Способ выделения концентрата кислот с -с

 

Союз Советских

Соцмалкстическкх

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 727621 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.06.77 (21) 2500530/23-04 (51) М. Кл.

С 07 С 51/42

Государстеенный комитет с присоединением заявки J% (28 } Приоритет

СССР.

Опубликовано 15.04.80. Бюллетень ¹ 14 оо делам изобретений н открытий (53) УДК °

547.29.07;088.8) Дата опубликования описания 20.04 80

А. М. Шиман и К. M. Матушкин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАТА КИСЛОТ С,— С,, »

Июбретение относится к усовершенствованному способу выделения концентрата кислот

С,-С, и может быть использовано в произ- водстве синтетических жирных кислот (СЖК) каталитическим окислением парафина кисло. родом воздуха.

В производстве СЖК образуется так называемый "водный конденсат" (ВК) и другие кислые потоки, близкие ему по составу, на- пример вода от промывки оксидата.

Нейтрализация ВК и сбрасывание его на поля фильтрации не позволяют утилизировать ценные кислоты, содержащиеся в нем, и загрязняет подземные воды и воздух.

Известен способ получения концентрата низкомолекулярных С3-С4 кислот путем азеотроПной ректификации водного конденсата и даль- нейшей его переработкой с получением кислот. высокой степени чистоты (1) . 20

Данный способ имеет следующие недостатки высокая коррозийность ректификационного и насосного оборудования; сложность как оборудования, так и самого процесса ректификации; ухуд иение качества кислот за счет осмоления и полимеризации.

Известен также способ выделения иэ водного конденсата водонерастворимых кислот

С» — C9 электролитическим путем при 50—

60 С (2J.

Этот способ имеет следующие недостатки: необходимость введения в ВК сухого электро лита (глауберовой соли или хлористого кальция), что связано со сложностями транспорти. рования сыпучих веществ по сравнению с транспортированием жидкости; повышение себестоимости выделенных кислот С -C>, I связанное с необходимостью регенерации электролита из образую:цихся растворов и введения новых порций свежего электролита; сложность технологической схемы выделения сильного электролита из образующихся растворов; увеличение коррозионного воздействия водного юнденсата на оборудование за счет повышенной температуры ВК (50--60 С); степень выделения кислот С,— С в 2-3 раза меньше по сравнению с другими способами выделения.

727621

39,2

57,7

Наиболее близким к изобретению по техническои сущндсти является способ выделения концентрата водорастворимых кислот из их водных растворов экстракцией смесью карбоновых кислот с числом атомов углерода б — 22.

Процесс проводят путем экстракции водорастворимых кислот индивидуальными жир. ными кислотами, например капроновой, лау1иновой, пальмитиновой, стеариновой и дру- гими индивидуальными алифатическими карб-: оновыми кислотами или их смесью при 20— о

75 С. Выделение смеси кислот осуществляют дистилляцией при пониженном давлении (3).

Способ имеет следующие недостатки: необ- . ходимость ввода чистых кислот для первоначального цикла экстракции; выделение кислот

t из экстрагента осуществляется отгонкой, что связано как с болыпими энергозатратами, так и с интенсивной коррозией оборудования; в случае экстракции кислот из смесй их с другими органическими соединениями, например эфирами, кетонами и т.п. имеющими температуру кипения, близкую к температуре кипения кислот, нельзя вести последующие процессы экстракции без специальной очистки кислот; нельзя использовать кислоты, содержащиеся в водном растворе, из которого извлекают кислоты, для последующей экстракцни, так как кислоты водорастворимы.

Целью изобретения является упрощение технологии процесса.

Поставленная цель достигается тем, что выделение концентрата кислот С -4,, из водного конденсата производства синтетических жирных кислот окислением парафина проводят путем экстракции органическим кислотным экстрагентом, а отличительной особенностью способа является использование в качестве органического кислотного экстрагента водного концентрата кислот С,— С,, со- держащего кислоты С вЂ” С11 в количестве

42- - 44 вес% и эфиры, кетоны и другйе органические соединения в количестве 35 — 36%, а процесс ведут при соотношении водный конденсат . органический кислотный .экстрагент равном 1:1 — 0,5, предпочтительно процесс проводят при 15-20 С.

Во всех примерах используют водный конденсат, полученный в производстве СЖК следующего состава, вес.%:

Кислоты С1 — С4 21,2

Кислоты С вЂ” С9 5,8

"Кислоты Су Су g, 0,3

Другие органические соединения (эфиры этих кислот в основном бутиловые и амилбвые, кетоны и др.)

