Способ очистки гексана от эфиров муравьиной кислоты

 

ОП ИСАКИИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социапистичеснил

Респубпии

tiki 910566 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 22,р4.8р (21) 2911391/23-04 (5I jM. Кл. с присоединением заявки РЙ

С 07 С 7/10

С 07 С 7/00 фВударатееллый КоМНТеТ

СССР (23) П-,.:иоритет пв делам вэабретеиий и атерытлй

Опубликовано 07. 03. 82 Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 07.03,82 (53) УДК 547. . 216 (088. 8) . (72) Авторы изобретения

С. В. Волювач, Г. Г. Давыдов, С. Н.

А. Н. Шавлинский и В. А, Северцев (71) Заявитель

Харьковский ордена Ленина политехнич им. В. И. Ленина (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГЕКСАНА.ОТ ЭФИРОВ МУРАВЬИНОЙ

КИСЛОТЫ

Изобретение относится к области очистки гексана от эфиров муравьиной кислоты и может быть использовано в медицинской промышленности в производстве синтетического витамина А (ретинола).

Известны способы очистки органических растворителей, н частности углеводородов, путем их промыв— Г13 l2j. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки гексана от эфиров муравьиной кислоты путем жидкостной экстракции се15 лективным растворителем — водным раствором гидроокиси натрия (3 ).

Процесс ведут периодическим способом. На первой ступени отгонный гексан в количестве не более 8000 л промывают 25-50 и 45-48 Ж-ным раст20 вором едкого натра, а затем последовательно три раза водой в количестве 200-400 л на каждой стадии. Продолжительность перемешивания при каждой промывке 15 мин, общая продолжи-, тельность промывки гексана, с учетом времени отставания и разделения эмульсии между ступенями составляет

8 ч, Промывку ведут при температуре

10-20 С.

Основным недостатком известного способа является многостадийность процесса. ввиду низкой интенсивнос ти массопередачи и, как следствие, большая продолжительность промывки, что, в свою очередь, обуславливает необходимость проведения процесса периодическим способом. Недостатками являются также низкая степень очистки гексана от примесей, потери гексана при многократных делениях слоев. Кроме того, существенным недостатком является необходимость использования громоздкого, большого по объему оборудования.

Целью изобретения является упрощение технологии процесеа.

910566

3

Поставленная цель достигается снособмю очистки гексана от эфиров иуравьимой кислоты путем жидкостной эксвракции селективным раствориаелеи 3-в X,âoäèûì раствором гидроохиси натрия при объемном соотношении гексана к водному раствору гидроокнсн натрия 4-6:l, с предварительньвю нагревом исходного сырья до ,темиературы 40-45 С.

Ю

Отличительными признаками является исиЬльзование в качестве еелективиого растворителя 3-6 Ж-ного водного раствора гидроокиси натрия и проведение процесса в одну ступень прямотоком при объемном соотношении гексанч к водному раствору гидроокиси натрия 4-6:l с предварительным . нагревом исходного св|рья до 40-45 С.

На фиг. 1 представлена принципиальная технологическая схема осуществления данного способа; на фиг.

2 — график коэффициента распределения омыляемых компонентов. . Способ осуществляют следующим образом.

Гексан, поступающий с роторного испарителя, направляют в подогреватель 1 для нагревания его до температуры 40-45 С, что необходимо для о улучшения качества промывки, Выходящий из подогревателя 1 гексан непрерывно подают в. экстрактор 2, в который поступает из сборника 3 3-6 7.— раствор гидроокиси натрия. Соотношение гексан:щелочной раствор подцерживают в пределах 4:1-6:l, промывку осуществляют в режиме прямотока в одну ступень. Перемешивание в экстракторе 2 следует вести в режиме развитой турбулентности, что необходимо для создания благоприятных условий промывки гексана, большой поверхности контакта фаз и высоких коэффициентов массолередачи.

При прохождении смеси по экстрактору происходит глубокое извлече ние нз отгонного гексана солей и эфиров муравьиной кислоты,.этилацета а. Выходящая из экстрактора 2 эмульсия поступает в отстойник 4, предназначенный для разделения слоев промытого гексана, который отводят: иэ верхней части отстойника 4, и отработанного щелочного раствора, направляемого в камализацию из нижней части отстойника 4.

