Способ очистки сложных эфиров

Способ очистки сложных эфиров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Рвспублим

< о 889655.Ф

/ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 111279 (21) 2851940/23-04 (5!)М. KB.Ç

С 07 С 67/48 с присоединением заявки Нов

Государствеииый комитет

СССР яо делам изобретений и открытий (23) Приоритет —

Опубликовано 15.12.81. Бюллетень Йо 46

Дата опубликования описания 151281 (53) УДК 66.063. 726 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ю.Е. Носовский, Г.К. Кочергина, Ф.P Бел

С.A.:Oñèíöåâà, A.È. Куценко и Я.Л. Котли ина оо- Мюсо „-„„ 3 ij4 1 pg;.. (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИС1КИ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ

Изобретение относится к улучшенному способу очистки сложных эфиров карбоновых кислот, полученных этери- фикацией кислоты или ее ангидрида .спиртом или смесью спиртов, которые применяются в качестве пластификаторов.

Известен способ очистки сложных эфиров, полученных этерификацией карбоновой кислоты спиртом, от избыточного спирта путем его отдувки острым перегретым паром при 100210 С при остаточном давлении 10200 мм рт. ст. (1), 15

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам является способ очист. ки сложных эфиров карбоновых кислот, например.(2-этилгексил)-фталата,, 2б полученного путем этерификации фталевого ангидрида 2-этилгексанолом с последующей очисткой полученного эфира от избыточного спирта путем его отдувки острым перегретым паром 25 при 80-200 С при остаточном давлении

40-200 мм рт.ст. с последующей конденсацией выделяющихся паров воды и спирта, разделением полученного конденсата на спиртовую и водную фазы, . 30 после чего воду обезвреживают и вы водят из процесса (21.

Недостатками известного способа являются бодьшое количество химза1— рязненных стоков со стадии отдувки избыточного спирта острым перегретым паром и значительные потери спирта. с химзагрязненными стоками.

Цель изобретения — исключение химзагрязненных стоков, а также фкономия сырья.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу очистки сложных эфиров карбоновых кислот, полученных путем этерификации карбоновой кислоты с числом углеродных атомов от 6 до 18 или- ее ангидрида алифатическим спиртом нормального или изостроения с числом углеродных атомов от

4 до 12, или смесью указанных епиртов с последующей очисткой полученного эфира от избыточного спирта путем его отдувки острым перегретым паром при 80-200 С и остаточном давлении 40-200 мм рт, ст., с последующей конденсацией выделяющихся паров воды и спирта, разделением полученного конденсата на спиртовую и водную фазы, последнюю испаряют при 10100ОC и давлении от атмосферного до

889655 остаточного 10 мм рт.ст., образующиеся пары перегревают до 120-200 С и направляют на стадию отдувки избыточного спирта, а спирт возвращают в процесс.

Преимущественно водную фазу испао ряют при 50-60 С и остаточном давлении 100.-160 мм рт.ст.

Отдувку избыточного спирта острым перегретым паром проводят как в периодических, так и в непрерывных процессах.

Отдувку избыточного спирта острым перегретым паром по периодической технологии можно проводить в отдувочном кубе.. При этом выделяющиеся пары спирта и воды охлаждают и полу ченный конденсат разделяют на спирт и воду во флорентийском сосуде.

Спирт собирают в приемник и затем возвращают в процесс, а воду направляют в преобразователь для получения пара, и пар после перегрева в пароперегревателе вновь подают в отдувочный куб. В этом случае, когда требуется повысить температуру вспышки сложного эфира., водную фазу конденсата острого пара перед испарением обычно ректифицируют.

В непрерывных производствах отдувку избыточного спирта острым перегретым паром можно проводить в кубовых аппаратах,. работающих сменноциклически„ либо в тарельчатых колоннах непрерывного действия, в нижнюю часть которых подают острый перегретый пар. Эфир, стекая противотоком вниз, освобождается от избыточного спирта. Выделяющиеся пары спир. та и воды конденсируют и охлаждают в холодильнике-конденсаторе и конденсат направляют во флорентийский сосуд для разделения на спирт и воду. Спирт собирают в приемник, а воду направляют в парообразователь для получения пара, который после перегрева вновь подается в нижнюю часть колонны. Если дополнительно требуется ректификация водной фазы конденсата острого пара, то ее проводят на тарельчатых или насадочных ректификационных колоннах. Водную фазу конденсата острого пара подают в среднюю часть колонны. Воду, освобожденную от спирта, отводят из куба колонны, а спирт в виде азеотропа c,âoäoé сверху колонны. Пары спирта и воды конденсируют и охлаждают, в холодильнике-конденсаторе и о направляют во флорентийский сосуд, где конденсат расслаивается на водную и спиртовую фазы. Спирт с йостоянного уровня сливают в сборник, а водную фазу подают на орошение колонны.

