Способ очистки акриловой кислоты
Иллюстрации
Реферат
О П И С А Н И Е (II1 473355
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К ПАТЕНТУ (61) Зависимый от патента (22) Заявлено 24.12.71 (21) 1731389/23-4 (51) М. Кл. С 07с 57/04
С 07с 51/44 (32) Приоритет 26.12.70 (31) 118788/70 (33) Япония
Государственный комитет
Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий
Опубликовано 05.06.75. Бюллетень ув 21
Дата опубликования описания 03.09.75 (53) УДК 547.391.1.06 (088.8) (72) Авторы изобретения
Иностранцы
Набору Симидзу, Кунихиро Кубота и Такаси Оохара (Япония) Иностранная фирма
«Ниппон Шокубай Кагаку Кабусики Кайся» (Япония) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ АКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ.Изобретение относится к способу очистки акриловой кислоты, используемой в синтезе полимерных материалов.
Известен способ очистки акриловой кислоты, полученной при каталитическом газофазном окислении пропилена или акролеина и конденсации реакционных газов, путем отдувки из конденсата летучих примесей, экстракции полученного 5 — 50% -водного раствора акриловой кислоты, содержащего уксусную кислоту и нелетучие примеси, известными экстрагентами с последующей отгонкой экстрагента и выделением смеси акриловой и уксусной кислот, которую разделяют ректификацией с отбором целевой кислоты и дистиллата, содержащего смесь акриловой и уксусной кислот.
К недостаткам известного способа относятся необходимость дальнейшей очистки акриловой кислоты, что усложняет процесс, и забивка ректификационных колонн полимерными продуктами, что затрудняет проведение непрерывного процесса и приводит к снижению выхода акриловой кислоты (до 97%, включая димер).
С целью упрощения процесса предлагается ректификацию вести с отбором дистиллата, содержащего 10 — 70% акриловой кислоты, который рециркулируют на стадию экстракции и конденсации реакционных газов.
В результате применения такого приема колонны работают длительное время без засорения и забивания полимерными продуктами, выход акриловой кислоты достигает 99,3%, а содержание уксусной кислоты в ней не превыпает 0,1%.
Схема очистки акриловой кислоты предлагаемым спосооом изобра?кена на чертеже.
Реакционные газы, образующиеся прп газофазном каталитическом окислешш пропилена плп акролеина, по трубопроводу 1 направл»ют в конде IcaTop 2, из которого песконденсированные газы отводят по трубопроводу 3, а конденсат по трубопроводу 4 направляют в отпарную колонну 5 для отделе1шя низкокипящпх соед1шений, которые отводят по трубопроводу 6. Водный раствор акриловой н уксусной кислот по трубопроводу 7 подают в экстракцио11ну1о колонну 8, в которую по тру20 бопроводу 9 вводят экстрагент. В качестве экстрагепта используют растворитель, коэффициент распределення которого между акриловой и уксусной кислотами больше единицы, например этил-, пропил-, изопроппл-, и-бу25 тил-, изобутпл- и втор-бутилацетат, метил- и этплпроппонат, метил- и этилакрилат, мстилизооутплкетон.
Акриловая кислота с примесью у ксусной
IiIIc7oTh1 В В11де экстракта по т1?уООп1?оводу 10
30 поступает в колонну 11 для отделения экстра473355 гепта и воды. Смесь акриловой и ) Kc) cIIO i
KI(c;10T ПО Тр ООП))ОБОД «1 2 1: aiip aB 7 i;o i !3 «ОIОПП) 13 ДЛ51 0Т P7Pllli5! кем< IОЙ «пс,i0ты.
