Способ очистки уксусной кислоты

Способ очистки уксусной кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(и) 566822

ОПИСАНИЕ изоы утин и я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.10.75 (21) 2183179/04 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.07.77. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 20.09.77 (51) М. Кл.е С 07С 53/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений

M открытий (53) УДК 547.292.06 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Л. Барсегян, А. В. Татевосян, С. С. Хачатрян, В. В. Новиков, В. И. Гаевой, О. В. Самофалова, А. Е. Фролов и Д. P. Карамян

Ереванское отделение Охтинского научно-производственного объединения «Пластполимер» (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к основному промышленному синтезу, в частности к очистке уксусной кислоты, содержащей примеси, которые образуются в производстве винилацетата из ацетилена и уксусной кислоты.

Как известно, уксусная кислота после выделения винилацетата содержит кротоновый альдегид, уксусный ангидрид, этилидендиацетат, гидрохинон, полимеры и бензол. Но, несмотря на то, что количество примесей в уксусной кислоте не более 3,5%, в дальнейшем синтезе винилацетата она не может быть использована, и поэтому ее необходимо регенерировать.

Известны различные способы очистки уксусной кислоты от примесей, например кротонового альдегида, ректификацией в присутствии мочевины.

Однако накопление смолистых примесей в кубе колонны и трудность их удаления, а также недостаточная степень очистки (97 — 99% ) ограничивают использование этого способа.

Другой известный способ предусматривает очистку с помощью надсульфата, перекиси бензола или азобисизобутиронитрила. Но и в этом случае наряду с использованием дефицитных веществ не достигается необходимой степени очистки (до 94%).

Известна также регенерация уксусной кислоты, содержащей примеси, образующиеся в производстве винилацетата, ректификацией в двух колоннах, причем в первую подается вода (для гидролиза уксусного ангидрида, образования азеотропа с кротоновым альдегидом, винилацетатом).

Однако при такой ректификации происходят определенные потери регенерируемой уксусной кислоты, а ее качество не превышает 99,06%.

С целью повышения выхода и степени очи10 стки уксусной кислоты по предлагаемому способу процесс ведут путем подачи 0,1 — 50 нл азота на 100 л уксусной кислоты в куб первой ректификационной колонны.

Предлагаемый способ иллюстрируется чер15 тежом.

По предлагаемому способу подают воду и уксусную кислоту с примесями винилацетата, кротонового альдегида, бензола, уксусного ан20 гидрида, этилидендиацетата в среднюю часть колонны 1. Для полного удаления легколетучих (по отношению к уксусной кислоте) компонентов в куб колонны 1 подают азот. Выходящие сверху пары, представляющие собой

25 смесь винилацетата, бензола, кротонового альдегида, воды и уксусной кислоты, предварительно конденсируясь в холодильнике 2, направляют в флорентийский сосуд 3, в котором дистиллят расслаивается на органическую и

ЗО водную фазы. Часть органического слоя воз566822 холодильнике 5 отбирают регенерированную уксусную кислоту.

Пример 1. Технологические параметры проведения процесса регенерации уксусной

5 кислоты приведены в табл. 1. вращают в колонну 1 на орошение в виде флегмы.

Кубовую жидкость колонны 1 направляют во вторую дистилляционную колонну 4, из которой в виде дистиллята после охлаждения в

Т аб лица 1

Температура куба колонны, С

Давление в кубе, кг/см

Температура вверху колонны, С

Точка ввода питания, теоретические тарелки

Дистилляционная колонна

Флегмовое число

0,3

110

127

60

0,3

118

127

Материальный баланс колонны 1 приведен в табл. 2.

В питание колонны 1 подают воду в количестве 0,8 кг/час, а в куб колонны 1 — 0,8 нл азота на 100 л уксусной кислоты.

