Способ очистки уксусной кислоты

Способ очистки уксусной кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(ii>910588

ОПИСДНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиин

Социалистические

Республии (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) 3 а я влено 04. 01. 80 (21) 2864454/23-04 с присоединением заявки J4 (23) Приоритет

Опубликовано 07.03.82. Бктллетень М 9

Дата опубликования описания 07.03.82. (51)М. Кл.

С 07 С 53/08

С 07 С 51/64

1Ъеударстеенный квинтет

СССР но делан нзебретеннй н вткрытнй (53) УДК 547.292.,05(088.8) 0

3I.À. Ñèëü÷åíêo, А.Л. Бельферман, В.Н. Станько, Е;11 тВинярчик, -

Э.H.Êîòîâà, Ю.А.Иванов и В.А.Ивано

t (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к усовер. шенствованному способу очистки уксусной кислоты от примеси муравьиной кислоты.

В ряде промьппленных процессов производства уксусной кислоты, например, путем окисления ацетальдегида, или окисления углеводородов наряду с уксусной кислотой образуется также в виде примеси муравьиная кислота. Очистку уксусной кислоты от муравьиной осуществляют, как правило, методом азеотропной ректификации. При этом в уксусной кисло«

:те всегда остаются небольшие количестна 0,1-0,05 вес.7 муравьиной кислоты, тогда как допустимое содержание муравьиной кислоты в уксусной кислоте реактивной квалифика ции должно быть не более 0,03 вес.Ы а для некоторых синтезов необходима уксусная кислота с содержанием муравьиной на уровне 0,005 вес.Х

Известен способ очистки уксусной кислоты от муравьиной кислоты, содержащейся в продуктах окисления, путем азеотропной ректификации с толуолом ) 1).

Известен также способ очистки уксусной кислоты от муравьиной кислоты путем азеотропной. дистилляции (21

Известен также способ очистки смеси низших жирных кислот от муравьиной кислоты с содержанием мура" вьиной кислоты 15 вес.Х путем добавления к смеси уксусного ангидрида при температуре 100-120 С 3 (.

Недостатками известных способов т5 является то, что степень очистки уксусной кислоты от муравьиной не позволяет получать товарный продукт с содержанием последней менее

0,05 вес.X. Кроме того, эти методы не могут быть применены для очистки разбавленных водных растворов карбоновых кислот от муравьиной кислоты.

910588 4

II р и м е р 1. Через ионообменную колонку оптимальных размеров (отношение диаметра к высоте колон40 ны примерно 1:10), изготовленную из стекла и снабженную пористыми прокладками во избежание уноса анионита в операциях сорбции и десорбции, в которую помещают 100 г анионита АВ-17 в форме уксусной кислоты в расчете на сухой продукт, пропускают со скоростью 24 мл/ч с помощью дозирующего устройства водный раствор уксусной кислоты следуо0оЩ !

eHß и е (eHä), I и проведение процесса при температуре 20-25 0.

Высокоосновный монофункциональный анионит полимеризационного типа (АВ-17) получают аминированием хлорметилированного сополимера стирола и дивинилбензола. Он содержит активные группы -й(СН3)3 . указанный анионообменник обладает хорошими физико-химическими и эксплуатационными характеристиками применительно к данному процессу.

Технический анионит, находящийся в С -форме, переводят в форму уксусной кислоты путем обработки анио50

Наиболее близким решением поставленной задачи является способ очистки уксусной кислоты от примеси муравьиной кислоты путем пропускания паров смеси через слой твер" дого адсорбента — активированной окиси алюминия при температуре 260345 С (4).

Йедостатками этого способа является то, что метод требует значительных затрат тепла (высокая температура процесса), поскольку надо испарить и перегреть пары исходных

1 веществ. Так, при испарении 1 т уксусной кислоты затрачивают около

160 тыс. ккал, при этом примерно

3-5 вес.% ее переходит в смолы, что приводит к потере целевого продукта и дезактивации твердого сорбента.

Все это существенно усложняет технологию известного способа.

Целью изобретения является упрощение технологии процесса.