«
IH(:.! ь см cli, 131>Н30.ц!моп l!3 «олОППЫ i 3 li0
Гр) 60(! pOB01) 14, Бозир (! щ(1!О! Б> «0.70пп3 1*, ы остаток по трубопроводам 15 — -19 распредел5!ют мс)кду «Олопп(1 ми 5 II 8 I коп.: Pl! cclTUром 2 соответственно. Чпсгую а«рплоиую кпс,«(от) Быиод5(т ПЗ «0 iollllbl 13 i!0 трм()опроиод>«
20. С верха колонны 11 по трубопроио.i) 21
01 ВОДЯТ Э1<СТРЯГЕПТ I! B01), «О ГОР ЫЕ Р23ДЕЛЯют Б сепараторе 22, часть экстрагс.гга рецир«) 7J(p) Iот В «010ппу 11 по рх 60111)UBO, () 3, 2 ОСТЫ) О!< 01 БОД5! 1!0 !р > 00ПрОБОД 24 Б («)бопровод 9. Водпый слой, Выводимый ilo труООП()оводу 2;), 0()7>e7III(5!IOT C )«II 7«1131 OCTHTком после экстракцпи, выходяп им пз колонны 8!lo трубопровод) 2()> и направляют Б «олонпу 27 !Г!я извлечения экстрагепта. Дпстил 12T ll3 гo;loBiloi! (асти «070lllibl 27 Ilo т,)у00iIpoB0,(28 пода«от B cPliap(11 op ?„, Ii3 «o l OJ)o го с.1 ОЙ P ac. 130P (ITP;15> ОтВОдЯт ПО TP \ ()oliP0130ду 30 B трубопровод 9, а водный слой !10 грубопроводым 31 и 32 возвращают и коло(шу 27
ДЛ51 ОТДЕ 10! I115l РЯСТБОРИТЕ;IЯ.
Д, 15(pepeli(p 1(II(ii экс р агplIT;l применены л!обые известные !ехии:!еские приемы.
PeK711фИКЯЦИЮ ВО ВСЕХ 1<О; Oiiilг(Х СЛЕД) e! проводить прп пониженной температуре и давлении менее 300 мм рт. ст. Следует отмеТИ! Ь, ЧТО СМЕСЬ 21<РИ 70BOII И )««С) СПОЙ «I(C.70Т>
Выходящая ИЗ колонны 1 1, go!)o)!!!!(TO 7bIIÎ с0держит растворитель, который полностью отгоияется с у!<С) спой кпс;!Отой 13 I<0.10!i!le 13.
Зтот растворптель рециркулируют па стади;о экстракции. В случае примене(пlя экстраГента, температура кипения которого близка к температуре кипения уксусной кислоты, напримерр Оутилацетятя или метилизоб „"1 илкстОП2, пеОоходимо уВели (иВять п!с:!О ст)«пепе!( разделения Б колонне 11.
Примеси, загрязня(ощие акрилоиую кисло Iу, имeloT приблизите7ЬПО TaK) lo же темперя-! уру кипения, что и уксусная кислота, опи
;ейству!От как инициаторы полимериза ilil!
Якри«!ОВОЙ кислОты и постепенно II a«Hi(.7!I(32ются по мере увел!(чения копцеп р(!ц!(и; кс, с1:OII KIIC 10Tbl.
Поэто >1)«) слОВия 1(poBegel (!(5! процесса пО iбирают таким образом, чтобы концентрация якрплоиой кислоты в дпстпллытс:!осле коло:1i:û 13 составляла 10 — 70 вес. ",,. В этом случае полимеризация в колош!е зпa÷ïòcpibi(o замедляется. Для предотираще:ия полпмсризаПГП(МОЖНО ИСПОЛЬЗОБЯТЬ ИЗВЕС! П(!С ИПГПОПТОры, например Гидрохппоп, мопомсп!ловы и э<рпр гидрохипопа и фепотиазш!.
Пример 1. Проводят очистку по той же схеме, что изобра)кена на чертеже. Колонна
8 г!ульсиру!Ощего действия содержит 50 пер((«орированных тарелок, rapeëü÷àòàÿ колонна
11 имеет 20 ступеней разделения. Колонна 13 сэстопт из тарельчатой части с 40 ступенями разделения II пасадочной части со слоем паCan«I) 13ЫСОТОИ 10 «3!. i (J «1,« lHC БОДПОI 0 Pd 1130
jJd, содержащего 23 Бес. ;"О крилоио.! «и. iU) Ы li Б> B C. ",,p ) !<С) СПО!! i
>ср> !«Ioio 120(и 1 О, iU!li!bi 6, > «ызып«!Ьп! BO;Liib i
jJHC1 i!Up по.l) IЫЮ i i
i ЫЗ Ы, 00() 23) iu Tc(C UC5i i! j)ll 1 230(1) ЫЗПОМ !.Ы 1 d.i«li;i ×eÑ1.UJl 0 <ПС !(!1!III ill)ullliЛ l! Ы С ПОСЛЕ () >О(.(и i ) далепием из «О !,(Спсытd. Ыце! ЫГ!Ьде!1!ды> ацето.:!ы, ыкpu)ieil«IH и других загрязня!Ощпх !
