Способ обезвоживания этилового спирта
Изобретение относится к химической технологии, в частности к обезвоживанию этилового спирта. Цель - интенсификация разделения, уменьшение водных стоков и снижение энергетических затрат. Обезвоживание ведут азеотропной ректификацией в присутствии бензола с выделением абсолютного этанола в виде кубового продукта и дистиллата - тройного азеотропа этиловый спирт -вода-бензол с последующим его разделением на органический и водный слои. Водный слой дистиллата обрабатывают водой в присутствии бензола при их массовом соотношении 1:(0,2-0,6):(0,2-0,3). 2 табл., 1 ил. ю ( Ь ю ВОДА БЕНЗОЛ Водный слой
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
НА Выделение
СПИРТА
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬ!ТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4769108/04 (22) 04.11.89 (46) 07.12.91, Бюл, ¹ 45 (71) Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений (72) Н.М.Соколов, К.A.Áóðûëoâ, И.А.Борисова, H.Ã.Óôèìöåâ и В.Г.Вацкова (53) 547.262.07(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 24854, кл. С 07 С 29/84, 1974.
2.Патент США ¹ 2358193, кл, 568-916, опублик. t 944.
3.Краткая химическая энциклопедия.—
M.; Советская энциклопедия. 1965, т, 4, с, 635.
4.Стабников З.Н, Перегонка и ректификация спирта. — M.: Пищепромиздат, 1962, с, 393-394. ТрОЙНРи АзеотРОп (я)ю С 07 С 31/08, 29/82 (54) СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ЭТИЛОВОГО СПИРТА (57) Изобретение относится к химической технологии. в частности к обезвоживанию этилового спирта. Цель — интенсификация разделения, уменьшение водных стоков и снижение энергетических затрат. Обезвоживание ведут азеотропной ректификацией в присутствии бензола с выделением абсолютного зтанола в виде кубового продукта и дистиллата — тройного аэеотропа этиловый спирт — вода — бензол с последующим его разделением на органический и водный слои, Водный слой дистиллата обрабатывают водой в присутствии бензола при их массовом соотношении 1:(0,2-0,6):(0,2 — 0,3). 2 табл., 1 ил.
Изобретение относится к химии, в,ч, : стности K области осушки растворителей, касается обезвоживания этиловс го спир.ьe и может быть использована в химиьческои, эл6ктроннОЙ промыш/lенности, Обезвоженный BTN/ioai.iA сг:и«)т нахс, (и) широкое применение В различ>!ы:< област-:.х
НаРОДНОГО ХОЗЯЙСтеа, В Части(ьСТИ ПРИ ПОлучении различных .::Ремнийоргани .60 <их
ПРОДУКТОВ (767 P337GK((l Ci Э 1 ьЛЛ СИЛ Иката и др.). В произвпдс(вах названных продуктов используют обезважен ный iабсолютированный) этилов=, и CQ!i;!p», одер>кание ВлаГи и бенРОла В кОГGpoiii 1<е дОль<ч ..
ГIРВВЫШ3ТЬ ПО 0,3 МЭС, /с Кс>!<д<ьь G. Б П(ьс ьЛЗ"
ВОДСТВ6 ТЕТРЭЭТО!<СИСИЛанс! И „ IOi/ÃNK Кь)ем" ниио«) Га ничес к их Гl !р Оду к го в и(; i G/!be I01 абсолloTNpoBÇHHblAi этиловый спирт к(i7(»РыЙ пол»/чают В настоя щее Вpемя В п ромы шленности.
В процессе получен!!я! Разллчных кр -fvIнийОРГанических жидкОстей, наГь «)ьлмер ЛО
liN3TNJlñNëоксаíîвьь!х,, а акже ла Об«)азуется больш08 количество 30дны>; стоков, содержащих наряду с другими ор эническими растворите/,p(NN ДО 15 / этила=,ого спирта, В результате Регенерациь ра ->7li(. Рит8лBЙ из таких ВОДных ОTGKGB )Ол /"!Эю ь ЭТИЛОВЫЙ CflNPT ОТХОД Гl«>ONBEG/)CTB33, Хь)70«>ый содеожит основного Be!i.ествг 94-9 -.» ма, о(воды 4 7 о „„.,«/)у,» 0 0 > о ДлЯ ВОЭВРата этилбв;)ГО C! INPTB ОГ GLВ в производстве тетразтоксисилана — неnhходимо провести осуш:<у его дс содержа ; ия влаги не более 0,3 мас.
