Способ очистки уксусной кислоты

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ оо789499

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 050478 (21)2600292/23-04 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет—

Опубликовано 2312,80 Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 2512.80 (51)М. Кл.

С 07 С 51/42

С 07 С 53/08

С 07 С 7/06

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 54 7 . 29 2 . .07(088.8) (72) Авторы изобретения

А. Л. Бельферман, В. Н. Станько, Л. В. Кре1тййль|--.

В. _#_, Микитюк и Л. A. Сильченко (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к способу очистки уксусной кислоты и может быть использовано для получения уксусной кислоты высокой степени чистоты иэ уксусной кислоты-сырца, содержащего в качестве примесей воду, муравьиную кислоту ацетальдегид, метилацетат и др.

Современная технология производства винилацетата и ацетилцеллюлозы, фармацевтических препаратов и красителей, химических реакторов и фотохимикатов предъявляет очень жесткие требования к качеству уксусной кислоты, используемой в этих производствах.

B частности, содержание основного вещества в товарной уксусной кислоте должно быть не менее 99,5%.

Известен способ очистки уксусной кислоты, полученной окислением аце- 29 тальдегида в жидкой фазе в присутствии марганца,. путем двухкратной раэгонки сначала на колонке эффективностью 30 теор. тарелок (флегмовое число равно 1) с отделением 2% кубового 25 остатка, а потом, после добавления

0,5% мочевины и нагревания перегнанной уксусной кислоты при 170оC под давлением 23 кг/см, отгонкой на колонке эффективностью 10 теор. таре- 3Q

2 лок (флегмовое число равно 5) . Уксусную кислоту получают с остаточным содержанием муравьиной кислоты

0,018 вес.% 11).

Недостаткам данного способа является многостадийность процесса.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ очистки уксусной кислоты путем азеотропной ректификации уксусной кислоты-сырца, полученной методом окисления ацетальдегида в присутствии катализатора — ацетата марганца, с использованием в качестве гетероаэеотропного компонента четыреххлористого углерода. Разделение проводят на колонне эффективностью 60 теор. тарелок.

Условия процесса и полученные результаты приведены в табл. $1(+2) .

Однако при контакте с водой на металлических поверхностях наблюдается гидролиз CCQ с образованием фосгена и хлористого водорода, что приводит к коррозии аппаратуры, а также затратам четыреххлористого углерода. Кроме того, в кубовой части колонны при использовании четыреххлористого углерода наблЮдается интенсивное смолообразование и забивание трубок кипятильника.

789499

Верхний слой:

96,25 120 Уксусная кислота Отс. Следы

Уксусная кислота

Муравьиная кислота

Муравьиная кислота

11,0 0,37

89,0 3,0 0 43 0,53

3,32 4,17

121

Вода

С СЕ4

Вода

С СР4

Нижний слой(Цель изобретении — упрощение технологии.процесса.

УКазанная цель достигается тем, что в способе очистки уксусной кислоты, полученной путем окисления ацетальдегида в присутствии ацетата марганца, от примесей воды и муравьиной кислоты путем азеотропной ректификации в присутствии гетероазетропного компонента, в качестве гетероазетропного компонента используют бенэол, а ректйфикацию проводят при концентрации воды в верхней части колонны, равной

5 0-6,0 вес.Ъ.

На чертеже изображена схема осуществления способа. уксусную кислоту-сырец из емкости

1 подают в отгонный аппарат 2-3 эффективностью 1-2 теор. тарелки для отделения солей и примесей высококипящих соединений. С целью предотвращения образования смолистых продуктов Щ с помощью насоса 4 устанавливают контур циркуляции с кратностью циркуляции не менее 3. Температуру в кубе Отгонного аппарата поддерживают равной

119-120ОС; давление не более 0,2 ати, д а температуру в верхней части аппарата — 117-118 С. Кубовый продукт, содержащий в основном ацетат марганца, растворенный в смеси зтилендиацетата и уксусной кислоты, может быть рецир- З кулирован в реактор окисления ацетальдегида. Уксусную кислоту-сырец, освобожденную от высококипящих примесей и ацетата марганца, направляют из верхней части отгонного аппарата в колонну отделения легкокипящих компонентов и вводят в центральную часть колонны 5.

Температуру верхней части колонны поддерживают не вьаае 70 С, температуру в кубовой части — 120-1230С, 10 давление 0,2-0,3 атм. Легкокипящие примеси (ацетальдегид, метилацетат, метанол) из верхней части колонны направляют в колонну 6 выделения ацетальдегида и метилацетата, а уксусную 4 кислоту-сырец — в колонну 7 обезвоживания и очистки от муравьиной кис-лоты. Колонна обезвоживавания и очистки от муравьиной кислоты имеет не менее 50-60 тарелок колпачкового типа.

Ввод уксусной кислоты-сырца осуществляют таким образом, чтобы кубовая часть колонны имела примерно 20-25 тарелок. В верхнюю часть колонны подают в качестве азеотропного компонента бензол, который образует многокомпонентную гетероазеотропную смесь, состоящую из воды, муравьиной кислоты и уксусной кислоты. При таком режиме работы колонны 7 вода удаляется примерно на 95%, муравьиная кислота — на

75-80%. Очищенная уксусная кислота из куба колонны аэеотропной ректификации поступает в колонну 8 получения товарной уксусной кислоты примерно на

15-16 тарелку. Колонна получения товарной уксусной кислоты имеет не менее 45 тарелок.