Таблица 2

Материальный баланс ректификациониой колонны 1 кг/час кг/час

Расход

Приход вес. о, 100

1,756

4,684

42,506

46,136

4,918

О, 854

0,015

0,04

0,363

0,394

0,042

Дистиллят, в том числе:

Питание, в том числе винилацетат бензол винилацетат бензол кротоновый альдегид уксусная кислота (УК) уксусный ангидрид этилидендиацетат (ЭДА) гидрохинон вода кротоновый альдегид уксусная кислота

100,086

100

Кубовая жидкость в том числе: полимеры винилацетат бензол

0,8

0,00095 (0,76 нл) Вора вода кротоновый альдегид

Азот уксусная кислота этилидендиацетат гидрохинон полимеры

0,00046

Азот

Как видно из результатов материального баланса табл. 2, при использовании 0,8 нл азота кротоновый альдегид из уксусной кислоты не отдувается, фракцию кротонового альдегида направляют на сжигание. Дистиллят ректификационной колонны 1 в флорентийском сосуде 3 расслаивается на органическую и водную фазы. Последнюю в виде отхода удаляют.

В табл. 3 приведен материальный баланс флорентины 3.

Кубовую жидкость ректификационной колонны 1 в количестве 100,086 кг/час подают в ректификационную колонну 4, где в виде дистиллята выделяют регенерированную уксусную кислоту, а кубовую жидкость дополнительно выпаривают, после чего кубовый остаток выпарного аппарата направляют на сжигание.

Материальный баланс ректификационной колонны 4 представлен в табл. 4.

Пример 2. Технологическая схема и параметры процесса ректификации аналогичны

15 примеру 1.

В куб колонны 1 подают азот в количестве

0,05 нл на 100 л уксусной кислоты. При этом в кубовой жидкости ректификационной колонны 1 увеличивается содержание кротонового

20 альдегида до 0,056 /о по весу, тогда как в дистилляте ректификационной колонны 4 содержание кротонового альдегида увеличивается до 0,058%, что свидетельствует о недостаточном количестве подаваемого азота и невысо25 кой чистоте целевой уксусной кислоты, 100,14

0,018

0,044

0,418

96,684

2,422

0,224

0,13

0,2

0,018

0,044

0,417

96,549

2,417

0,224

0,13

0,2

0,003

0,004

0,01 а) 0,024

99,491

0,224

0,13

0,2

О, 003

0,004

0,01

0,024

99,405

0,224

0,13

0,2

566822

Таблица 3

Расход кг/час вес. %

Приход кг/час вес. о;

Ди сти лл ят колонны 1 до расслаиваиия, 0,854 100

Дистнллят колонны

1 после расслаивания в том числе винилацетат бензол в том числе

1,756

4,684

42,506

46,136

0,0I5

0,04

0,363

0,394

IОО органическая фаза, 0,434 в том числе: вода

1,548

9,081

7,327

76,982

0,00672

0,03941

0,0318

0,3341 вииилацетат беизол кротоновый альдегид уксусная кислота 0,042

4,918 вода кротоновый альдегид

5,069

100

0,022

0,42 уксусная кислота

Водная фаза в том числе

1,971

0,14

78,857

14,262

0,00828

0,00059

0,3312

0,0599 винилацетат бензол вода кротововый альдегид

4,762

0,02 уксусная кислота

Таблица 4

Материальный баланс ректификационной колонны 4

Расход кг/час кг/час

Приход вес. вес. о

100,086

96,001

0,003

0,004

0,01

0,024

Дистиллят, в том числе

100 винилацетат беизол в том числе винилацетат беизол вода кротоновый альдегид вода кротоновый альдегид

95,941

0,029 уксусная кислота этилидендиацетат уксусная кислота этилидендиацетат ги дрохинон полимеры

100

4,085

Кубовая жидкость в том числе

86,903

5,018

3,182

4,896

3,55

0,205

0,13

0,2 уксусная кислота этилидендиацетат гидрохинои полимеры

В колонну подается 70 нл азота на 100 л уксусной кислоты. В удаляемом из колонны 1 азоте при этом содержится 4,6% кротонового альдегида по весу, а в регенерированной ук5 сусной кислоте — 0,024ео, что свидетельствует о том, что повышение количества подаваемого азота не влияет на качество целевого продукта.

П р и м ер 5. Технологическая схема, пара10 метры процесса ректификации н количество подаваемого в куб колонны 1 азота аналогичны примеру 1, за исключением чистоты подаПример 3. Технологическая схема и параметры процесса ректификации аналогичны примеру l.