Известен спо об обезвож.: BBI-iNII!,!1- соЛ K)ТИРОBñ! НNЯ) ЗТИiiGBGTО -: iP i 3 . "< TPВIC !iа ной рект>)фи«ац:.„18!)! с Nc; —:.Ольз )B=ни(,,", ! ачестве ЗКГTp3KTNB ОГО 3: 8 i: 3 Э ИЛ. 1!ГЛ! КОЛЯ И Т«)ИЭТИЛ81! ГЛИКОЛЯ ), П«)ОЦ8СС ПРОВОДЯТ Г. Pi i Дав.,IBН! ьи Ь»!.. - /1« ." Мм PT,С ., Известен споссо Ббсо/!!О.г.,ьро=„. л и!: Эт!/. " лового спирта методом ззеотропHGA Р(;-ктификаЦИN В П 3ИС ;/ь С".!-:,ЛИ В Ка IЕС!,.:,—, аэеотропообразуьощ.:;-G BÃBHT.-.! Ди;ьтi!л" -G: эфира. I Ioci ЭТИЛОВОГО С INpT3 (1уТем аз ОТООПНОЙ . ";KT!ilфикации исходной i".biecN В пр! Cь/! с i Вьл отропообразуьсщего эгеi-:- - . — беь-,.;...:: Гl О сл 8 ду ю ь ц и м Отде л 6 и i е м > и:..т и л ." ., i . -" TpQAIH(»I аз80т«»опа (. "i ip» - ВОДЯ вЂ” Ое!:.. ЭЯ„!) и ДсIЛЬНЕЙШИМ «)3ЗДВЛВНИЭ»«ДИСТИЛЛВГ!) ! 1!0 )ю; 2G съ с r 0 30 >! « 4,> органический и водный слои, после чего водныл слой подвергают ректификации. Таким образом технологическая схема содержьлт из основного оборудования три ректлфикационные колонны и два сепаратора (3), 1-18достатком пособа являются большие энергетические затраты (три ректификац!!Онн)-..е ко/)оннь1, две из которых ! 16рераб31ЫВс)!От водные pBCTPopbI) на i ipoЦВСС. Наиболее близким к f»eöë3ã36INoìó по Te><íNH8ñêoé сущнОсти и достиГаемому Эффекту ЯЯ/!Яется способ ОбезвоживаниЯ этиЛОВОГО сг;ирта с исг)ОльзОВанием бенЗОла.в качестве азеотропоабразующего агента с получением дистиллата — Tpo!AHG(o азеотроi3 этиловый сплрт — Вода — бензол, с последующим ВГО !,"азделением на Органич8ский и ВОДный ь лои N Ооработкой ВОДНОГО слОЯ Дистиллата Bo! GÉ. Абсолютный crINpT Выделяют в вьлде кубового продукта !4), С)днакО п«ьостое,ЦОбавлени8 ВОДЬI к ВОДному слою не позволяет выделить бензол, .ГаК КаК ГьтдеЛьЛВШИйСЯ B СИЛУ ИЗМЕНЕННОЙ растворимос)и бензол находится в Водной системе В,цисперГированном виде, HBKGTQ Рая коаг» ляция диспергиррванных капелек бензола наблюдается «ерее примерно су-ь ки расслаивания, однако отделлть органический слой -- бензол практически he удается, так как I pN с/!ивании водного сгоя опять (»бразь."ет -ii эмульсия Добав/16>1иe ВОД„.-1 согласно извес", ному сГьОсобу пОзволяет снизить-. KQHQBHTp34NIG ciINPT3 N. cGQT B6TcTB6HHo, 0eH3Q/I3 B Водной Фазе Дистиллага. Geнако гl ри этом необходимо добавить Воды к водному сл010 в соотношении более 1 и дальнейшая перегонка Образу(ощих ВОД;bI>; стбкОЭ ста IQBNTCR ;-;нергeTNHBCKN менее Выгодным процессом по сравнению с ректификационным выделением бензола NB водного слоя дистиллата GT процесса абсалютирования этансла Цельк: изобрете INB Являстся NHTBHCN<ьикацьля РаэделениЯ, уьиеньшение водных стОКОВ N снижение энерГетических затрат. указанная цель достигается тем, что Обэзв()кивание зтилОВОГс спирта ВВДут пу 7614 азе()тропнGA ректификации исходной СIЛЕСИ В IipNCI/TСТВИьЛ 3ЗЕОГРОПООбраэуЮЩВ Го аГЕН Ь-а — бЕНэолс., ПОЛУЧВНИЕМ ДИСТИЛЛата — тройного азеотр ьг!а 3 TN/IQBbIA спирт— B0g3 -- бензол с последующим 81-0 раэделениеьл !(а Воднь1Й ii Гь()ганический слОи, Обра боткой ПО (Horo c. i >я дистлллата смесь!о BG.(bI Ni бензолом п«ьи их массовом coÎTHQ-! (18!!и:.,i 1:0,2 — 0,6, 0,2-0,3 соответственно, Н ;. чертеж"".. приве, 61 3 схема установки 35СОЛь!