Вывод товарной кислоты осуществляют с 35 тарелки, которая выполнена в виде глухой тарелки. Температуру на

35 тарелке поддерживают равной 117.117,5 С, температу.. у в кубовой части колонны — 124-1250С, давление — 0,30,4 ати. Дистиллят, отбираемых иэ верх ней части колонны направляют в колонну азеотропной ректификации с целью утилизации некондиционной уксусной кислоты, В кубовой части колонны организуют принудительную циркуляцию продукта (кратность циркуляции 10) с целью предотвращения образования смолистых продуктов. Кубовый остаток колонны выделения товарной уксусной кислоты накапливают и периодически подвергают разгонке с целью выделения этилендиацетата, который используют как товарный продукт.

Результаты очистки уксусной кислоты по предлагаемому способу приведены в табл. 2-5.

Предлагаемый способ обеспечивает выделение уксусной кислоты с содержанием основного вещества не менее 99,899,9Ъ при степени отбора не менее

99,0%, при этом существенно упрощается технология процесса за счет замены четыреххлористого углерода на бенэол.

Таблица 1

789499.

:продолжение табл, 1

Количество вес.% r

Наименование полученных компонентов

Количество вес.% г

Уксусная кислота 0,3 3,4

Муравьиная кислота

0,09 0,1

Вода

99,6 110,5

Кубовый остаток:

115,58

Уксусная кислота 99,8

Муравьиная кислота 0 05

0,058

0,15 1,17

Вода сcP„

Отбор муравьиной кислоты, %

Отбор воды, %

Кислотность водного слоя

Таблица 2

Отбор с верха колонны:

Уксусная кислота 113,4 94,5

Уксусная кислота 113,37 96,62

Муравьиная кислота

0,36

Ацетальдегид

Метилацетат

0,72

Муравьиная кислота

Вода

О, 72 0,60

2,148

Высококипящие примеси

2,556 2,13

Отбор с низа колонны:

1,123

Nn (С Н% СО О)1

Уксусная кислота 0,03

0,084 0,07

Высококипящие примеси

Ип(СНЗС00),„

2,556 95,73

0,084 3,14

Таблица 3 верха колонны:

Уксусная кислота Следы

Уксусная кисло- Отбор с та 109 18 96,62

Ацетальдегид 0,347 0,307

Метилацетат 0,693 0,613

33,04

66,0

О, 347

0,693

Ацет ал ьде гид

Метилацетат

Наименование взятых компонентов

Вода

Ацетальдегид

Метилацетат

0,36 0,30

2,52 2,10

0,36 0,30

89,0

73,2

Отс.

0,36

2,52

0,307

0,613

0,307

789499

Продолжение табл. 3

Количество вес, %. г

МУравьиная кис0,307 лота

Муравьиная кислота 0,347

Следы

0,01 0,95

2, 148 Вода

2,43

Вода

Отбор с низа колонны:

Уксусная кислота 109,18 97,52

Муравьиная кислота

Таблица 4

Бензольный слой:

Уксусная кислота

Уксусная кислота 0,2

Муравьиная кислота 0,02

0,08

Вода

104,17 94,7 А етальдегид

Метилацетат

Следы

Муравьиная кислота 0,33

0,3

54,98 99,45

СЬ "6

2,17

Водный

2,39

Вода слой:

Уксусная кислота

Ацетальде гид Следы

Метилацетат Следы

0,912

0,05

Высококипящие Муравьиная кислопримеси Следы та 0 25

4,44

91,65

5,16

Следы

Стабилизированная вода 3,11

Вода

2,83 Ацетальдегид

55,0

Метнлацетат

Сбнб

0,36

0,02

Кубовая жидкость:

Уксусная кислота 103,92 99,69

Муравьиная кислота 0,06

0,058

0,25

0,26

Вода

Высококипящие примеси

Следы

Следы

Отбор муравьиной кислоты, Ъ 81,8

Отбор воды, Ф 95,7

Кислотность водного слоя, Ъ 0,91

-чаи вря пон

Наименование Количество взятых компонентов вес,Ъ r

Наименование полученных компонентов

Вода

Ацетальдегид

Метила етат

0,347 0,3

2,42 2,17

Следы

Сле ы

0,36

0,036

0,146

789499

Таблица 5

Количество

Наименование взятых компонентов

Наименование полученных компонен тов

Количество кг/ч вес.% кг/ч вес.%

Уксусная кисло- 109,62 99,67 Отбор с верха кота лонны:

1,2 83,5

2 2 1 5

0,275 0,25 Уксусная кислота

Вода

Муравьиная кислота 0,067

Вода

О, 1 4,7

0,06

Муравьиная кислота 0,025 1,74

C6 Hb Следы

Высококипящие примеси

Следы с, нь

Отбор товарного продукта с глухой тарелки:

Уксусная кислота

Следы

104,395 99,9

0,0623 0,06

Вода

Муравьиная кислота 0,0418 0,04

Кубовая жидкость: уксусная кислота

99,5

4,02

Высококипящие примеси

0,02 0,5

Формула изобретения

Способ очистки уксусной кислоты, полученной путем окисления ацетальдегида в присутствии ацетата марганца, от примесей воды и муравьиной кислоты путем азеотропной ректификации в присутствии гетероазеотропного компонента, отличающийся тем, 4О что, с Uåëüþ упрощения технологии процесса, в качестве гетероазеотропного

ВНИИПИ Заказ 8971/24

Тираж 495 Подписное

Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул, Проектная, 4 компонента используют бензол, а ректификацию проводят при концентрации воды в верхней части колонны, равной

5,0-6,0 вес.Ъ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Японии Р 51-136613, кл. 16 В 612, опублик. 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 352879, кл. С. 07 С 51/42, 1968 (прототип).