Согласно изобретению, поставленная цель достигается тем, что очистку уксусной кислоты от муравьиной проводят путем пропускания смеси кислот через твердый адсорбент, а отличительной особенностью является использование в качестве твердого адсорбента высокоосного монофункционального анионита полимеризационного типа общей формулы

35 нита 10%-ным раствором уксуснокислого натрия.

Анионит в СН 000-форме помещают в ионообменную колонну оптимальных размеров (отношение диаметра к высоте колонки примерно 10), изготовленную иэ стекла и снабженную пористыми прокладками ио избежание уноса анионита в операциях спрбции и десорбции.

Через стационарный слой анионита пропускают растворы, подвергающиеся очистке и содержащие муравьиную и уксусную кислоты в различных соотношениях, с помощью дозирующего устройства. Процесс проводят при комнатной температуре (20-25 C). Подачу исходного раствора осуществляют до проскока муравьиной кислоты О, 10 вес.% что фиксируют с помощью непрерывного химического анализа. Время контакта раствора, подвергающегося очистке, со стационарным слоем адсорбента в проведенных опытах составляет

1 5 ч. Емкость используемого анионита по муравьиной кислоте в условиях процесса составляет 120-!30 r на

1 кг анионита.

Регенерацию анионита производят

10%-ным раствором ацетата натрия.

Цикл регенерации прост, нетрудоемок; время не превышает 3 ч, в то время как процесс сорбции в условиях, приводимых выше, длится не менее 15 ч, Расход генерипчошегп материала 3-4 кратный в расчете на сорбированную муравьиную кислоту. ющего состава, вес.%:

Уксусная кислота 0,98

Муравьиная кислота 4,40

Вода 94,62

Подачу исходного раствора осуществляют до проскока муравьиной кислоты 0 10 вес.%, что фиксируют с помощью непрерывного хроматографического анализа.

Температура процесса комнатная.

Время контакта очищаемого раствора со слоем адсорбента 1,5 ч.

Пропущено 279,28,r исходного раствора. Получено 273,70 г очищен- 3 ного раствора следующего состава вес.X:

Уксусная кислота 6,82

Муравьиная кислота 0,02

Вода 93,16

t0

Емкость адсорбента по муравьи-. ной кислоте составляет 122,5 r. Для регенерации адсорбента из реактора сливают очищаемый раствор и заливают 300 мл 107-ного раствора ацетата натрия. Через 1 ч раствор регенеранта сливают, а адсорбент промывают 1,2 л lOX-ного раствора ацетата натрия порциями, регенеранта по 300 мл в течение 2 ч. Отработанный раствор регенеранта собирают в бутыли для выделения ацетата и формиата натрия, а слой адсорбента промывают водой, сушат при температуре 80"85 С продувкой азоо том. .Степень регенерации 957. . Пример 2. Через ионообменную колонку, описанную выше, в которую помещают 100 r анионита АВ-17 30 в форме уксусной кислоты, пропускают со скоростью 24 мл/ч с помощью дозирующего устройства водный раствор уксусной кислоты следующего состава, вес.7: 35

Уксусная кислота 2,68

Муравьиная кислота 1,32

Вод 96,00

Подачу исходного раствора осуществляют до проскока муравьиной ки- 40 слоты 0,10 sec.X что фиксируют с помощью непрерывного хроматографического анализа.

Температура процесса комнатная.

Время контакта очищаемого раствора 43 со слоем адсорбента 1,5 ч» Пропущено 963,50 r исходного раствора

Получено 961,59 r очищенного раствора следующего состава вес.

Уксусная кислота 4,31

Муравьиная кислота 0,02

Вода 95,67

Емкость адсорбента по муравьиной кислоте составляет 127 г. Регенерацию адсорбена производят способом, описанным в примере 1, Пример 3. Через ионообменную колонку, описанную выше, в ко88 6 торую помещают 100 r анионита

АВ-17 в форме уксусной кислоты, пропускают со скоростью 24 мл/ч с помощью дозирующего устройства уксусную кислоту следующего состава, вес.:

Уксусная кислота 88,22

Муравьиная кислота 7,61

Вода 4,17

Подачу исходного раствора осуществляют до проскока муравьиной кислоты 0,10 вес.Х, что фиксируют с помощью непрерывного хроматографического анализа.

