Способ разделения эфирно-метанольной сл\еси

Способ разделения эфирно-метанольной сл\еси

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЗО9507

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента №

Заявлено 22.VI.1967 (№ 11666991 23-4) МПК С 07с 51/46

Приоритет 22Л 1.1966, М 66486. Франция

01.111.1967, М 97016. Франция

Комитет по делам изобретеиий и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 09.VII.1971. Бюллетень ¹ 22

УДК 66.049.3(088.8) Дата опубликования оппcaH;!» 05. .1971

Автор изобретения

Иностранец

Альбер Бунио (Франция) Иностранная фирма

«Лез Юзин Де Мелль (Франция) Заявитель

СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ЭФИРНО-МЕТАНОЛЬНОЙ СМЕСИ

R — C0OR!, Изобретение относится к усовершенствованию способа разделения азеотропной эфир;1ометанольной смеси, которая образуется в процессе синтеза соответствующего сложного эфира.

Известны различные способы разделения многокомпонентнык смесей. Так, разделение азотропной смеси, содержащей метанол и мстилборат ведут путем дистилляции под разными давлениями. Кроме того, разделение смеси, например, метанол — винилацетат, ведут азеотропной ректификацией с циклогексаном с последующей декантацией. Однако в извесгных способак исследовались треккомпонентные системы.

По предлагаемому способу разделению подвергают четыреккомпонентную систему, т. е. содержащую метанол, сложный эфир, воду и органическое вещество.

Процесс ведут путем азеотропной ректификацией в присутствии насыщенного углеводорода, содержащего от 4 до 7 углеродных атомов углерода.

В качестве ocHQBHblx компонентов смеси предложено использовать сложный эфир оощей формулы где R и R! являются насыщенными или ненасыщенными радикалами с числом атомов углерода от 1 до 4, ки:1ящий при температуре выше точки кипения носителя> и орГBHH Iеское соединение, кипящее выше точки кипения исходного сложного эфира и представляющее

5 собой либо искодны11 продукт, либо образующийся в процессе синтеза сложного эфира продукт. Например, может быть взята для разделения смесь, полученная в результате превращения метоксипропионовоЙ кис IQTbl, co10 держащая 40% метплакрплата, 40% метано;та, 10 !, воды H 10% метплметоксипропионата.

В случае разделения смеси, содержащей ненасыщенный сложный эфир, процесс ведут в присутствии 1тнгпбиторов полимеризации, на15 пример ацетата меди.

Процесс осуществляют в тре зонной колонНе, в среднюю часть которой подают разделяемую смесь (содержащую метанол, воду, сложный эфир, органическое соединение), в верк20 нюю зону вводят насыщенный углеводородный носитель, который образуя с метанолом азеотропную смесь, отгоняется пз этой зоны, в нижней зоне скапливается азеотроп вода, эфир и органическое соединение, из которого деканта25 цией отделяют воду, и полученные при этом продукты дистиллируют. Этот способ позволяет получать разделяемые продукты чистотой выше 99 5%.

Пример 1. Разделени1о подвергают смесь, 30 полученную после превращения метоксипро309507

50

Таблица 1

Температура, С

Число тарелок в кубе колонны в головке колонны колонны

7

76

99

92

83

3 пиОновой кислоты В метилакрилат, име101цу ю следующий состав (В /о ):

Метилакрил ат 40

Метанол 40

Метиловый эфир метоксипропионовой кислоты 10

Вода 10

Эту смесь подвергают непрерывному разделению в указанной трехзонной колонне в присутствии гидрохинона для предотвращения полимеризации.

Ниже приведен частичный и полный расход греющего пара на 1 кг выделяемого акрилата в присутствии различных углеводородных носителей:

Носитель Расхо па а д кг/кг акрилата

Петролейный эфир 4,35

Гексан 2,40

Циклогексан 1,77

Гептан 1,71

Метилциклогексан 1,56

Следует отметить, что для данного эфира экономически целесообразным является использование циклогексана (малый расход пара, невысокое количество теоретических тарелок в ректификационной колонне).

П р и ме р 2. На разделение подают смесь со стадии этерификации изомасляной кислоты метиловым спиртом, следующего состава (в вес. %):

Метиловый эфир изомасляной кислоты

Метиловый спирт

Вода

Изомасляная кислота

Метиловый эфир изомасляной кислоты и метиловый спирт образуют гомогенную азеотропную смесь, содержащую 75% метилового спирта, с т. кип. 64 С. В качестве компонента, который с метиловым спиртом образует азеотропную смесь, следует использовать гексан, причем содержание последнего в азеотропной смеси с метиловым спиртом составляет 72%.

Температура кипения такой азеотропной смеси составляет 50 С.

Непрерывное разделение указанной смеси ведут по технологической схеме, изображенной на чертеже.

Дистилляционные колонны 1, 2, 8, 4 и 5 характеризуются рабочими параметрами, указанными в табл. 1.

4

В зону А колопнны 1 подают гексан. Подвергаемую обработке смесь вводят по трубопроводу б в зону B дистилляционной колонны 1, причем расход смеси составляет 1 кг/час.

Пары азеотропной смеси гексана с метиловым спиртом при температуре 50 С отводят из головной части дисгилляционной колонны 1 и конденсируют в конденсаторе 7, после чего их дополнительно конденсируют в конденсаторе

8, в котором поддерживают постоянно температуру 15 С. Таким образом, получают два слоя. Часть нижнего слоя (содержит 76% метилового спирта) вновь возвращают в дистилляционную колонну 1, тогда как остальную массу направляют в дистилляционную колонну 5, в которой происходит испарение остатков гексана. Из куба колонны отводят поток, расход которого составляет 730 г/час метилового спирта, концентрация спирта составляет 99,5%.