4

Возможность замены известного способа примывки гексана в четыре ступени перекрестного тока одноступенчатой промывкой в режиме прямотока обусловлена правильной организацией процесса массообмена. По своей сущности промывка отгонного гексана представляет собой массопередачу, сопровождаемую химической реакцией омыления эфиров муравьиной кислоты, зтилацетата под действием

1 едкого матра. Вследствие малой растворимости едкого натра в гексане реак 1ия протекает в водной фазе, т.е. имеет место типичный случай гетерогенной реакции, включающей последовательно стадию массопереноса омыляемых компонентов из гексана в водную фазу и стадию собственно химической реакции омыления. Как известно, конcTBHTbl скорости омыления эфиров Карбоновых кислот достаточно велики и поэтому скорость гетерогенной реакции лимитируется скоростью массопередачи, т.е. процесс протекает в диффузионной области. Следовательно, для интенсификации всего процесса промывки в целом необходимо, преж,де всего, интенсифицировать массопередачу путем увеличения поверхности контакта фаз и коэффициентов массопередачи. В предлагаемом способе это достигается увеличением объемной доли дисперсной фазы, т.е. щелочного раствора, снижением концентрации раствора едкого натра, а также нагреванием смеси до 40-45 С,. что, кроме того, способствует возрастанию скорости реакции омыления. Оптимальными оказались объемная доля раствора едкого матра 0,15-0,20 и концентрация его 3-6 X. Уменьшение объемной доли дисперсной фазы приводит к резкому снижению степени очистки гексана при фиксированной продолжительности промывки, а увеличение ее нерационально из-.за повышенного расхода воды. В этом можно убедиться при сопоставлении опытов 2,5 и 6 из табл. l (все опыты проведены при продолжительности промывки 20 с). При столь незначительном исходном содержании примесей в гексане для процесса омыления оптимальная концентарцня раствора едкого матра составляет 3-6 Ж. При концентрации.щелочиого раствора менее

3 Ж степень очистки гексана умен -66 6 личивает скорость опыления и,,следовательно, степень очистки гексана.

Поддерживать температуру среды выше 45 С нецелесообразно из-за непроизводительных энергетических затрат(см. опыты 2,7 и 8, табл.1).

В известном способе процесс про-,: ,мывки организован нерационально, На стадии щелочной отмывки массопередача затруднена вследствие малой поI верхности контакта фаз (при соотно шении гексан:щелочной раствор в пределах 160:1-320:1 невозможно создать развитую межфазную .поверхность) и низких коэффициентов массопередачи. Низкая интенсивность массообмена, в свою очередь, предопределена высоким диффузионным сопротивлением щелочной фазы, которое обусловлено, с одной стороны, низкими коэффициентами распределения омыляемых компонентов из-за высаливающего действия концентрированного раствора едкого натра, а с другой — низкой скоростью реакции омылеО ния при температуре 18-20 С. !

Таблица1

Р опыта Объемная Концентра- Температу доля раст ция раство-, С

P вора NaOH ра, вес. %

93,1

0,15

61,4.1,0

3,0

66,9

0,15

98,5

6,0

67,3

0,15

99,2

8,0

68,0

0,15

99,3

63,1

3,0

0,10

95,6

0,20

68,2 3,0

99,5

3,0.

66,6

98,0

0,15

0,15

45.:

67,0

3,0 до достижения требуемой чистоты отгонного гексана. Поскольку же в промежутках между ступенями нужно проводить многочисленные операции отстаивания эмульсии и деления слоев, это неизбежно приводит к повышенным потерям гексана.