В куб колонны 1 подают азот в количестве

50 нл на 100 л уксусной кислоты. Содержание кротонового альдегида в азоте, удаляемом из колонны 1, составляет при этом 2,1% по весу, а в регенерированной уксусной кислоте—

0 024%

Пример 4. Технологическая схема и параметры процесса ректификации аналогичны примеру ), Питание (кубовая жидкость колонны), 0,003

0,004

0,01

0,024

99,491

0,224

0,I3

0,2

0,003

0,004

0,01

0,024

99,405

0,224

0,13

0,2

0,003

0,004

0,01 а) 0,024 б) 0,058

99,938

0,02

566822 ваемой на ректификацию уксусной кислоты и количества воды, В табл. 5 — 7 приведены материальные балансы колонн 1 и 4, а также флорентины 3.

Т а блица 5

Материальный баланс ректификационной колонны 1

Приход кг/час

Расход кг/час вес. о вес. %

Питание, в том числе

1,13

100 винилацетат бензол кротоновый альдегид винилацетат бензол вода уксусная кислота уксусный ангидрид кротоновый альдегид уксусная кислота этилидендиацетат гидрохинон полимеры

100

100,21 винилацетат бензол

Вода

1,2

Азот

0,00095 вода

Азот

0,00045

Таблица 6

Материальный баланс флорентины 3

Приход кг/час кг/час

Расход вес. вес. о, Дистиллят колонны

1 до расслаивания, в том числе

1,13

1,13

100

Дистиллят колонны

1 после расслаивания

100

Органическая фаза, 0,6263

0,024

0,063

0,444

0,549

2,124

5,575

39,2

48,673 винилацетат бензол в том числе

2,235

9,947

7,185

76,162

0,014

0,0623

0,045

0,477 винилацетат бензил вода кротоновый альдегид вода кротоновый альдегид

4,425

0,05 уксусная кислота

4,471

0,028 уксусная кислота

Водная фаза, в том числе

1,985

0,139

79,214

14,294

0,01

0,0007

0,399

0,072 винилацетат бензил вода кротоновый альдегид

4,368

0,022 уксусная кислота ны примеру 1 за исключением чистоты подаваемой уксусной кислоты и количества воды

Пример 6 (сравнительный). Технологические условия и параметры процесса аналогичI00,14

0,027

0,067

0,574

94,634

4,234

0,274

0,13

0,2

0,027

0,067

0,573

94,50

4,228

0,274

0,13

0,2

Дистиллят колонны 1, в том числе

Кубовая жидкость, в том числе кротоновый альдегид уксусная кислота этилидеидиацетат гидрохинон полимеры

0,024

0,063

0,444

0,549

0,05

0,003

0,004

0,009

0,025

99,564

0,274

0,13

0,2

2, 124

5,575

39,2

48,673

4,425

0,003

0,004

0,009

0,025

99,356

0,273

0,13

0,2

566822

10 9

Табл,„а 7

Материальный баланс ректифнкационной колонны 4 кг/час

Расход вес. кг/час

Приход вес. 9, Дистиллят, в том числе

100

100,21

Питание (куб колонны 1), винилацетат бензол в том числе винилацетат бензол вода кротоновый альдегид уксусная кислота этилидендиацетат вода кротоновый альдегид уксусная кислота этилидендиацетат гидрохинон полимеры

100

4,722

87,611

5,4

2,753

4,235

4, 137

0,255

0,13

0,2 уксусная кислота этилиденацетат гидрохинон полимеры

В табл. 8 и 9 приведены материальные балансы колонн 1 и 4.

Процесс ведут без подачи азота, т. е. как в известном способе, Таблица 8

Материальный баланс ректификациониой колонны 1 кг/час вес.

Расход

Приход кг/час вес. о, Питание, в том числе

Дистиллят, в том числе винилацетат бензол винилацетат бензол кротоновый альдегид вода кротоновый альдегид уксусная кислота уксусный ангидрид

ЭДА уксусная кислота

100

100,333 ги дрохинон полимеры винилацетат бензол

Вода

1,2 вода кротоновый альдегид уксусная кислота

ЭДА гидрохинон полимеры

Пример 7. Технологические условия и параметры процесса аналогичны примеру 1, состав и количество уксусной кислоты, а также количество воды аналогичны примеру 6.

Процесс ведут в присутствии 0,76 нл азота.

В табл. 10 и 11 приведены материальные балансы ректификационных колонн 1 и 4.

Как видно из примеров 6 и 7, в предлагаемом способе обеспечивается очистка уксусной кислоты до содержания кротонового альдеги5 да 0,023% (при 99,357%-ной концентрации) против 0,182% (при 99,78% -ной концентрации).