Азеотропную смесь воды с метиловым эфиром изомасляной кислоты, температура кипения которой составляет 78 С, отводят из нижней части зоны С колонны 1, после чего эту смесь направляют в декантатор 9. Водный слой (нижний слой) подают в дистилляционную колонну 4. Из куба колонны 4 непрерывно отводят воду, расход которой равен 40 г/«ас. Органическую фазу (верхний слой) направляют в дистилляционную колонну 2, а жидкую смесь из куба подают в дистилляционную колонну 3 по трубопроводу 10.

Из головной части дистилляционной колонны 3 отводят метиловый эфир изомасляной кислоты, расход которого равен 200 г/час, причем концентрация эфира 99,6%, а из куба отводят изомасляную кислоту, расход которой составляет 30 г/час, концентрация изомасляной кислоты 99%.

Общий расход греющего пара для нагревания всех соответствующих узлов системы составляет 1,4 кг/кг обработанной смеси.

Пример 3. Разделению подвергают смесь, отводимую со стадии гидролиза метилового эфира уксусной кислоты, следующего состава (в вес. %):

Метиловый эфир уксусной кислоты 60

Метиловый спирт 10

Вода 10

Уксусная кислота 20

В ходе проведения этого процесса воду от метилового эфира уксусной кислоты не отделяют, в связи с тем, что смесь возвращают непосредственно в реакционный аппарат, в котором протекает реакция гидролиза смеси воды с метиловым эфиром уксусной кислоты.

Метилацетат и метиловый спирт образуют азсотропную смесь, которая содержит 18,7% метилового спирта, кипящую при температуре

54 С. В качестве вещества, образующего в ходе процесса с метиловым спиртом азеотропную.смесь, применяют пентан, причем содер309507

Метиловый эфир уксусной кислоты

Вода

Метиловый спирт

Уксусная кислота

84

14

0,7

1,3

Таблица 2

Температура, *С

Число тарелок к кубе колонны в головке колонны

КОЛОННЫ

54

62

31,5

53,0

80,0

34,0

7

1

3

25 жание метилового спирта в такой азеотропной смеси составляет 15%, а т. кип. 31 "С.

Смесь метилового эфира уксусной кислоты, метилового спирта, воды и уксусной кислоты непрерывно подают в дистилляционную колонну 1 вышеупомянутой технологической схемы.

Дистилляцион ые колонны 1, 2, 3 и 5 характеризуются рабочими параметрами, указанными в табл. 2. В данном случае в ходе проведения процесса дистилляционную колонну 4 не применяют. В зоне А колонны 1 находится пентан, Подвергаемую обработке смесь, расход которой составляет 1 кг/час, вводят в дистилляционную колонну 1 по трубопроводу 6. Пары азеотропной смеси пентана с метиловым спиртом при температуре 31,5 С отводят из головной части дистилляционной колонны 1 и подвергают кочденсации в конденсаторе 7, после чего сконденсированную жидкость, температура которой 15 С, направляют в декантатор 8.

Удаляемый со стадии декантации нижний слой подают в дистилляционную колонну 5, из куба последней отбирают метиловый спирт, концентрация спирта 99,4% .

Из куба дистилляционной колонны 2 непрерывно выводят смесь метилового эфира уксусной кислоты, воды и уксусной кислоты, которая содержит менее 0,5% метилового спирта, и направляют ее в дистилляционную колонну 8. Из головной части этой колонны при температуре 80 С отводят смесь следующего состава в(вес. %):

Вышеуказанную смесь возвращают в реакционный аппарат, в котором проводят процесс гидролиза.

Из куба дистилляционной колонны 3 отводят поток уксусной кислоты, концентрация которой равна 98,6%.

Общий расход греющего пара на обогрев соответствующих узлов вышеописанной системы составляет 2,4 кг/кг обработанной смеси.

Предмет изобретения

1. Способ разделения эфирно-метанольной смеси путем азеотропной дпстилляции в присутствии углеводородного носителя и декантации полученных продуктов, отличающийсятем, что, с целью повышения чистоты получаемых продуктов, в качестве эфирно-метанольной смеси берут смесь, содержащую метанол, сложный эфир общей формулы

R — COOR, где R и R, являются насыщенными или ненасыщенными радикалами с числом атомов углерода от 1 до 4, воду и органическое соединение, кипящее выше точки кипения исходного сложного эфира, и процесс ведут в трехзонной колонне, в среднюю часть которой подают разделяемую смесь, в верхнюю зону вводят углеводородный носитель, который в виде образующейся азеотропной смеси с метанолом отгоняют, из нижней зоны отбирают азеотроп воды со сложным эфиром и органическое соединение, которые отделяют от воды декантацией и дистиллируют.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в случае разделения смеси, содержащей ненасыщенный сложный эфир, процесс ведут в присутствии ингибитора полимеризации, например, ацетата меди, 309507

Составитель Г, Б. Андион

Тскрсд T. П. Курилко Корректор Е. В. Исакова

Редактор Л. К. Ушакова

Типография, Ilp. Сапунова. 2

Заказ 2676 l8 Изд. Хо 1122 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открь гий при Совете,11пнистров СССР

Москва, Ж-35, Раушская паб., д. 4 5