5 9105 шается, а увеличение концентрации свыше б % нецелесообразно (см. опыты 1-4, табл. 1). Оказалось, что при концентрации раствора едкого натра

3-6 % коэффициент распределения омыляемых компонентов в системе гексанщелочной раствор выше (кривая 1 на фиг, 2), чем при концентрации 45"

49 % NaOH (кривая И на фиг. 2), вследствие отсутствия эффекта высалива- !О ния. Кривые равновесия 1 и П пост-, роены для этилацетата в качестве распределяемого компонента при температуре 20 С. Таким образом, концентрация раствора едкого натра 3-6 % 15 оптимальна как с точки зрения реакции омыления, так и с точки зрения массопередачи. Повышение температу= ры среды до 40-45ОС также благоприятно сказывается на коэффициен- щ тах распределения, что наглядно вид- но на фиг. 2, при сопоставлении кривой 1 и кривой Ш, полученной для системы гексан-этилацетат — 3 % раствор NaOH при температуре 45 С. Кро- 25 ме того, повышение температуры увеПоэтому для увеличения степени прохождения массообмена щелочную промывку ведут в течение )5 мин. Од— нако степень очистки гексана после первой ступени недостаточна, что и обуславливает необходимоть последующей трехстадийной промывки водой пень очистки гексана в отн % фиры муравьиной Этилацетат кислоты

7 9!0566 8

Сравнительный анализ результатов и предлагаемым способом приведен в промывки отгонного гексана известным табл. 2.

Т а б л и и а 2

Содержание компонентов в гексане, вес, Х

Наименование компонентов

Исходный Промытый предлагаемым способом

Промытый известным способом

99,76

99,88

99,9) Гексан

Эфиры муравьиной кислоты

0,09

0,0) след

:Этилацетат

0,09.0,03

0,05

0,01

Вода

0,01

0,0!

Формула изобретения

Пример . Отгонный гексан соУ став которого приведен в табл. 2, на-.)о .правляют в трубчатый подогреватель 1, обогреваемый горячей водой с температурой 70-75 С. Выходящий из подогревателя гексан нагретый до температуры 40-45 С, непрерывно подают в количестве 20002300 л/час в горизонтальный статический экстрактор 2, в который также непрерывно поступает 3-6 X-ный раствор едкого натра в количестве 330380 л/час. Промывку ведут в режиме прямотока в одну ступень. При прохождении эмульсии через неподвижную турбулизирующую вставку экетрактора 2 с линейной скоростью 0,40,5 и/сек происходит интенсивное

35 дробление капель щелочного раствора в гексане. Процесс развития поверхности контакта фаз сопровождается интенсивной массонередачей. Поэтому

40 для глубокой отмывки гексана от примесей достаточно времени пребывания смеси в экстракторв. 15-20 с. Выходящая из экстрактора 2 эмульсия поступает на разделение слоев в отстой1! д 45 ник 4 типа флорентийский сосуд", габариты которого обеспечивают время пребывания смеси в нем в течение )520 мин, что позволяет добиться глубокого осветления гексана от мельчайших капель воды. Из верхней части отстойника 4 непрерывно отводится промытый гексан (содержание воды не более 0,01 Ж), а из нижней части— отработанный щелочной раствор в канализацию.

По, своим показателям промытый гексан полностью удовлетворяет предъявляемык требованиям и может быть использован в производстве витамина А.

Таким образом, осуществление данного способа позволяет по сравнению ! с известным упростить технологию путем замены промывки в четыре ступени

4 ! перекрестного тока оцноступенчатой промывкой в режиме прямотока, повы сить степень очистки отгонного гексана и сократить его потери.

Способ очистки гексана от эфиров муравьиной кислоты путем жидкостной экстрации селективным растворителем — водным раствором гидроокиси натрия, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса, в качестве селективного раствора используют 3-6 Ж-ный водный раствор гидроокиси натрия и процесс проводят в одну ступень прямотоком при объемном соотношении гексана и водного раствора гидроокиси натрия

4-6:1 с предварительным нагревом исходного сь!рья до 40-45 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 366697, кл. С 07 С 7/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

У 463656, кл. С 07 С 7/00, 1975.

3. Промышленный регламент Ф )248 производства синтетического ретинола и его эфиров (ацетата, пальмита) . Белгородский витаминный комбинат имени 50-летия СССР, Белгород, )979, с. 707 (прототип).

910566

Исходный ще очкой раствор

Фиа f

Исходной гексан

001

Составитель Л. Боброва

Техред И.Рейвес Корректор N, Шароши

Редактор- Н. Коляда

Заказ 1017/22 Тираж 448

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ГПШ "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ир;ю фр. les ф

euz огч

Фид. Г

404 605 С ксан, бес f»