Вода

4, Физико-химические показатели водного кондейсата:

Кислотное число (КЧ), мг КОН/г 277,7

Эфирное число (ЭЧ), мг КОН/г, Мрбонильное число (СоЧ), мг КОН/г,19,5

Удельный вес, г/смз

10 (при 24 С + 1) 0,06

Содержание индивидуальных карбоновых кислот (по хроматографическому анализу, вес.% от исходного ВК).

С>, 87

С 83

Сз 1,9

С4 2,3

Сс 1,9

Сб 1,7

20 С 13

Св Об

С, 0,3

С10 02

С,, 0,1

25 Пример 1. К 212 г водного конденсата добавляют 137 г экстрагента, имеющего состав, вес.%:

Кислоты С, — С» 18,05

Кислоты С 5 — С 9 37,95

30 Кислоты С,— С,, 3,0

Другие органические соединения 36,0

Вода 5,0

После умеренного перемешивания в течение 30 с при 23 С и отстоя в течение 5 мин образуется 192 г органической фазы желтого цвета и 157 г водного раствора кислот

Ci -С4

Для очистки от водорастворимых приме4О сей выделившуюся органическую фазу . (т.е. кислоты C5 — С11 или верхний слой) промы, вают дважды водой при весовом соотношении органическая фаза: вода; равном 1: 0,5—

0,56.

На первой стадии промывки на 192 r органической фазы берут 9б r воды. После перемешивания и отстоя в течение 5 мии образуется 119 r водной фазы (КЧ 110, 1 мг/КОН, ЗЧ = 15,3 мг КОН/г) и 169 r у органической фазы. . На вторую стадию промывки к 169 r органической фазы добавляют 95 r воды.

После перемешивания в течение 30 с, пятиминутного отстоя и разделения фаз получают 112 г водной фазы (КЧ = 47,7 мг КОН/г, ЭЧ = 12,3 мг КОН/г) и 152 г очищенной органической смеси, представляющей собой концентрат кислот С вЂ” C9 и выше, имеющий состав, вес.%:

727621

66,8

35

13,9

Кислоты С 3 — C4 l6,12

Кислоты С, — С9 40,28

Кислоты С9-С, 3,6

Другие органические соединения 35,0

Вода 5,0

Физико-химические показатели полученного концентрата кислот С,-С,,:

Кислотное число, мг КОН/г . 333,2

Эфирное число, мг КОН/г 67,0

Карбонильное число, мг КОН/г 30,0

Удельный вес, г/см 0,94

Цвет (визуально) Желтый

Содержание воды, вес.% 5,0

Содержание индивидуальных карбоновых кислот (по хроматографическому анализу), вес,%:

С1 О

С, 0

С . 8,40

Сб 8 24

С 640

С„г,40

Сэ . 6,12

С4 10 00

С7 8 87

Са 837

С„1,2Î

Прирост количества экстрагента (органической фазы) составляет 15 г или 11 вес.% от первоначально- взятых на обработку водного конденсата — 137 г.

Промывные воды (231 г) имели следующую характеристику:

Кислотное число, мг, КОН/г 80

Эфирное число, мг КОН/r

Карбонильное число, мг K0H/r 8,0

Содержание кислот

С, и выше 0,33 в вес.% 1,016

Цвет Слегка желтоватый

Результаты испытаний сведены в табл.1.

Пример 2. К 212 г водного конденсата того же состава, что и в примере 1, добавляют 115 r экстрагента, имеющего такой же состав, как и в примере 1.

При этом получают 161 г органической фазы и 166 г водной фазы., Воды на обе промывки добавляют 161 г и получают промывных вод 194 r, Характеристика их приведена в табл.2.

Получают 127 r промытой органической фазы (т.е. концентрата кислот C,— С,, Концентрат кислот имеет состав, вес.%:

KHCJIOTbl С --C4 15,5

Кислоты С, — С9 38,8

Кислоты C9 — С,, 3,4

Другие органические соединения 37,3

Вода 5,0

Физико-химические показатели полученного концентрата кислот C С,,:

Кислотное число, мг КОН/г 330,9

Эфирное число, мг КОН/г

Карбонильное число, мг КОН/г 29,4, Удельный вес, г/см 0,94

Цвет (визуально) Желтый

Содержание воды, вес.% 5,0

Содержание индивидуальных карбоновых кислот (по хроматографическому анализу, 25 вес,% от очищенной органической фазы): с, о

С2 О

Сэ 57

С4 9,8

С5 8,1 (80

Ст 85

С, 8,1

Сд 6,1

С о 24

С, 1,0

Результаты примера 2 сведены в табл. 2.