Температура процесса комнатная.

Время контакта очищаемого раствора со слоем адсорбента 1,5 ч. Пропу-. щено 158,08 r исходного раствора.

Получено 153,72 г очищенного раствора следующего состава вес.%:

Уксусная кислота 98,55

Муравьиная кислота 0,02

Вода 1,43

Емкость адсорбента по муравьиной кислоте составляет 120 г. Регенерацию адсорбента производят lOX-ным раствором ацетата натрия указанным выше способом.

Пример 4. Через ионообмен-ную колонку, описанную выше, в которую помещают 100 г анионита АВ-17 после 10-ти кратной регенерации, пропускают со скоростью 24 мп/час с помощью дозирующего устройства водный раствор уксусной кислоты следующего состава, вес.7:

Уксусная кислота 1,16

Муравьиная кислота 2,88

Вода 95,96

Подачу исходного раствора осуществляют до проскока муравьиной кислоты 0,10 вес.7, что фиксируют с помощью непрерывного хроматографичес. кого анализа.

Температура процесса комнатная, Время контакта очищаемого раствора со слоем адсорбента 1,5 ч.

Пропущено 425,31 r исходного раствора. Получено 422,71 г. очищенного раствора следующего состава, вес.7.:

Уксусная кислота 4,62

Муравьиная кислота 0,03

Вода 95, 35

Емкость адсорбента по муравьиной кислоте составляет 121,1 r. Регенерацию адсорбента производят 10Х-ным раствором ацетата натрия способом, описанным выше.

910588

Формула изобретения

40

Пример 5. Через ионообменную колонку, описанную выше, в которую помещают 100 г аннонита АВ-17 в форме уксусной кислоты, пропускают со скоростью 16 мл/ч с помощью 5 дозирующего устройства уксусную кислоту следующего состава вес.%:

Уксусная кислота 78,84

Муравьиная кислота 5,87

Вода . l5,29 1

Подачу исходного раствора осуществляют до проскока муравьиной кислоты 0,10 вес.% что фиксируют с помощью непрерывного хроматографического анализа. t5

Температура процесса 20 С. Время контакта очищаемого раствора со слоем адсорбента 2,0 ч. Пропущено

216,01 r. исходного раствора. Полу чено -214,83 г очищенного раствора 20 следующего состава, вес.%:

Уксусная кислота 84,95 Муравьиная кислота 0,02

Вода 15,03

Емкость адсорбента по муравьиной кислоте составляет 126,4 r., Ре,генерацию адсорбента производят указанным выше способом.

Данный способ очистки-уксусной кислоты прост в аппаратурном оформле-30 нии, хорошо вписывается в схему действующих производств уксусной кислоты и не требует значительных затрат тепла.

Способ может использоваться для выделения муравьиной кислоты из растворов различной концентрации от очень разбавленных (сумма карбоновых кислот составляет 3,0-5,0% вес.) до с концентрированных.

Выделенная в процессе очистки муравьиная кислота может утилизи-! .роваться в виде формита натрия.

Технико-экономическая эффективность данного способа очистки выражается в том, что внедрение данного способа очистки водного раствора гетероазеотропа, являющегося в настоящее время отходами производства уксусной кислоты, позволит утилизировать 3-4 кг уксусной кислоты в расчете на 1 т готового продукта.

Способ очистки уксусной кислоты от примеси муравьиной кислоты путем пропускания смеси кислот через твердый адсорбент, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса, в качестве твердого адсорбента используют высокоосновный монофункциональный анионйт полимеризационного типа форму. лы и процесс проводят при 20-25 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Англии Ф 771992, кл. 2(3 ) с, опублик. 1957.

2. Патент Англии 9 1142057, кл. С 2 С, опублик. 1969.

3. Патент Англии 9 760572, кл. 2 3 ) с, опублик. 1956.

4. Патент США 2656379, кл. 260-499, опублик. 1953 (прототип) .

Составитель А,Артемов

Редактор Н,Коляда Техред Т.Маточка Корректор N, Шар оши

Заказ 1018/23 Тираж 448 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиап ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4