Кроме того, потери уксусной кислоты с фракцией кротонового альдегида ниже, чем в

10 известном способе — 4,4% против 5%.

0,003

0,004

0,009

0,025

99,564

0,274

0,13

0,2

100,14

0,027

0,067

0,574

94,634

4,234

0,274

0,13

0,2

0,003

0,004

0,009

0,025

99,356

0,273

0,13

0,2

0,027

0,067

О, 573

94,5

4,227

0,274

0,13

0,2

Кубовой остаток, в том числе

Кубовая жидкость, в том числе

95,488

0,003

0,004

0,009

0,0 5

95,427

0,019

1,007

0,024

0,063

0,434

0,436

0,05

0,003

0,004

0,01

0,174

99,688

0,124

0,13

0,2

0,003

0,004

0,009

0,026

99,936

0,019

2,383

6,256

43,098

43,297

4,965

0,003

0,004

0,01

0,173

99,357

0,124

0,13

0,199

566822

Т а блица 9

Материальный баланс ректификационной колонны 4

Расход кг/час

Приход кг/час вес. вес. /6

Дистиллят, в том числе

Питание, в том числе винилацетат бензол винилацетат бензол вода кротоновый альдегид уксусная кислота

ЭДА вода кротоновый альдегид уксусная кислота

ЭДА гидрохинон поли меры

4,685

100

Кубовый остаток, в том числе

90,715

2,241

2,775

4,269

4,25

0,105

0,13

0,2 уксусная кислота

ЭДА гидрохинон полимеры

Т аб лица 10

Материальный баланс ректификационной колонны 1

Расход кг/час

Приход кг/час вес. % вес.

1,132

100

Питание, в том числе винилацетат бензол кротоновый альдегид виниацетат бензол вода кротоновый альдегид уксусная кислота уксусный ангидрид уксусная кислота этилидендиацетат гидрохинон полимеры

100,208

100 винилацетат бензол

Вода

1,2

Азот

0,00095 вода кротоновый альдегид уксусная кислота

ЭДА ги дрохинон полимеры

0,00095

Азот

100,333

0,003

0,004

0,01

0,174

99,688

0,124

0,13

0,2

100,14

0,027

0,067

0,574

94,634 4,234

0,274

0,13

0,2

0,003

0,004

0,01

0,173

99,357

0,124

0,13

0,2

0,027

0,067

0,573

94,50

4,228

0,274

0,13

0,2

Дистиллят колонны, в том числе

Кубовая жидкость, в том числе

95,648

0,003

0,004

0,01

0,174

95,438

0,019

0,024

0,063

0,444

0,551

0,05

0,003

0,004

0,01

0,023

99,546

0,274

0,13

0,2

0,003

0,004

0,01

0,182

99,780

0,02

2,12

5,565

39,223

48,675

4,417

0,003

0,004

0,01

0,023

99,357

0,273

0,13

0,2

566822

Т аблица 11

Материальный баланс рекгнфикацнонной колонны 4

Приход кг/час

Расход кг/час вес. вес. о;

96,839

Питание, в том числе

100 винилацетат бензол винилацетат бензол вода кротоновый альдегид уксусная кислота

ЭДА вода кротоновый альдегид уксусная кислота

ЭДА гидрохинон полимеры

3,369

100

2,784

0,255

0,13

0,2

82,636

7,569

3,859

5,936 уксусная кислота

ЭДА гидрохинон полимеры уксусной кислоты и ее выхода, процесс ректификации ведут путем подачи 0,1 — 50 нл азота на 100 л уксусной кислоты в куб первой ректификационной колонны.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что азот подают в количестве 0,8 нл на 100 л уксусной кислоты.

1. Способ очистки уксусной кислоты от примесей, образующихся в процессе синтеза винилацетата, путем двухколонной ректификации в присутствии воды, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки

100,208

0,003

0,004

0,01

0,023

99,564

0,274

0,13

0,2

Формула изобретения

100,0

0,003

0,004

0,01

0,023

99,357

0,273

0,13

0,2

Дистиллят (регенерированная УК), в том числе

Кубовый остаток, в том числе

0,003

0,004

0,01

0,023

96,78

0,019

0,003

0,004

0,01

0,024

99,939

0,02