Пример 3. К 212 г водного конден40 сата того же состава, что и в примере 1, добавляют 137 г экстрагента (т.е. промытой органической фазы, полученной по примеру 1), имеющего состав, вес.%:

Кислоты С1 С4 16,12

Ки готы С,— С 40,28

Кислоты C9 — С 1 3,60

Другие органические соединения 350

Вода 5,0

ТехнологичесКая последовательность и температурный режим, а также соотношения между выделенной органической фазой и промывной водой такие же, как в примере 1. При этом получают 186 r органической фазы и

163 г водной фазы. Воды на обе промывки дают 186 r и получают промывных вод 214 г.

Характеристика их приведена в табл. 3.

Получают 158 r промытой органической фазы, т.е. концентрата кислот С, — CI

727621 l0

68,0

20

37,3

5,0

Концентрат кислот имеет состав, вес.%:

Кислоты С1 С4 16,01

Кислоты С5 — С9 40,20

IGICJIOTbI С9 — С11 3,60

Другие органические

5 соединения 35,29

Вэца 4,90

Физико-химические показатели полученного концентрата кислот С,— С,,:

Кислотное число, мг КОН/г . 334,0

Эфирное число, мг КОН/r 66,1

Карбонильное число, мг K0H/г, 28,4

Удельный вес, г/см 0,94

Цвет (визуально) Желтый

Содержание воды, вес.% 4,9

Содержание индивидуальных карбоновых кислот (по хроматографическому анализу, вес.%: от очищенной органической фазы): С, О

С о

С 6О1 25

С4 10,0

С

С 8,2

Ст 89

С8 . 82

С9 62

С» 36

С» 1О

Результаты примера 3 сведены в табл. 3.

Пример 4. Отличается от примера 3 З5 большим содержанием экстрагента полученного по примеру 2.

К 212 г "водного конденсата" того же состава, что и в примере 1, добавляют 188 r экстрагента, имеющего состав, вес.%: 40

Кислоты С, — C4 IS,5

Кислоты С5 — С9 38,8

Кислоты C9--C» 3.4

Другие органические соединения 45

Вода

Технологическая последовательность и температурный режим, а также соотношение между выделенной органической фазой и промывной водой такое же, как в примере 3.

При этом получают 248 г органической фазы и 152 г водной фазы. Воды на обе промывки берут 250 r и получают 288 г промывных вод. 55

Характеристика их приведена в табл. 4.

Получают 210 r промытой органической фазы, т.е; концентрата кислот С,— С,, Концентрат кислот имеет состав, вес.%:

Кислоты СI С4 16,5

Кислоты С5 — С9 39,3

Кислоты С9 — C»

Другие органические соединения 35,4

Вода.

Физико-химические показатели полученного концентрата кислот С5 — С1 .

Кислотное число, м г КОН/r 334,1

Эфирное число, мг КОН/r

Карбонильное число, мг KOH/г 30,2

Уцельный вес, г/см 0,94

Цвет (визуально) Желтый

Содержание воды, вес.% 5,1

Содержание индивидуальных карбоновых кислот (по хроматографическому анализу, вес.% от очищенной органической фазы):

С, . О

Сз 56

С4 9,9

С 85

С 80

Cт 85

Са 8,1

С9 62

С,о 27

С,, 1,Î

Результаты примера 4 сведены в табл. 4.

Использование, данного способа выдс пения концентрата кислот С5 -С» позволяет: без ввода посторонних веществ в ВК разделять его на низкомолекулярную и более высокомолекулярную части; исключить полностью или сократить в десятки раз расход тепла на отделение водной фазы — раствора кислот

С, — С4 от высокомолекулярной водонерастворимой органической фазы; упростить технологическую схеМу разделения ВК на две фазы за счет исключения узла регенерации неорганического электролита; снизить температуру разделения ВК с 50 — 60 С до температуры окружающей среды и этим самым уменьшить скорость коррозии оборудования на 1 — 2 порядка; утилизировать кислоты ВК полностью водную, фазу для разложения мыльного клея, а органическую фазу для .увеличения выхода, фракций кислот C5 — С4, С, -C9 в производстве СЖК.