Отирования:-,тИЛОВОГО CqNp73, 1696419 25 г 0 l 5 Установка для осуществления способа состоит из колонны 1 эффективностью 30 т, тарелок, сепаратора 2 и емкости 3 для регенерации бензола. Исходную смесь подают на 20 т. тарелку, считая от куба колонны. Дистиллат — тройной азеотроп этиловый спирт — вода — бензол с температурой кипения 64 С после конденсации направляют в сепаратор 2, r„, ç он самопроизвольно расслаивается на два слоя, ОрганическиЙ слой возвращают в колонну 1 азеотропной осушки спирта в виде флегмы. Водный слой дистиллата из сепаратора 2 направляют на регенерацию бензола в емкость 3, в которую подают воду и бензол в массовом отношении к исходной смеси 0,2-0,6 и 0,2 — 0,3 соогветственно. Бензол в емкость подают единовременно и при последующих а:,. par,v x регенерации бензола из водного слоя дистиллата используют его повторно в необходимых соотношениях. Выделенную из водной фазы дистиллата часть бензола возвращают в колонну азеотропной осушки спирта для подпи. ки ее агентом. Присутствие бензола способствует более четкому делению образующихся смесей на соответствующие жидкие фазы, при этом водный слой соде,жит меньше мелкодисперсной органической фазы. Водный слой посге отделения органического бензола, содержащий 27 — 37 ь спирта, 1-1,5;ь бенэола, направляют на узел регенерации спирта ректификацией. Наличие небольшого остаточного количества бензола в регенерированно crtирте увеличивает содерх.ание воды на 0,5;ь, что практически не оказь вает влияния на работу колонны абсолютирования при подаче его вместе с исходной смесь о. Пример 1. Обезвоживание этилового спирта. Опыт а. В ректификационную колонну эффективностью 30 т, тарелок подают 165 г/ч этилового спирта — отхода, содержащего мас.$: основное вещество 93,79; вода 6,0; примеси толуола с хлорбензолом в сумме 0,3 на 20 т. тарелку, Сверху колонны отбирают 191 г/ч дистиллата — тройного азеотропа, состава мас.7: спирт 18,2; вода 7,6: бензол 74,2. После самопроизвольного разделения его в сепараторе на органическую и водную фазы в соотношении 6 органическую часть возвращают в колонну в виде флегмы. Водные стоки, содержащие 49,5 мас. спирта, 38,5 мас.$ воды и 12 мас.$ бензола, отби- 5 рают в количестве 26 г/ч в делительную воронку. Опыт б. К 50 г водных стоков от разделения дистиллата — тройного азеотропа спирт- вода — бензол в делительной воронке добавляют 25 г воды и 10 r бензола, тщательно перемешивают и после 20 мин расслаивания водную часть сливают, а бензол используют при повторных операциях регенерации бензола из водных стоков дистиллата в укаэанном соотношении. Выделенный из водной части дистиллата бензол (5,79 r) собирают в емкость и используют его для подпи гки колонны азеотропной осушки спирта по мере надобности. Из куба кслонны отбирают абсолютный этиловый спи рт в количестве 142 г/ч, содержащий мас.