Способ выделения уксусной кислоты

 

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ из 20-301-ного водного раствора путем экстракции бинарным экстрагентом , одним из компонентов которого является м.етилэтиякетон, о тличающийся Тем, что, с целью упрощения процесса и снижения энергозатрат, экстракцию проводят смесью этилацетата и метилэтилкетона при весовом соотношении равном ( 2,2)-

„„SU„„1006427 .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН зев С 07 С /08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!::

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3 28111 6/23-04 (22) 26,01.81 (46) 23,03 .83. Бюл„ Ь 11 (72) В,Е.Богославский, В.Ф.Павлова, И.И.Соломина, Т.И.Кушнер, Ж.А.Арифов, А.Ю,Юлдашев и И.И.Глухарева (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научноисследовательский институт синтетических смол (53) 547.292.07(088.8) (56) 1, Eag 1 esf i el d P, Ke1 l y В. К., Short I.F,, lnd. Chenist, 1953, 147-151, 243-250 °

2. Патент США М 2050288, кл, 260-541, опублик. 1937..

3, Патент США N 2662916, кл. 260-541, опублик, 1953.

4. Авторское свидетельство СССР и 555634,, С 07 С 53/08, 1976 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ УКСУСНОЙ

КИСЛОТЫ из 20-304-ного водного раствора путем экстракции бинарным экст" рагентом, одним из компонентов которого является метилэтилкетон, о тл и ч а ю шийся тем, что, с це" лью упрощения процесса и снижения энергозатрат, экстракцию проводят смесью этилацетата и метилэтилкетона при весовом соотношении равном (7,8:

2,2)-(8,2:1,8).

100б427. 1

Изобретение относится к способу экстракционного выделения уксусной кислоты из водных растворов, образующихся в производстве ацетатов, ацетобутиратов целлюлозы, и может быть использовано в производстве синтетических жирных кислот и поливинилового спирта, в лесохимической промышленности.

В современной химической и лесо- le химической промышленности для обезвоживания уксусной кислоты наиболее экономичным методом (для растворов концентрации не выше 357. ) является экстракция органическими растворителями в сочетании с азеотропной или обычной ректификацией для последующей переработки полученных фаз экстракта и рафината. При этом в качестве растворителя-экстрагента могут быть щ использованы как моноэкстрагенты, так и смешанные, в частности бинарные растворители.

Для извлечения уксус юй кислоты из водных растворов в промышленности ис- д пользуют этилацетат.

Этот экстрагент. доступен и дешев, обладает удовлетворительной емкостью, сравнительно легко регенерируется (1 ).

Однако относительно невысокая селективность этилацетата наряду с недостаточно высокой разностью удельных весов сосуществующих фаз приводит к снижению эффективности процесса зкстракции. Следствием этого является увеличение обьема циркулирующего зкстрагента, что приводит к увеличению энергозатрат и капитальных расходов на осуществление способа.

Переход к бинарным экстрагентам значительно расширяет возможности интенсификации процесса экстрагирования уксусной кислоты из водных растворов.

Известны следующие смешанные (би- нврные). экстрагенты, применяемые для выделения уксусной кислоты из водных растворов: этилацетат-бензол, диизопропиловый эфир - сложный эфир карбоновой кислоты (метилацетат, метилпропионат, этилпропионат, этилацетат). Бинарный экстрагент зтилацетат 1,ЭА.) - бензол рекомендуют использовать для 16"25Ф-ных водных растворов уксусной кислоты (2 g и 3 ).

За пределами этого концентраци- И онного диапазона добавление бензола г к этилацетату становится мало эфшек тивным.

Компоненты бинарного экстрагента диизопропиловый эфир - сложныи эфир карбоновой кислоты обладают весьма близкими свойствами так. что экстрак7 ционные характеристики смешанного экстрагента незначительно улучшаются по сравнению со свойствами составляющих моноэкстрагентов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ выделения уксусной кислоты из 20-30 -ных водных растворов с помощью экстракции бинарным экстрагентом метилэтилкетон (МЭК) диизопропиловый эфир (ДИПЭ). Оптимальное соотношение компонентов в нем составляет МЭК:ДИПЭ=(7:3)-(7,5:

:2,5). Соотношение потоков на стадии экстракции (исходный раствор L, экстрагент G) в весовом выражении составляет L:G 1:1,09. Рабочие соотношения потоков рекомендуется поддерживать равным 1:1,3-1,5. Экстрагент имеет высокие экстракционные показатели (емкость, селективность, коэффициент распределения), обеспечивает сравнительное низкие нормы расхода сырья и энергетики (4 .

Недостатком бинарного экстрагента МЭК-ДИПЭ является то, что изменение таких важных экстракционных характеристик, как коэффициент распределения m (фиг. 1) и удельный расход

L/G (фиг. 2), от состава экстрагента имеет ярко выраженные экстремумы.

На фиг. 3 показано изменение селективности экстрагента р МЭК-ДИПЭ в зависимости от состава. По оси абсцисс на фиг. 1-3 нанесено содержание ДИПЭ в бинарном экстрагенте.

Кривые, показанные сплошными линиями, относятся к экстрагенту МЭК-ДИПЭ.