727621

О

00 м Ф

О

О ч о

1 о

6. и о (.) М )

Ch ь CP «

»ь

Г.1 р. ID

Я Ж

М о

Г.) т

I о О Г ж о а

О е. а сч! й,ь

lС1 ч ь;

Ch ь

С4 о ь (О

g о

F0 м„ ь

° м

° 0 .е. о г

Е о

Р» х О о о

Ф о о ж

Д

Ц ж о

А» ж ж о о ( а

lA ь" ь ь ь"

v о

v (4! О х г-„

00 ( О ь О

«

o„ (ЧР

Ch ь б

Ch ь

"О ь

v еО о а

<4 ь

С 4

Г3 о. х ь

oÄ

Ю"

v я

О»

Д рч о

v ь

o" м

С» м

v о

1 о A

И ь

C О

О м о м

СЧ м м м ь„ м ь

lA м м с»

Г

Г 3! ь

Я

А

И о

)Я и

Ф

)Я д Ct3 о

Ж

Х Ц к Я и о

Ю о

v о

И

v и

5

М о

Ж р

Fc о о ж

Б г-1 ь" ь

,1. сО

14 «

Я а

Ф д

И

3-".

Й

« 2

-45

2г

727622 г00 м

»Г> л

Г 4

"О

С)

«»

С7

»4 л

»О" О

1/ )

О» о 1

"О

CA »О

О

»»

»О

D л»

Сл

D"

С)

4 l

Сл

С»

D

»Ф

»»

»/1

О »

СО м м

\»

CI

«Ч

Г мъ

» о

Ig &»

«с5 й

» Ф«»лйзФМ э л»,- Л. л.Ъ

С«

»

В

Х

Й

Й

Д

Й о

Ц 1

Ф Q

Ф

О3

1 о й» Ф о

РЦ а

m 1

Р4 Р)

Cl б3 и ж

»0 ъ

Х

И

Й о а о

3 сО Я д

»»»»Ц

Е о р ою д а

Д .

crt о

Д о л ф» ч

g gg

727621

00 м Ф

00 м м

Ch

ГЧ

I I

0 ф» о (о л

«« о б „

C»t м о (м

00 м л 4

«Ф

o„ о о о о

° «Т

o„

О л

tel н

cl

; о о о Ф

Ch о О о о

С4 о

tA о м о о м

I о ("»

О о\ 5 м м

«С»

Ол О о

Г \

ГЧ о

1 \ 4

0J rt 0» о о ф

Ж рф в Я е

1 йй

) Kf

3Я ф

0f о л

>g н ир о

v

i о м

М

Й

3 о

6 «

ef о

0» 03 о

О, 00 ф О (h

Р

g м

Cl

I CO

«« м ы

I I I

I I I О Ол о !

00 о

c I 00 О » Ч

00 00 н

«ч М

727621

16 ь

М и (VAN ь

0 ь ь

С«

Г 1 ь

Ф о м

4 чь

QO ф

« Ч ь

Щ сО

CO н с6 о и

О

Щ м

ОО

1 1 о е о ж

k( о

„ф

1 / О О ь

0 ь

i ( (41 ь

1 1 СЧ

D м ь л ь

ОО

О сО

lм ь

<4

«h м

0, ь

М м

С 4

Г4 м м ь

ГЧ

Ц

И

Й " («

В 1о

О и

Й Д

453

Х

Й

Я (Д ф

Й

О.

q о о н

Х

i о

Я ф

"О о ь

OO ф ф «ч

Ch

Г 4

Г1 а О, О

1 со

Ц ф о

1 О а

1 Ж О м" О

1 О оо D ОО

/- . 4- СО

r > г.

5 4

v

1 о а.

Д о

О о 0 ц С е35

727621

18

Составитель А. Артемов

Техред H.Áàáóðêa

Корректор 10. Макаренко

Редактор Т. Гэвя1ко

Заказ 068/23

Тираж 495 Подписное!!НИИ!1И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303S, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал 1ГПП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная. 4

Формула изобретения

1. Способ выделения концентрата кислот

С, — С1 из водного конденсата синтетических жирных кислот, полученных окислением парафина, путем экстракции органическим кислотным экстрагентом, о т л и ч à ю шийся тем, что, целью упрощения технологии процесса, в качестве экстрагента используют водный концентрат кислот С5-С,, содержащий кислоты С,-С,, в количестве 42-44 вес.%, эфиры, кетоны 35-36 весЯ, а процесс проводят при соотношенйи водный конденсат: экстрагент, равном 1:1 — 0,5.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, процесс проводят при 15-20 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. О работах по совершенствованию производства синтетических жирозаменителей, поверхностно-активных веществ и моющих средств", М., ЦНИИТЭнефтехим, вып. Н, 1969, с. 1!3--118

2. Авторское свидетельство СССР М 97775, кл. С 07 С 53/22, 1954.

3. Патент.США М -3534091, кл. 260 — 526, опублик. 1970 (прототип).