Сложные эфиры, описанные в примерах получают реакцией этерифика) ции карбоновых кислот или их ангидридов с числом углеродных атомов от

6 до 19 алифатическими спиртами нор мального или изостроения с числом углеродных атомов от 4 до 12 или смесью указанных спиртов. В качест.ве алифатических спиртов могут быть использованы, например, 2-этилгексанол, бутанол, октанол, смесь нормальных и изоспиртов С -Ся, смесь нормальных спиртов Ст-С, додециловый спирт и др. В качестве исходных кислот можно использовать фталевую, адипиновую, себациновую, тримеллитовую, пиромеллитовую и другие или ангидриды кислот. В качестве катализаторов-могут быть применены любые катализаторы этерификации, например серная кислота, арилсульфокислота, тетраалкилтитанаты.

Пример 1. На установке периодического действия, включающей отдувочный куб емкостью 40 л с мешалкой

20 и барботером для подачи острого перегретого пара, холодильник-конденсатор с поверхностью теплообмена

0,5 мм, флорентийский сосуд емкостью 5 л, парообразователь, пароперегреватель, приемник спирта, проводят очистку ди(2-этилгексил)-фталата от избыточного спирта. В отдувочный куб загружают 30 кг ди(2.этилгексил)-фталата — сырца, полученного реакцией этерификации фталевого ангидрида -2-этилгексанолом:i при 190 С.и остаточном давлении

360 мм рт.ст. в присутствии катализатора-тетрабутоксититаната, и отнейтрализованного раствором кальцинированной соды до кислотного числа

0,08 мг КОН/г. Эфир-сырец, содержащий 15% избыточного спирта, нагревают до ?00 С при остаточном.давлении 1300 мм рт.ст. и начинают пода40 чу острого перегретого пара, полученного испарением водной фазы конденсата острого пара в парообразователе при 60 С и остаточном давлении 1500 мм рт.ст. с последующим перегревом образующихся паров в пароперегревателе до 220 С. Острый перегретый пар подают через барботер в отдувочный куб со скоростью

4,5 кг/ч, Выделяющиеся из отдувочного куба пары воды и спирта охлаждают в холодильнике -конденсаторе и направляют во флорентийский сосуд, в котором конденсат разделяют на водную и спиртовую фазы. Спирт с постоянного уровня сливают в приемник спирта, а воду через гидрозатвор возвращают в паропреобразователь. Отдувку эфира-сырца от избыточного спирта острым перегретым паром проводят 2 ч. Затем эфир-сырец обраба$Q тывают сорбентами (активированным о углем и глиной гумбрии ) при 90 С и остаточном давлении 400 мм рт.ст. и отфильтровывают.

Полученный эфир имеет следующие

65 качественные показатели:

889655

0,5

Цвет по иодометрической шкале, N 1

Кислотное число, мг КОН/r 0,09

Температура вспышки, С 203

Химзагряэненные стоки и потери спирта отсутствуют.

Выход эфира 99,64.

Пример 2. Опыт проводят по примеру 1, с той лишь разницей, что очищают от избыточного спирта диоктилсебацинат, полученный реакцией этерификации себациновой кислоты и

2-этилгексанола в присутствии ката:лизатора тетраизопропилтитаната. В отдувочный куб загружают 30 кг диоктилсебацината-сырца с кислотным числом 0,075 мг КОН/r, содержащего 5% избыточного спирта, нагревают до

-110 C при остаточном давлении — 20

10 мм рт.ст. и начинают подачу перегретого до 150ОС пара, полученного испарением водной фазы конденсата острого пара в преобразователе при

11 С и остаточном давлении

10 мм рт. ст, Острый перегретый пар 25 подают в отдувочный куб со скоростьЮ

1,5 кг/ч в течение 2 ч. Затем эфирсырец обрабатывают сорбентами и отфильтровывают °

Полученный эфир имеет следующие 30 качественные показатели:

Цвет по иодометрической шкале, N

Температура вспышки, С 217 35

Кислотное число, мг КОН/г 0,07

Химзагрязненные стоки и потери спирта отсутствуют.

Выход эфира 99,8%.