Цифры возле каждой кривой указывают содержание уксусной кислоты в водных растворах. Указанный недостаток экстрагента МЭК-ДИПЭ усугубляется непостоянством составов отработанных водных растворов производства ацетатов целлюлозы, в которых содержание уксусной кислоты меняется в пределах

103. Изменение экстракционных характеристик бинарного экстрагента в сочетании с изменением состава перерабатываемых водных растворов уксусной кислоты приводит к нестабильности и ненадежности процесса регенерации уксусной кислоты, неустойчивости его к внешним возмущениям, которые вполне естественны в промышленных усло3 1006427 4 виях. Зти важные характеристики про- этилацетата в бинарном экстрагенте. цесса могут быть несколько улучшены Сравнение свойств бинарных кстраповышенным удельным расходом экстра- гентов (в известном способе ". Ýl.- ДИПЭ, гента, но при этом не снимается ос- в предлагаемом способе ЭА-H3K) поновной недостаток - постоянно изме- казывает, что в интервале оптимальняющиеся технологические параметры ных составов свойства этих двух экствсего комплекса в целом, что неиз- рагентов весьма близки, но свойства бежно приводит к ухудшению качества предлагаемого бинарного экстрагента конечных продуктов (регенерированной в Диапазоне рекомендуемых рецептур уксусной кислоты и сбросной воды); 1в являются практически постоянными, Другим недостатком бинарного экст- Это обусловливает упрощение техно" рагента МЭК-ДИПЭ является значитель- логии процесса, связанного со станая растворимость основного компонен- бильностью экстракционных свойств та - метилэтилкетона - a воде (25/) и технологических параметров всех

Это приводит к повышенным объемам lg стаДий СПОСОба, и снижение .энергозатвнутренних рециркулирующих потоков, рат способа за счет меньшего рабочеполучаемых при переработке фаз экст- го удельного расхода экстрагента . рагента и рафината, и, как следствие, В таблице по примеру приведены к повышенным энергозатратам на осу- результаты экспериментов по непрерыв. ществление способа в целом. ной противоточной экстракции уксусЦелью изобретения является упроще- ной кислоты из водного раствора при ние процесса выделения уксусной ки- различных составах бинарного экстраслоты из водных растворов и снижение гента. энергозат ат. р оза рат. Приведенные составы фаз экстракПоставленная цель достигается тем, р та и рафината при оптимальном состачто согласно способу выделения. уксус- ве экстрагента показывают, что в раной кислоты из 20-304-ного водного финате, из которого необходимо выделить и возвратить в рецикл компоэкстрагентом, одним из компонентов ненты бинарного экстрагента, содержакоторого является метилэтилкетон, з< ние последних почти в 2 раза меньэкстракцию проводят смесью.этилаце- ше, чем в рафинате, получаемом в изтата и метилэтилкетона при весовом вестном способе (94 против 194). По соотношении авном (7 8:2 2)-(8

1,8). р ом (7,8:2,2)-(8,2:, добное соотношение будет соблюдаться и во флорентинах колонн переработки фаз.экстракта и рафината. Именно это

Проведение процесса таким образом и приводит к снижению объемов рецирпозволяет упростить процесс за счет : кулирующих потоков и к дополнительстабильности экстракционных характе- ному снижению энергозатрат. ристик при изменении состава экстрагента в указанных пределах и умень- Пример 1. Экстракцию 2/3-ношить энергозатраты на 13-20 за счет го водного раствора уксусной кислоты снижения удельного расхода экстраген- проводят в насадочном экстракторе та с. 1,5 до 1,2-1,3 и уменьшения объ- эффективностью 6 теоретических сту.ема внутренних рециркулирующих пото- пеней изменения концентрации экстраков .при переработке. фаз экстракта и гентом ЭА-МЭК варьируемого состава. рафината. Последнее связано с тем, Процесс осуществляют при 20 С. Весочто из-за разницы во взаимной раст-, вое соотношение количества исходноворимости воды и компонентов предла- го раствора гаемого экстрагента и известного со- экстрагента поддерживают,1:1,2. Сосциент извлечения кислоты (К=(С -С в то время как этот показатель для /О . l003 C C - р экстрагента ЭА-МЭК составляет 3-43, где к и С - концентраНа г. 1- пе т ция уксусной кислоты в исходной смеа фиг. 1-3 представлено измене- си и рафинате), приведены в табли е. ние коэффициента раcïðåäåëåíèê удель- Из таблицы видно, что наивысший коэф" ного расхода и селективности бинар- S5 фициент извлечени л чения уксуснои кислоты ного экстрагента ЭА-МЗК в зависимо- из водного раствора, достигается при ° сти от его состава (пунктирные линии соотношении компонентов ЭА:МЗК в биПо оси абсцисс нанесено содержание нарном экстрагенте, равном 8:2, 1006427

Состав рафината, вес.

Содержание МЭК в экстрагенте, вес.Ъ

Состав экстрагента, вес.3

Коэффициент извлечения, К

Уксусная кислота

Уксусная кислота

МЭК

ЭА

ЗА Вода

МЭК

Вода. 7,6 61,8 15,7 14 9 2,4 2,58 94,9 0,12

99,5

13,8 53,3 17,8 15,1 3,9 5,0 90,0 0,10

Ю.

23,1 43,9 18,8 14,2 5,5 6,2 88,1 0,20

99,6

99,2,40

25,8 38,4 22,5 13,3 7 1 6 91 85 7 0,29

98,84

О, И

Ъ ф

5. ц

Ф 67 ф

Ь

Ь

О,У а g ze м 90 О и 7а. 80 Ео Юо состав экстрагента. ". Юга. Ж

Фиа1

3006427

1006427, Ю ф . И М Ю gd бУ 70 gd 90 IN сисюид экяцюеентт . ЮесД

ФиаЯ

Составитель Л.Горбачева

Редактор Н. Гунько -. Техред О. Неце Корректор Г.Qrap

Заказ 2042/38 Тираж 416 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5 филиал AllA "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4