, фурфурол 5,03 и Фурфуриловый спирт

11,57 мас.ь- Обезвоженный Фурфуриловый спирт в количестве 396,0 мл/ч, содержащий, ма1.3; вода 0,013, фурФурол 0,020, фурфуриловый спирт

99,80, ТГФС 0,065; пентадиолы 0,098 поступает на питающую тарелку отгонной колонны (число тарелок 20), работающей при остаточном давлении в колонне 40 мм рт.ст. (53,0 гПа) .

При температуре вверху колонны

91 С при скорости 0,22 м >/м2 ч и

Флегмовом числе 1 отбирают фурфуриловый спирт заданной степени чистоты в количестве 365 мл/ч.

l057503

СЧ 1

Igt

51.I

Сl

1Q I

1 е!

1- 1.

I

1

1!

I

1 1

6 Р е

v е

s !

O.

C о о

L о о с

O. .«« в

CL

>« в

1 е з

1- С х о

e z

С: CC л

Cl л

О м

СЛ

Ю.

1.С л л

Ю аА

СЧ

СЧ л

Ю е

Х

X о

1 о х

C е

Х

Х о а

lЮ о

1 о« в о а ас«х z

С4 л

ОЪ

О1

С4 О л

О

ОЪ

:««X в о.

3 с и и

1 в

Ъ« а с о в а л

О1

CD л

CD аА

Cl

СЧ

CD л

Ю

СЧ л

Cl е

1 о о

С.Э

СЛ л

LA

Ю

СЧ

Ю м л

Ю м

Ю л

1 о

l»

Э о с

e v

00 л

Ю л

an

С4 О л

Ю О

CD м л

aD

LA

СЧ 00

coz

О I о! ma. з. х o,о z а «с с 01

tees v и а

ОО: О Е!

t- б В б 1- S

1

1 !

1

1

I

I

I

1 1

I

I

t

I

1

1

1

I

1

1

v о

О

СЧ л

СЧ л л

О а о

o to

Y lw o

Х о с о х

z

% о и

Ф

lO

e «z о е

1 Cl ао с о

Х ©

0 б л

X

5 6 0

Y o е о

CL Е в E

CD м сО л

an

Ю л

Ю

1

1, 1

1

1 м

Ю

МЪ

Оъ

Ю л

Ю

Ю л

СЧ

Ю

1

I

I ! О

l СС\

I л

1 Р

I

I

I о ! . О

° л

I о

Х а

/ о с

Ю л л

Ю О л

CD .

МЪ л

СЧ ей о

COs

«к о е z ай о

1о о л

X У

504 х s е w в* ай!

Cl

Ю л

CD

ОЪ

Ю

° \

Ю О

СЧ

О л

Ю ао о

О!О С

Х 1- О

ОО!

I

1

1

I

I

I

I

1

1

1

I

1

1

1 !

1

I .!

I

I

I

1 ! !

1. 1

1

I

I

I

l

I

I

1 I

s ао

egoL.

55®й о е,о

CL В о

I» Cl 1 о

Ф С« l1

5 Z tC C«t

X 5 Э

О е.ЗСО

ы а o! л а а и

О:««S 1- сЖ хоо а а Ф x v э о с е мвс v s

- Ф СЧ м

О Ю

О СЧ л О1 л

О1 ОЪ О1 ОЪ О О

СС\ М

CD CD л

О Ю

СЧ 06

СЧ л» Ю л

О О в л в О LA М

СЧ СЧ л л

Ю Ю Ю м

Л О л л

00 О1

LA л

c« ah л

О О л

О Ю

О О

СО л . л

О О сО LA

CD О л

Ю О

СО

О л л

О Ю

О а 00

Ф 00 00 л . л «л

О1 CA 01

О1 CA О1 О СЧ

C«CD л

Ю Ю сО СЧ

О О л л

О О

О СЧ

О

СЧ СЧ л л

О О

00 л О 00 л л

СЧ «м О

О Ю л л

О- О

an cD

-Ф

О О л

ОЪ л

Ю л

Ю

01 сп

С« м э л

О

CD л

CD

CD л м ъО 0 л

Cl

СЧ

Ю л

О

CD

О

Cl

ССЪ м

О1 . Ю

1

1

I

1

I

1

1

1

I

1

1 !

I !

1

1

1

1

1

I

I

I !

1

I

1

I

1

I

I

I

1

I

I

1

1

I

I

I !

1

1

I

I

1

1

1 !

1

1

1

1

1

1057503

Предлагаемый способ позволяет упростить процесс путем исключения од" ной стадии ректификации и снижения энергозатрат, а также повысить содержание шить левом цесс.

10 фурфурилового спирта, уменьсодержание фурфурола в цепродукте и удешевить проСоставитель И. Дьяченко

Редактор А. Власенко Техреду В.Далекорей: Корректор А. Ильин

Заказ 951 /29 Тираж 18 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Рамшская наб. 8. Й/5

Лл л йл а филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул. Проектная, 1