Способ разделения разбавленных водных смесей этанола и ацетона

 

О П И С А Н И Е (1 891626

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсник

Соцналистмчесник

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 29. 01, 79 (21) 2718416/23-04 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

С 07 С 49/08

С 07 С 45/82

С 07 С 31/08

С 07 С 29/80 (03) УДК 47.262. .07(088.8) (Ьаударстаанвй камитет

СССР де делам нзобретеннй н етарытнЯ

Опубликовано 23.12,81. Бвллетен pg 47

Дата опубликования описания 23 (72) Авторы изобретения

Н. И. Симонова, Г. Я. Рудов, В. Т. Лем щенко, В. H. Кузнецов и В. С. Талачев

Иосковский ордена Трудового Красног институт химического машиностроения (71) Заявитель (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ РАЗБАВЛЕННЫХ ВОДНЫХ

СМЕСЕЙ ЭТАНОЛА И АЦЕТОНА

Изобретение относится к усовершен-- . ствованию способов разделения водных смесей этанола и ацетона и может быть использовано в процессе регенерации органических растворителей и очистке сточных вод во многих отраслях химической промышленности.

Известен способ разделения водных смесей н-бутиламина путем ректификации в насадочной колонне с использованием в качестве поверхностно-актив1О ного вещества н-деканола. Добавление н-деканола увеличивает эффективность разделения в области низких концентраций, Разделению подвергают водную смесь н-бутиламина с содержанием nocl5 леднего в смеси 0,0049-3,5 мол. 4.

Концентрация вводимого в нижнюю часть колонны н-леканола составляет

0,1 мол. 4 11.

Недостаток известного способаиспользование в качестве поверхностно-активного вещества н-деканола, ко" торый в процессе ректификации попа2 дает s целевой продукт, что ведет к

его загрязнению и дополнительным затратам на осуществление способа.

Наиболее близким решением к предлагаемому является способ разделения водных смвсей органических компонентов путем ректификации в присутствии поверхностно-активных ве- .." ществ в колонне с ситчатыми тарелками. В качестве поверхностно-активного вещества используют летучее вещество

1-деканол, раствор которого непрерывно подают в нижнюю часть колонны. Разделению подвергают водный раствор муравьиной кислоты с содержанием муравьиной кислоты 47,2-59,2 мол.Ф.

Деканол вводят в количестве до

0,25 об. ь по отношению к исходной смесите 2).

Циркуляций раствора поверхностноактивного вещества не предусмотрена.

Добавление небольших количеств

1-деканола (0,2-0,8 мг/л) приводит к незначительному увеличению зффектив891626 ности разделения в процессе ректификации с 503 до 563, т.е. на 6В, но при этом происходит загрязнение дистиллята и кубового остатка 1-деканолом вследствие его летучести.

Отсутствие циркуляции ПАВ и дополнительная стадия очистки целевого продукта существенно усложняет технологию этого процесса.

Цель изобретения — упрощение техяологии процесса и увеличение эффективности разделения °

Поставленная цель достигается тем, что разделение разбавленных водных смесей этанола и ацетона проводят путем ректицикации в присутствии поверхностно-активного вещества, а в качестве поверхностно-активного вещества используют додецилбензолсульфонат натрия, который однократно подают в куб колонны с концентрацией

1-3 вес.Ф по отношению к жидкости в кубе, и образующийся водный раствор додецилбензолсульфоната натрия подают s область разделения разбавленных водных смес"й, обеспечивая его циркуляцию, при этом кубовый остаток, отбирают из куба колонны в виде насыщенного водяного пара.

Содержание додецилбензолсульфоната в количестве 1-3 вес. 4, является рабочим диапазоном действия поверхностно-активного вещества. Образующийся. водный раствор поверхностно-активного вещества из куба подают на тарелку колонны, являющуюся верхней границей области разделения разбавленных водных многокомпонентных смесей, в количестве, обеспечивающем идентичную гидродинамическую обстановку на всех тарелках области разделения. Вследствие своей нелетучести поверхностно-активное вещество не оказывает. загрязняющего действия на дистиллат и кубовый остаток, который отбирают из куба колонны в виде насыщенного водяного пара.

Выбор поверхностно-активного вещества обусловлен нелетучестью в системе поверхностно-активное вещество-вода, полной растворимостью в воде, способностью образовывать пену при небольших концентрациях, отсутствием химического взаимодействия поверхностно-активного вещества с микропри-" месями смеси.

Повышение эффективности разделения органических летучих микропримесей смеси при ректификации в присутст45

55! цией 0,1 вес. Ж.

1О

25 зо

40 вии поверхностно активных веществ связано с увеличением коэффициентов массопередачи. Это, в свою очередь, позволяет обеспечить требуемое качество продуктов при меньших значениях флегмового числа, что при" водит к уменьшению расхода греющего пара в кубе колонны и соответственно уменьшению энергетических затрат на проведение процесса ректификации.