$: влага 0,2; бензол О," — 0,3; основное вещество 99,13; примеси толуола и хлорбензола 0,3 — 0,4. Результаты двух опытов а и б согласно примеру 1 даны в табл, 1. В табл. 2 приведены примеры 2-12, иллюстрирующие требуемые соотношения воды и бензола при проведении процесса регенерации бензола из водного слоя от разделения дистиллата — тройного азеотропа колонны осушки спирта. Воду добавляют в соотношении к исходной смеси 0,2-0,6. Увеличение этого соотношения более 0,6 становится нецелесообразным, так как количество образующихся воднь,х стоков увеличивается (табл. 2, пример 9), При уменьшении соотношения подаваемой воды (табл, 2, пример 5) водный слой содержит в 5 раз больше бензола, при этом не происходит выделение бензола из водной части дистиллата — тройного азеотропа спирт — вода — бензол, Кроме того, наличие повышенного содержания бензола в водном слое отрицательно сказывается на качество регенерированного этилового спирта (будет больше содержать воды) и соответственно снизит выход абсо- лютированного спирта. Как указывалось, добавление бензола способствует процессу отделения бензола, входящего в состав водных стоков дистиллата — тройного азеотропа, при обработке его водой. Соотношения бензола и водных стоков целесообразно поддерживать в пределах 0,2 — 0,3, Увеличение его приводит (табл. 2, примеры 6, 8. 12) к ому, что при многократном его использовании будет накапливаться спирт, так как отбираемая для подпитки часть бенэола значительно меньше части бензола, используемого для проведения процесса (примеры 6. 8 — отбирается для подпитки 2,68 — 2.7, а остается 52,68-24,14 г соответственно). Уменьшение соотношения смеси и бенэола (менее 0,2) нецелесообразно, так как не происходит полного расслаивания образующейся смеси на фазы, они содержатся друг в друге в виде эмульсии (табл. 2, пример 7). 1696419 Табу>ицв продук- Выход, 6 Температура, С Коликест" во исходной смеси, подаевекой в колонну г/4 Состав исходной снеси, масЛ Колннество тов реэдеге г/и Опыт ннх, верха на тарелке питаГбсолютный Водные этиловый стоки нна < пнрт 9913 021 032 034 64 65 142,2 а 165 Этвнол 93,66 . Воде 6,0 Толуол в хлорбенвол 0,3 6енаол 0>04 Этанол 93,94> Вода 6,02 6енэол 0,04 36,6 91>2 99,43 0,22 0,30 54 64 60 42,2 б 165 91,25 Таким образом, обработкой водного слоя дистиллата после конденсаци1л и расслаивания, представляющего собой гетерогенный азеотроп этанол — вода — бензол, водой в присутствии добавляемого в систему единовременно бензола удается выделить и Отделить из образующегося водиого раствора бензол, не прибегая к такому энергоемкому процессу, как ректификация, и, TG66 СаМЫМ, СНИЗИТЬ ЭН8РГОЭсзтРатЫ HB ПРОцесс абсолютирования этанола. Формула изобретения Способ обезвоживания этилового спирта путем азеотропной ректификации в присутствии бензола с выделением абсолютного этанола в-виде кубового продукта и дистиллата — тройного аэеотропа этиловый спирт — вода — бензол, с последующим его 5 выделением на органический и водный слои, обработкой водного слоя дистиллата ВОДОЙ, 0 т л M ч а ю щ и Й с я тем> что, с целью интенсификации разделения, уменьшения водных стоков и снижения энергетических 1Î затрат, обработку водного слоя дистиллата проводят водой в присутствии бензола при их массовом соотношении 1;0,2-0,6:0,2,0,3 г>оотаатстВЕННО Состав абсолотного этилового спирте нас.2 Этанол Вода Ввнвол Толуол + хлорбенаол 1696419 1 lA I! CO IA (Fl СР Ъ 3-I л t л (ч (ч иъ F м -т сЧ (Ч c(сч 3 Ъ л tn мою - О .