Пример 3. Опыт проводят по примеру 1, с той лишь разницей,что очищают от избыточного спирта дидодецилфталат,полученный реакцией этерификации фталевого ангидрида.и додецилового спирта в присутствии катализа- 45 тора — серной кислоты. Эфир-сырец отнейтрализовывают щелочью, промывают водой.В .отдувочный куб загружают 30 кг дидодецилфталата,содержащего 10Ъ избыточного спирта, нагревают до 180"С 50 . при остаточном давлении 200 мм рт.ст. и начинают подачу перегретого до

120 С пара, полученного испарением водной фазы конденсата острого пара о в парообразователе при 100 С и атмосферном давлении. Острый перегретый пар подают в отдувочный куб со скоростью 2,5 кг/ч в течение 2 ч.

Затем эфир-сырец обрабатывают сорбентами и отфильтровывают.

Полученный эфир имеет следующие качественные показатели:

Цвет по иодометрической шкале, N 1

Кислотное число, мг КОН/г 0,05

Полученный эфир имеет следующие качественные показатели:

Цвет по иодометрической шкале, N

Кислотное число, мг КОН/r

0,08

Температура вспышКH,OC 215

Химзагрязненные стоки и потери спирта отсутствуют.

Выход эфира 99,7%.

Пример 4. Опыт проводят по примеру 1, с той лишь разницей, что очищают от избыточного спирта триоктилтримеллитат, полученный реакцией этерификации тримеллитовой кислоты и 2-этилгексанола. В отдувочный куб загружают 30 кг триоктилтримеллитата-сырца с кислотным числом

0,03 мг КОН/r, содержащего 4% избыточного спирта, нагревают до 150 С при остаточном давлении 60 мм рт.ст. и начинают подачу перегретого до ,180 С пара, полученного испарением водной фазы конденсата острого о пара в парообразователе при 52 С и ,остаточном давлении 100 мм рт.ст. стрый перегретый пар подают в отдуочный куб со скоростью 2,0 кг/ч в

:течение 1,5 ч. Далее эфир-сырец ох лаждают до 90 С, обрабатывают сорбентами и отфильтровывают.

Полученный эфир имеет следующие качественные показатели:

Цвет по иодометрической шкале, N 2

Кислотное число, мг КОН/г 0,09

Температура вспышки, С 242

Химзагрязненные стоки и потери спирта отсутствуют.

Выход эфира 99,6%.

Пример 5. Опыт проводят по примеру 1, с той лишь разницей, что ,очищают от избыточного спирта ди(2этилгексил)-адипинат, полученный реакцией этерификации адипиновой кислоты и 2-этилгексанола в присутствии катализатора — бензолсульфокислоты.

Эфир-сырец отнейтрализовывают щелочью, промывают водой. В отдувочный куб загружают 30 кг ди(2-этилгексил)-адипината-сырца с кислотным числом 0,05 мг КОН/г, содержащего

20Ъ избыточного спирта, нагревают до 170 С при остаточном давлении

200 мм рт.ст. и начинают подачу перегретого.до 190 С пара, полученного испарением водной фазы конденсата острого пара в парообразователе при 67ОС и остаточном давлении

200 мм рт. ст. Острый перегретый пар подают в отдувочный куб со скоростью 5,5 кг/ч в течение 2 ч. Далее о эфир-сырец охлаждают до 90 С, обрабатывают сорбентами и отфильтровывают.

889655

Температура вспышки,а С 192

Химзагрязненные стоки и потери спирта отсутствуют.

Выход эфира 99,7%.

Пример 6. Опыт проводят по примеру 1, с той лишь разницей, что воцную фазу конденсата острого пара испарением в преобразователе ректифицируют на насадочной колонне. Выделяющиеся из отдувочного куба пары воды и спирта конденсируют и охлаждают в холодильнике-конденсаторе и направляют во флорентийский сосуд, в котором происходит разделение конденсата на водную и спиртовую фазы.

Спирт с постоянного уровня сливают в приемник спирта, а воду через гидрозатвор подают, в верхнюю часть ректификационной насадочной колонны.

Пары воды, образующиеся в кубе колонны за счет кипения, поднимаются вверх по колонне, взаимодействуя со стекающей противотоком водной фазой конденсата, содержащей растворенный спирт. Обогащенные спиртом пары конденсируют в холодильнике-конденсаторе. Конденсат направляют во флорентийский сосуд, где происходит расслаивание конденсата на спиртовую и водную фазы. Вода освобождается от

2-этилгексанола, стекает вниз по колонне в куб, откуда с постоянного уровня через гидрозатвор ее возвращают в паропреобразователь для получения пара. Температура в кубе ректификационной насадочной колонны

57 С, в верхней части колонны—

56,1 С.