Пример 1 . Процесс проводят в ректификационной колонне диаметром

60 мм, имеющей 10 ситчатых тарелок.

В куб колонны загружают исходную смесь 10 л, содержащую 0,7 вес,Ф ацетона и 0,7 вес.Ф этанола и поверхностно-актовное вещество (ПАВ) додецилбензолсульфонат натрия, концентрация которого в кубе составляет

1 вес.Ф. В процессе работы колонны часть образующегося дистиллята

3,6 кг/ч, содержащего 15 вес. 3 и

15 вес. Ф этанола в виде флегмы подают в колонну. Оставшиися дистиллят в количестве 0,36 кг/ч возвращают в куб. Процесс проводят при скоростях пара в колонне 0,6 м/с, 0,8 м/с, 1,0 м/с и флегмовом числе

1О.Водный раствор ПАВ 614 из куба насосом подают в верхнюю часть колонны в количестве 0,18 кг/ч,ПАВ равномерно распределяется по высоте колонны, концентрация его на тарелках составляет 0,05 вес. Ф.

Хроматографический анализ жидкости в кубе показал отсутствие ацетона и этанола. Флегмовое число равно 10 ..

ПАВ однократно загружают s куб колонны с концентрацией 1 вес. Ф по отношению к жидкости в кубе. Затем водный раствор ПАВ насосом подают в верхнюю часть колонны в количестве, 0,18 кг/ч.

Результаты, полученные предлагаемым способом, и данные по эффективности разделения, полученные известным способом приведены в таблице.

Пример 2 . Процесс проводят аналогично примеру 1. Концентрация

ПАВ - додецилсульфоната натрия в кубе составляет 33. Полученные результаты аналогичны использованию 1ь-ной добавки ПАВ, за исключением того, что концентрация ПАВ в кубе составляет 33, а ПАВ равномерно распределяется по высоте колонны с концентра5 891626 б

Увеличение коэффициентов массопере- ческих затрат на прове проведение процесса дачи позволяет обеспечить требуемое ректификации. существенно упрощается качество продуктов при меньших значе- технология процесса сса в результате отниях флегмового числа, что приводит сутствия загрязняющего действия flAB к уменьшению расхода греющего пара в 5 на дистиллят и кубовый остаток,, котокубе колонны на 10- 153 и соответствен- рый отбирают из куба колонны в виде но к такому же уменьшению энергети- насыщенного водяного пара.

891626

IA м а

° Э

Ф l

1 М 1

ФХ фф

l_#_43 X

1

1 1

4 °

1 ф

° а ° ю» I

Ф !

ЮЭ r) а

1

1 I

° Э м

I

I

Ф

1

4, 1

ФА

° Э а а

IA 49\

О CI а а

О О

g 4A а а

О. О

)u мй б

Ф ф а, ф фл l.! ф Фъ а а

О О

° Ч

ЧЭ

° к

° Э

1 б а 1

3,"

Ф У l

° ф - 4 1

1 (Ь 1

i) ":».

j)l:„ » " а 1 419» g 1- ° 99 ф 1 4 1

IIII C 49 Л

I Й йи

l 1

RI4- е ф а 2 и

z ф

1 94 Ф

° Г ), I 8, ôÓ, 1 Й ° 3,, 3

: ° .3(1.Э 49

° ° ° ф .. 499 ф З",.а а. а а

О. CI О Е Е юФ

:=3 и ==

ФФ O Щ1 99Э ф О, аа О ФЭ, 4 1

1

5I I; а ф:

O 9;

I, I.

1.

I, 1 б

1

4Э

1 Фа ф

9 I а

°:

891626 10

Формула изобретения обеспечивая его циркуляцию,при этом кубовый остаток отбярают из

Способ разделения разбавленных куба колонны в виде насыщенного воводных смесей этайола и ацетона пу- дяного пара. тем ректификации в присутствии 5 поверхностно-активного вещества, Источники информации, отличающийся тем, что, принятые во внимание при экспертизе с целью упрощения технологии процес-.

1.Ponter Antony 8. Trauffler са, и увеличения эффективности разде" пения, в качестве поверхностно-ак- в surfactant .addi icn upon packed тивного вещества используют додецил- 1 111а 1сп со1"п1п рег ог ап е бензолсульфонат натрия, который од- Jnd. ind. Chem. Process. Оез. Оеч." нократно подают в куб колонны с кон- 976 ° ". 15 1, р. 1966-199. центрацией 1-3: вес. Ф по отноаению 2.ВгОвЬаодЬ К. Н. Berg J. С. Efк жидкости в кубе, и образующийся 1s feet of зогface active agengon a водный раствор додецилбензолсульфо- sieve plate distillation Co lumn.ната натрия подают в область разде- A1ChE", 1973, v. 19в 51 р 1078" ления разбавленных водных смесей. 1080, (прототип) .

Составитель А. Артемов

Редактор P. Цицика Техред А. Бабинец Корректор А. Дзятко

Заказ 11139/31 Тираж 446 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раувская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4