т 4 Ъ-». О о аал X с ое и с» с 4 4," ЛОВ 3 Ъ (о С 4 л C о аал z ctx сою ИВ(О CO CO (ч-т о IA мм о с ь о Са а 43 X CtX с ое 43ФВ 3 3" Ъ а о - СО О (Ъ А! о с ь о ае л z ctx и (о в иъ со СО ЛОВ r с 3 Ъ ОЪ (Ч иъл 3 Ъ (Ч мо ч» с о аа л z ctx сою ивв аА в-т о -т «Fl «Ч СЪ о с о QC e *ctz сое И В (О иъ Оъ 3 (Ъ» ° о с о аал Z ctZ сов О CIIO Х CtZ с ое 1.» CO IO la Z 34 а lC с и и 3Il а о СС3 Cl О т сч О I в сЧ 34(О О CO At 3 Ъ CaI 3 т l4l л ъо т ОЪ м омиь т съ 3 \ а с о аел х х с ое С(CO ID Cl -» О (AC I -(ч сп (Ч СВ С ь о аал z cx сое ови3 ОЪ IA 3 3 О(о иъ - иъ (тъ 3 Ъ о с о аа л X CZ сов C»Фа С» аА ° О t4-т л ° (Ч Ol 4Ч o c ай z сz йа(В CO л tn an@ 1 Ъ ос Qe3 at z о е u coaO о и о X с о ОЪ иЪ ОЪ (ч ЧВ т (\-т С 30 Ъ иъ ю с ь о аае х чх и Ф (О О Ъ 3 Ъ О-т иЪ -т Оа м с» с ь о аел x ctz сое (.3 в ао l л (ч ° Ъ «Ъ Cl ь а е Z Ct с о С» (С со миъ "(4 CFI M о с о С l» 43 z ctz с ою о с» ао с о л Z ю ь ю х О 3 Ъ -т СР сЧ (О 30 (Ч tA,О т (Ч I сч св с» 3 4 и в СЪ и Cl (4 с» в С» с с и в CO а» в о о в .О < с 4 I- o аА С» 3- о ° С» < (4 о з ч 3- о < Ъ Ь- о ° (Ч с(С3 3- а о Ю о С3 Cl lA Ъ СВ т Cl (Ч о.т CO О 3 Ъ(4 -а Оъ О о с ь о съ а л z ctx сою и OIO 4 1 Ю о и Ф с z (4 43 е о lO 43 X ю а 3Z O л и 43 Е о х X а иъ с ВХ - х z иъ а с ьо o c (ac R СР (ч CD -т AI.т с о аа л z ct t с ос ива с» л иъ м т с о а е л z ctZ сою о во о и о ч» .т о аал *atz й(ов ° О сО .т 0 -т с о а а л * cх с ое ива о и\ | Ъ -т о аел Z C Z 30 т О ь -т с о, с х сое И (O 0 о л иъ 3 ъ -т с о аал z ctx и В (О О со .т о -т с о Ac(4 Z ctX сое a» (O 3O В О -т 0.т с о O 33 z cz сою овв иъ л 3 \ ф а с л X C Xe йЛЯ -т 30.4 о (О 30 Cl аА Ю С3 Cl СР lA а! I C 3 I I 1 1 X Х В 1 ь ф Д 1 e e 1 Осою (ч! o e a. c С ОО 1 C X X (4 I "— - — I О< Ь 1 иeо 1 х(юси(РзооиВ c3 х а*а с х * (О(ООЮЮЕВ t х ю rñ ао с 1 lC l ° Л(l 1 I 1 1 б 1 I 3 I 1 В 1 4 <3 (! 1 ed» 3 I I 3 ° 3 е Вuu< о а l I 1 1 1 3 K 1 Е О В а 4 z Х <*О< ce< о о1-! со 3 Рс u < 3»т I O 1 ° I и О В Е 1 Л 1 Х 1! Z I 1 3 O 1 l 1 !О I O I 1 а 1 I ь 1 а 1 и I Е 3 О х < o ue(1 е ВЪ 1 I X e I 1 I I X 6 I O t I Х 1 Р - 1 e t z 01 C C I СЮ(а(3 оь(ОХ 4 Ыи I I 1 I I 1 1 I I 1 1 Р I 3 (I 1 С ° о I I la (Ф(е < Ъ» I Ю 1 1! 3! (и 1 X l 1 ь e - — -4 I 1 I t I I 1 I I a с 1 и!Ф В Ф1 — — 4 Вza 1 С 4 Х > 1 С(I C. В 3»С(О 3 1 Ф 1 3 — 3 —— 4 1 1 1 1 С I 1 3< 1 ° . (13-(uВ ь 3 е u e 1 Ь 1 о Е<о ! л 1 l3 I ф I I 1 I L I 1 К ° Е I а xt zî а! сю ОВ OI-! Ф< И 1 3 Ъ tIl ° ъо Р МВ< О СЪ (- o О С ае л z ltz o coo -ue10 CO ЪО тм о о tn.т л (ЧСО О 0 ъо М (Ч Ч» о аа л z ct aC Cl I0 с X а lC (Ъ Z иъ .й и а ОЪ = Ю (ч-т иъ -иъ Оъ X а с е ь о а ае л Z CtZ соо а ОФ40 Z А3 0 (Ч IFl О м-т aA C И О Р аа лс Z Ct Z», сов х O m I0 CD 3(Ъ о ъо 4 Ъ 3 4 Р иъ (ч со о 3. о с «аал z ctx осою anî е30 т усв О-т О (Ч.ь о о с ю ь о аал z cx иъ с о ю (ч о а 30 f I 3 4 I I (Ъ I -т о --т I -т — 1 (ът О С сее < z C z I сое О В 30 -Р. 1 Ю I сЧ 1 f 1 1 (О t Ю 1 C0 I -т-т О I «-т съ м I о с 3. О аел ZatZ! сою ОВ(0 1 I б 1 о 1 с ъ 1 1 сЧ I С4 1 1 1!! 1 т 1 Ю l I 3(Ъ I с о о! си Р 0-т ОЧ О «4 ь о о ct юь о! Qe в Х C Zl O C 03<31 I lA 1 (Ч 1 I 1! O I иъ м -т с аа л X ctZ 4 сою о в ао I 1 Ю l lA В СО - 0 РМ(Ч О ОЪ ь о о а o o — ае л xctz осою -о а(о
