Способ получения диметилсульфоксида

 

О П И С А- -Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

< 749830

Союз Советскик

Социалистических

Респубпнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (51) М. Кл. (22) Зая влено 14.04.78 (2 i ) 2603405/23-04

С 07 С 147/14 с присоединением заявки РЙ

Йоудерстввииый комитет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 23.07.80 Бюллетень М 27

Дата опубликования описания 23,07,80 до делам иэобретеиий и открытий (53) УДК 547,544. ,07 (088.8) М. С. Этцель, Н. А. Саухин, И. П. Мухпенов, Г. Н. Буэанова, Г. Н. Миронова и А. Т. Олейник (72) Авторы . изобретения

Государственный институт проектирования предприятий по производству лесохимических продуктов и Ленинградский ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИМЕТИЛСУЛЬФОКСИДА Изобретение относится к целлюлозно- буминому производству, а именно к способу получения диметилсульфок сида (ДМСО) — ценного растворителя и антифриза.

Известен способ получения диметилсупьфоксида окислением диметилсульфиця 30%-ной перекисью водорода при 50 С тi).

Способ сложен в осуществлении вследствие использования жидкой взрывоопасной перекиси водорода.

t0

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения алкилсульфоксидов окислением соответствующих сульфидов воздухом при 120 С под давлением 50 атм в присутl5 ствии катализатора — окислов ванадия и добавок карбоновых кислот (2).

Способ также сложен в осуществлении вследствие использования . повышенных температур и давления.

Цель изобретения — упрощение технологи процесса и расширение сырьевой базы.

Указанная цель достигается способом получения диметилсульфоксида, состоящим в том, 2 по серусодержащие органические соединения— парогаэовые отходы целлюлозно-бумажного производства, содержащие сероводород, метилмеркаптан, диметилсульфид, диметилдисульфид и/или метанол, и/или скипидар, окисляют кислородом воздуха при 20-50 Ñ путем пропускания: реакционной смеси через активированный уголь, модифицированный хлористым или

Йодистым капием, с последующим выдепени".м целевого продукта путем десорбции с поверхности активированного угля при 120-150 C .и ректификации.

Более глубокого окисления ДМСО при использовании активированного угля не происходят. Прцоесс сорбции и каталитического окиспения сернистых соединений проводится до появления за слоем активированного угля проскоковой концентрации меркаптана, равной предельно допустимой -9 10 в мг/мэ. Остальные сернистые соединения появпяются за слоем сорбента позже метилмеркаптана. Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает очистку - парогазовых выбросов до санитарных норм по всем сернистым соединениям.

Таблица 1

Объемная сорбции, ч

Состав исходной парогазовой смеси сорбдни С скорость, ч

-т

Сероводород

Метилмеркаптан (ММ) 15 — 17

250-260 20-50 25 — 22

300-350

Диметилсульфнд (ДМС) 150-200

Диметнлднсульфид (ДМДС) 100-110

40-60Метанол

350 — 400

Кислород

Водяные пары

400

Остальное

Азот

П р и м е ч а н и е: С вЂ” концентрация компонентов, с — продолжительность г сорбции со 100Яной очисткой .газов.

3 749830 4

Соотношение между количествами образо- использоваться для очистки парогазовых отхо.. вавшихся в порах активированного угля диме- дов. Срок службы активированного угля тилсульфоксида и диметилдисульфида (ДМДС) как сорбента-катализатора составляет не менее зависит рт содержания кислорода в газовой двух лет. фазе смеси, объемной скорости и температуры Большим преимуществом предлагаемого

5 процесса. При оптимальных условиях прове- способа является то, что диметилсульфоксид дения процесса концентрация кислорода обыч. гюлучают из метанола и сернистых соединений: но в три раза или более превышает стехиомет- сероводорода, метилмеркаптана, диметилсульфи. рическое количество в расчете на сернистые да H диметилдисульфида т е из отходов сульсоеДинени", объемнаЯ скоРость 200-400 " ; 10 фатно-целлюлозного производства при этом

Специального подогрева газов не требуется. достигается тонкая очистка, обеспечивающая

При изменении температуры процесСа от 20 до санитарные нормы.

50 С содержание ДМСО увеличивается от Способ осуществляется следующим образом.

65 до 85 об.%. Извлечение получаемых на акти- Парогазовые отходы варочного цеха целлюв рованном угле ДМСО и ДМДС и регенерация лозного производства, содержащие смесь сероугля может быть осуществлена путем его на- водорода, метилмеркаптана, диметилсульфида, гревания в потоке воздуха, перегретого водя- . диметилдисульфида, метанола и скипидара ного пара или инертного газа при этой же тем- к которым могут быть присоединены парогазоперагуре. Продукты десорбции охлаждаются вые отходы выпарного цеха, охлаждают для в теплообменнике — конденсаторе собирают- 20 удаления скипидара иэ смеси, смешивают с воздуся в специальные емкости. Расход пара (воз-, хом или чистым кислородом н сорбируют на духа) при регенерации активнрованного угля поверхности активированного угля, модифицисоставляет 1,5 м на 1 кг десорбированнь1х рованного йодистым или хлористым калием. веществ. Полученная смесь ДМСО, ДМДС и . В процессе сорбции на активированном угле воды может быть разделена путем отстоя и 25 благодаря присутствию кислорода в газовой затем вакуумной перегонки или ректификации фазе происходит каталитическое превращение

Активированный уголь после охлажйения про- . всех указанных соединений до диметилсульфокдувкой воздухом до 20-50 С может снова сида и диметилдисульфида.