0 I!pl!:(ieceè. 2 KT; lac Дистплг! Ят ы с Верхd «О i0illli>! !3, содержыще!О iu!3((. ", акр((лоиои «и.10 l ь.> 3 «с3 с«l) ю ««(с. 101, lii! i ll oil! Ор — — xie(«1,1Пзоо) Ill. («Е!0««, ЬОДУ «I ПРО !lie « 0)!ПОПС!ГГЫ ПО
Т!)) UO!ij; UBO id Ji j «J 1«j i IОДЫ101 Иы li5 11! H«ЫЦЫ(:) ., .0 1 ы ) сг!«) «0.7ulili)>i 6> с 111 ГыЯ cbej)x (. L«ппж !. luio «!ыс 1 ь i<0;i0ililb! 6 llo I JJ) vопро»од) 9 l3!30ДЯГ Ти i >lроБО,„ Я! Э«СГ(>ы«ИР0132««!Ие и lldlll) ЫБ 15iiu! Э«с iРЯI. Б 1 О, i0«ll i iiU 1 p > ОопрОБОД„ 10. !!с(i.i. id l Iid «О20 luililb> i 1 рыздсл5ПОi 3 celldpыГОрс 2, Дооыи.!«:О i «j) clCT!JOJ>ll
p öIi,Ji<) ill!));01 е U 3 «о,!О и! 1!. Даилсгпlе
I3 Bej)«!!el(ч(! ".ili 0 10lllibi !60 i>ii(i (JT. сг. j 13 «)02 «0,(оппы 1! БЫБОДЯ 16«! «!7>(ыс di
«ислоть(, coJeржыщеl: 0>6 Бес. в «с) (-пои
«ислО Гь, «О Гор) 10 ПО„ .,di0T 13 ко iul! (у 6.,1,ЫБ. ic1!ие и Берхпеи чысти это» «о !U!i;iь! !00 м
JJT. c!. b, жиДJ) lol JJ i«ec, uodB.(5(KJ I
30 000 Гi÷ac (идрох!и!Оп((. UCTH.)bii) io;ac! b ДисГиллата рециркулир) (от Б «оло!шу 6 liu !рубоПрОБОдаМ 15 И 1(. 1!3 K)Ud «О iuililbl 13 Отиод)и ju, 15 «!)Чыс ыкрилоиои кислоты, почти ii(ООдержыще!1 ) кс) спой кисг!О! bl !. >!Спее
35 (1, »ес. (о ) .
Вь:ход акрилоиой «пслоты 99,3, (Бкг!ю ая дихlеpl . Дыилеl(ие Б «) Oe колон(ы 13 В течение месяца рабо!ы увеличивается QT 195 JU
202 мм рт. C!., однако работы «оло;(п«ы iie oc40;l o iK i! 51 eTñ Я.
I! j) 1I i)i с;) 2. 17pOBU,)5«i Очисг«), «H«13 llj)llмере 1, по «о(шептрацию акрплоиои кисло!1!
Б дисг(!ллате из «Олоппы 13 lIOJJepi«I(BHioт равной 10 вес. (p. Дыилсш(е и «убе ко ioiiilii
45 (3 и пычыле процесса !95 мм р) . ст., через
l4 дпеи оно Возрастает до 275 мм рт. ст., <Го пе iiUÇB0.1я(.т раоота.ть дягlьгце. ((p li ъ! c j) 3. 3(рОВОд5I! 0 lистку ыпыло! и (ii0 примеру 1, по конце гграцшо акрп:IOBUi!