Полученный ди(2-этилгексил)-фталат имеет следующие качественные показатели:

0,01

Зо Полученный эфир имеет следующие качественные показатели:

Цвет по иодометрической шкале, N 1

Кислотное число, мг KOH/r 0,065

Температура вспышки,0 С 181

Выход эфира составляет 99,3%., Качественные показатели эфиров приведены s таблице.

Цвет по иодометрической шкале, N 0 5

Кислотное число, мг KOH/ã

Температура вспыш5 ки, С 208

Выход эфира 99,6%.

Химзагрязненные стоки и потери спирта отсутствуют.

Пример 7 ° Опыт проводят по примеру б, с той лишь разницей, что очищают от избыточного спирта бутилстеарат, полученный. реакцией этерификации стеариновой кислоты и бутилового спирта. В отдувочный куб загружают 30 кг бутилстеарата-сырца с кислотным числом 0,025 мг KOH/r, содержащегО 10% избыточного спирта, нагревают до 80 С при остаточном давлении 140 мм рт.ст. и начинают подачу острого перегретого пара, по20 лученного испарением предварительно ректифицированной водной фазы конденсата острого пара при 70ОС и остаточном давлении 260 мм рт.ст. с последующим перегревом образующихg5 ся паров до 120 С. Острый перегретый пар подают со скоростью 5,0 кг/ч в течение 2 ч. Затем эфир-сырец обрабатывают сорбентами.

889655

1О

М)

1О

Ю с ь

Ill

Ю

CO с

D 1Ч Л ф л л ь ь л (Ч

СО

0 с ь л

О с

° Ф с л ь л Ф с л

° Ф

CO

Ch с ь л ь с

CO

Ю ь

D л

СЧ 00

В Ю В ь с Ch Ch

В Ю Ю <Ч о

Ч ь л

ОЪ

ОО

Ch с ь

Ю

Ю ОО Е ь ° Ф . Ю Ъ Я

Ю а

СЧ

ОО

LA lA в ь ч! а с с л л ь ю

D с л ь

D л ч Ю

D л

° 4 с л4 л л

Ol с

D л

D с

Ю ь л

СЧ СЧ ь

Ю л о а и о ц

5 п33с

1! О

Ф !1Э хно оин пома аоа ИХ с

О и м

Ch g L

Мй Ф

О 4 4 и 4 ж 0w о нж ж

ы оо оо

НО М 1 и

Л1Ч 33 УX

>В н

ЭО с й6

Э Э.Э лом !

0 !C S X

Оиеи

Ф Ц

ФФ О Я

Ж Кй

@но

5 " 1 .О

ЦЦoo

Q Э иN

Ф

1:4

r!! с ни

Ill Ц

1й

К3 н ! 3

З и

Еч Х

ОЭ

6÷ 4

° с н н

Ф Ф (3 1Ч

gg

1 Ц

g ! це оо

Ц Р

° с н

Э ай

Ц х

О 4

Э 1

3; н

g Э н о—

g g

Ц Ц ! ое оо

С(1=(° Э

Ф х ж

Ф

Ф

Е м

Р

889655

Формула изобретения

Составитель Е. Шабарчин

Техред A,À÷ Корректор Г. Решетник

Редактор М. Петрова

Тираж 446 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 10890/42

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, yë. Проектная, 4

Как видно из приведенных приме= ров, проведение очистки сложных эфиров предлагаемым способом позволяет исключить химзагрязненные стоки со стадии очистки сложных эфиров от избыточного спирта путем отдувки острым перегретым паром, а также исключить потери спирта.

I ч

1. Способ очистки сложных эфиров, полученных этерификацией карбоновых кислот с числом углеродных атомов от

6 до 18 или их ангидридов алифатическими спиртами нормального или изостроения с числом углеродных атомов от 4 до 12, или смесью указанных спиртов, от избыточного спирта путем его отдувки острым перегретым паром при 80-200 С и остаточном давлении 40-200 мм рт.ст. с последующей конденсацией выделяющихся паров воды и спирта, разделением полученного конденсата на водную и спиртовую фазы, отличающийся тем, что, с целью исключения химзагрязненных стоков, а также экономии сырья, после разделения конденсата водную фазу последнего испаряют при 10100 С и давлении от атмосферного до остаточного 10 мм рт.ст., образующиеся пары перегревают до 120-220 С о и направляют на стадию отдувки избыточного спирта, а спирт возвращают на стадию этерификации.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что водную фазу испаряют при 50-60 С и остаточном дав>5 ленни 100-160 мм рт.ст.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М 2778849, кл. 260-475, опублик. 1957.

Щ 2. Патент ГДР Р 117671, кл. С 07 С 67/08, опублик. 1976 (прототип).