5 749830 6

Пример 1. Очистка парогазовых вы- достигается 100%пан очистка парогазовых выбросов активированным углем СКТ-2, модифи- бросов в течение 25 ч. В процессе окислительцированным йодистым калием (1 вес.%) и по- ной сорбции в порах сорбента образуется ди. лученне диметилсульфоксида (t=)0 C), метилсупьфоксид и Риметипдисупырид и сера, Парогазовые выбросы варочного цеха, со- 5 которые выделяются при регенерации сорбента держащие смесь сероводорода, метилмеркапга- жрегретым водяным паром в области темперана, диметкпсульфнда, диметилдисульфида и ски- тур 120-150 С. Данные по очистке 375 мз газа пидара, охлаждают до 20 С дпя удаления ски- при составе газа, приведенном в табл. 1, предпидара и смешивают с воздухом или чистым ставлены в виде материального баланса в кислородом и направляют в адсорбер, заполнен- ó табл. 2. Полученная смесь ДМСО, ДМДС, ный активированным углем. серы и воды разделяется путем отстаивания

При объемной скорости 300 ч и количест- с последующей вакуумной перегонкой или рекве сорбента-катализатора 25 кг (объем 50 л) тификацией.

Таблица 2

Десорбировано при 120-150 С орби- ров ано при

ОС, г

Прихо г

Компоненты

Количество

Компоненты десорбции вес% от сер° нистых сое динений

Диметилсульфоксид 133

5,6

5,6

Сероводород

Метил мерка птан

94,0

94,0

36,5

77;7

Диметилсульфид

56,4

56,4

Диметип суп ьфид

37,5

Диметипдисульфид 37,5

l5,0

15,0

Метанол

9,0

20,5

Сера

44,9

228,0

Кислород

Водяные пары

22,2

Вода

150

253,4 " 100

253,4

Итого:

Пример 2. Очистка парогазовых вы- 45 бросов активированным утлем СКТ-2, модифицированным хлористым калием (1 вес.%), и получение диметилсульфокснда (t=50 С) .

Парогазовые выбросы варочного цеха, содержащие смесь сероводорода, метилмеркаптана, диметилсульфнда, диметилдисульфида, метанола и скипидара, охлаждают до 20 С дпя удаления скипидара и смешивают с воздухом или чистым кислородом и направляют в "адсорбер, заполненный актнвированным углем. При объемной скорости 350 ч и количестве сор бента-катапнзатора 25 кг (объем сорбента

50 л) достигается 100%-ная очистка парогазовых выбросов в течение 22 ч: Температура в слое сорбента 50 С достигается за счет тепла, выделяющегося в результате реакции и специального подогрева воздуха.

В процессе окислительной сорбции в парах сорбента-катализатора образуется днметилсульфокснд и диметилдисульфид, которые выделяются при регенерации сорбента перегретым водяным паром в области температур 120-15ФС.

Данные по очистке 375 мз газа при указаннзм выше составе представлены в табл. 3.

Полученная смесь ДМСО и ДМДС; серы и воды разделяется путем отстаивания с последующей вакуумной перегонкой или ректификаци„ей.

„ Ъ

3 > 7

749830

Таблица 3 есорбйро«вано при 120-150 С

Сорбировано при

50C,г

Компоненты

Приход, r омпоненты десорбции

Количество

r вес.% от сернистых соединений

6,35 Диметилсульф- 164,9 63 оксид

91,5. Сероводород

6,35

Метилмеркаптан

91,5

75 Ди метил сульфид 78,6 29,8

I.

Днметнлсульфид

Диметилдисульфид 41,3

41,3

Метанол .

22,5

22,5

18,5 7,2

Сера

493

262

Кислород

Водяные пары

150

Вода

23,9

Итого;

286 г

286 100

ПНИИПИ Заказ 4421/6

Тираж 495

Под и сное

М ЙЖЖ+«:,МАМЫ: Ф Ъ ЖЖЖ ::Ф.%.,- ЖММ ЬЪ 4 «Ы М М МЬ МВМЕМ М С;.«Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул Проектная, 4

Повышение температуры процесса "окислительо

35 ной сорбции выше 50 С приводит к десорбции еще не окисленных компонентов (ММ, ДМС).

Поэтому для получения ДМСО и достижения

100 o-ной очистки нельзя превышать температуру сорбц п1 выше 50 С. Проведение регенерации при температурах выше 150 С приводит к снижению окислительной способности рассмотренных сорбентов-катализаторов, удорожанию процесса очистки газовых выбросов и получения диметилсульфоксида.

Формула изобретения

Способ получения диметилсульфоксида окислением серусодержащих органических соединений кислородом воздуха при повышенной температуре и выделением целевого п1юдукта, отличающийся тем, что, с целью уйр«ощ«еййя технологии процесса и расширения сырьевой базы, окислению подвергают парогазовые отходы целлюлозно-бумажного производства, содержащие сероводород, метилмеркаптан, диметилсульфид, диметнлдисульфид и/или метанол, и/или скипидар и окисление ведут при 20-50 С путем пропускания реакционной смеси через активированный уголь, модифицированный хлористым или йодистым калием, а выделение целевого продукта ведут путем десорбции с поверхности активированного угля при 120-150 C. с последующей ректификацией.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР М 165713, кл. С 07 С 147/14, 24.09.63.

2: Авторское свидетельство СССР У 213832, кл. С 07 С 147/14, 23,01.67 (прототип),