50 «ислоты в дис(пллате пз колоппы 13 поддерЖИВ210T РЫL!IОП;) Бeo. /p. JЯLЛ(-. !Illс 13 «УОЕ
«U l0i 1ы 13 через 95 час раооты возрастает
0" 195 до 270 x:м рт. cT., после чег0 дальнейL! 2 Я Э !< С ИЛ У Ы ;l i l il 51 «01 О П П Ы С Т 2.7 (l И Е В 0 3 М ОЖ55
П j) 1! м j) 1. Очис1 к) llpoBO;151 !<ы!< 13 примеp(1, псl(ользуя «0. IQIII()> с !)р(!ща(0!циъ(!!05!, 1 ic«i(xiii, Б 13еj)xllloiU часть «01 ОрОи пода(0 Г
00 «г)час Водного раствора, содержащего
00 18,0 иес.,) акрилоиой кислоты Il 2,0 вес. pjp
) «С) СПОЙ КИСЛОТЫ.
Дистилл(!т ко iollllbl 13> содержащий
-10 вес. )(о ыкриловой кислоты ll 59 вес. Гоо J «с у c i I o I I кислоты, и Од 2! 0 Г В B p p x I i Io Io часть «o55,ioi(i! i>i 8 и количестве 2 кг/час. В качес-.()e
473355 экстрагента используют 40 кг/час ч.-пропилацетата. Дистиллат колонны 11 разделяют в сепараторе, растворитель рециркулируют в колонну 11, предварительно добавив к нему
100 г/час гидрохинона. Остаточное давление в верхней части колонны 50 мм рт. ст. Жидкость, содержащую в основном акриловую кислоту и 9,3 вес. О/О уксусной кислоты, отводят из куба колонны 11 в количестве
12,7 кг/час и подают в колонну 13 для отделения уксусной кислоты. Давление в верхней части колонны 40 мм рт. ст. К части дпстиллата, возвращаемого в колонну 13, добавляют 40 г/час гидрохинона. Оставшееся количество дистиллата рециркулируют в колонну 8.
Из куба колонны 13 отводят 10,75 кг/час акриловой кислоты, содержащей менее
0,1 вес. /О уксусной кислоты. При эксплуатации колонны 13 непрерывно в течение одного месяца наблюдается увеличение давления от
72 до 77 мм рт. ст., однако это не осложняет работу колонны.
Пример 5. Процесс проводят, как в примере 3, но при концентрации акрпловой кислоты в дистиллате колонны 13 не выше
20 вес. /О. При работе этой колонны в течение месяца наблюдается повышение давления в кубе с 72 до 105 мм рт. ст. Однако колонна может работать дальше.
Пример 6. Процесс проводят, как в примере 3, но при концентрации акриловой кислоты в дистиллате колонны 13 до
70 вес. /О. При непрерывной работе колонны в течение одного месяца давление в куоовой части колонны повып.ается от 72 до 74 мм рт. ст., но это не осложняет эксплуатацшо колонны.
Пример 7. Проводят процесс, как в примере 3, при концентрации акрпловой кислоты в дистиллате колонны 13, равной 1,5 вес. /О.
Остаточное давление в кубе колонны 13 после 17 час работы возрастает от 72 до
130 мм рт. ст., что делает дальнейшую работу колонны невозможHîé. TTðè концентрации àKриловой кислоты 5 вес. О/О через 130 час работы давление возрастает от 72 до 130 мм рт. ст., что не позволяет вести дальнейшую ректпфикацпю.
Предмет изобретения
Способ очистки акрпловой кислоты, полу;енпой прп каталптпческом газофазном окислении пропплена или акролеина и конденса20 цип реакционных газов, путем отдувки из конденсата летучих примесей, экстракцпп получен .ого 5 — 50,0-ного водного раствора акрпловой кислоты,- содержащего уксусную к Icлоту и нелетучие примеси, известными экстр25 агентами с последующей отгонкой экстрагента и выделением смеси акриловой и уксусной кислот, которую разделяют ректификацпей с отбором целевой кислоты и дистиллата, содержащего смесь акриловой II хксхсной кис30 лот, отл ич а ю щи йс я тем, что, с целью упрощения процесса. ректификацпю ведут с отбором дпстпллата, содержащего 10 — 700/О акриловой кислоты, который рециркулируют на стадию экстракцип и конденсации реак35 цпопшых газов.
473355
Составитель Е. Епишина
Техред Е. Подурушина
Ь,орректор А. Дзесова
Редактор Т. Шарганова
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 2145, 16 Изд. М 766 Тираж 529 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, М(-35, Раушская наб., д. 4!5