AT141493B - Verfahren zur Herstellung konzentrierter Essigsäure. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur   Ilerstellullg   konzentrierter Essigsäure. 



   Es ist bekannt, dass Essigsäure aus wässerigen Lösungen durch   ilüehtige,   in Wasser schwer oder unlösliche, für Essigsäure aber ein erhebliches   Lösungsvermögen   besitzende Lösungsmittel, wie Äther, Äthylacetat, Amylalkohol od. dgl.. ausgezogen werden kann. Man braucht nur hinterher das verwendete flüchtige Lösungsmittel aus dem so erhaltenen Extrakt abzudestillieren und erhält als Rückstand eine je nach der angewendeten   Arbeitsweise mehj ; oder   weniger konzentrierte Essigsäure (s. deutsche Patent- schrift Nr. 28064). Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass grosse Mengen von Lösungsmitteln ver- dampft werden müssen. 



   Es ist weiters bekannt, zur Extraktion solche Lösungsmittel mit den oben angegebenen Eigen- schaften zu verwenden, welche über   1500 sieden   (s. z. B. Patentschrift Nr.   100721).   In diesem Falle wird bei der Destillation des Extraktes zuerst die Essigsäure erhalten, während das Lösungsmittel als
Rückstand verbleibt. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass entweder hohe Erhitzungstemperaturen oder Anwendung eines Vakuums zur Trennung des Extraktes erforderlich sind. 



   Bei vorliegendem Verfahren sollen Lösungsmittel zur Verwendung gelangen, deren Siedepunkt über dem der Essigsäure, aber unter   1500 liegt.   



   Bisher wurden diese Lösungsmittel trotz ihres im allgemein günstigen Extraktionsvermögens wegen der schlechten Ergebnisse bei der Trennung der Extrakte technisch nicht verwendet. 



   Wie gefunden wurde, beruhen die Schwierigkeiten bei der Trennung des Gemisches Essigsäure und Lösungsmittel fast nur darauf, dass das Gemisch eine kleine Menge   (0-5-3%)   Wasser enthält, welche bei der Extraktion vom Lösungsmittel aufgenommen wurde. Wenn diese kleine Menge Wasser entfernt und dadurch die Möglichkeit geschaffen wird, mit einem wasserfreien Gemisch zu arbeiten, geht die Trennung der Essigsäure und des Lösungsmittels glatt vor sich. unter der Voraussetzung, dass dieses mit Essigsäure kein azeotropes Gemisch bilder. 



     Erfindungsgemäss   wird die Entfernung des Wassers aus dem Extrakt in der Weise vorgenommen. dass man die Destillation des Extraktes in Gegenwart einer Entziehungsflüssigkeit B vornimmt, die in Wasser schwer oder unlöslich ist und deren azeotropes Gemisch mit Wasser einen Siedepunkt besitzt, der niedriger liegt als der des azeotropen Gemisches aus Wasser und dem zur Extraktion dienenden Lösungsmittel   A.   Diese   Entziehungsflüssigkeit   B kann, wenn sie eine günstige Wirkung auf die Extraktion der Essigsäure hat, schon vor der Extraktion dem   Lösungsmittel A. zugesetzt werden.   



   Nach   Entwässerung   des Gemisches aus Essigsäure und   Lösungsmittel.   A wird dasselbe in einer üblichen Destillationskolonne getrennt ; dabei wird die wasserfreie   Essigsäure abdestilliert,   während das Lösungsmittel zurückbleibt und neuerdings zur Verwendung gelangen kann. 



   Sowohl als   Lösungsmittel. i   als auch als Entziehungsflüssigkeit B können einheitliche Stoffe oder Mischungen solcher verwendet werden. 



   Das Verfahren ist nicht nur zur Konzentration reiner wässeriger Essigsäurelösungen anwendbar. sondern auch zur Konzentration von organische Stoffe enthaltender Essigsäure. So kann man z. B. die bei der Herstellung von Celluloseacetaten anfallende verdünnte   Essigsäure   sehr gut nach diesem Verfahren konzentrieren. Diese verdünnte Säure enthält gelöste Salze und Celluloseabkömmlinge. Bei der Extraktion fallen letztere aus. sobald die Säure nicht mehr genügende Konzentration aufweist und 

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   sammeln sich an der Grenzfläche der erschöpften wässerigen Lösung und des Lösungsmittels an. Von dort können sie auf beliebige Weise leicht mechanisch entfernt werden. 



  Beispiel 1 : Entwässerung einer eigen Essigsäure unter Verwendung von Isoamylacetat (Kp =138-140 ) als Lösungsmittel I mittels der in : Fig. J schematisch dargestellten Vorrichtung : Die ans dem Behälter 1 kommende verdünnte Essigsäure wird mittels des aus dem Behälter kommenden Lösungsmittels in der Extraktionskolonne. 3 im Gegenstrom extrahiert. Die erschöpfte Säurelösung fliesst durch die Rohrleitung 4 ab, während der Extrakt mit geringem Wassergehalt durch   
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 ist. Die abdestillierte wasserfreie Essigsäure wird nach Kondensation durch die Rohrleitung   7. 3.   das wiedergewonnene Lösungsmittel durch die Rohrleitung 14 abgezogen. Das Lösungsmittel ist beliebig 
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 speisenden kalten Flüssigkeit erfolgt. 



   Der Dampfverbrauch in der Kolonne 6 kann erheblich herabgesetzt werden. wenn man zu deren Beheizung die in den aus der Kolonne 11   entweichenden Essigsäuredämpfen enthaltene Wärme   benutzt. Auf diese Weise kann eine wesentliche Ersparnis erzielt werden. insbesondere bei Verarbeitung sehr verdünnter   Säurelösungen.   Bei Destillationsapparaturen unter Verwendung mehrerer Kolonnen ist es an sieh bekannt, den Abdampf einzelner Kolonnen auszunutzen. um andere Kolonnen damit zu heizen. 



  Im vorliegenden Falle stellt die Verwendung der aus der Kolonne 11 entweichenden Essigsäuredämpfe zur Heizung der Entwässeringskolonne 6 eine nützliche und zweckmässige Ausgestaltung der Erfindung dar. 



   Hiezu kann die im folgenden beschriebene. in Fig. 2 schematisch dargestellte Vorrichtung verwendet werden. 
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   Ist die Heizung der Kolonne 6 durch die   Essigsäuredämpfe   ungenügend, so wird die Heizung in der üblichen Weise durch die Heizschlange' ! 4 am unteren Ende der Kolonne ergänzt. 



   Wie bereits erwähnt. enthalten manche wässerige Eissigsäurelösungen organische Stoffe. wie z. B. 



  Cellulosederivate. deren Anwesenheit für die   Durchführung   der Extraktion hinderlich ist. 



     T'm   dieser Schwierigkeit zu begegnen. führt man die Extraktion der verdünnten Essigsäure-   lösungen   anstatt in flüssigem in dampfförmigem Zustande aus. Hiezu bedient man sich der Vorrichtung nach Fig. 3. 



   Beispiel 3 :   Das Essigsäure-Wasser-Dampfgemisch   tritt in den mittleren Teil der zuvor mit dem zur Anwendung gelangenden Lösungsmittel A beschickten Kolonne 3 ein. wodurch dasselbe auf Siedetemperatur erhitzt wird. Am oberen Ende der Kolonne entweicht ein Teil des Lösungsmittels A als   binäres   azeotropes Gemisch mit Wasser. Dieses Gemisch wird nach Verdichtung im Kühler 26 im 
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   Fig. 4 zeigt eine   Ausführungsform   der hiezu erforderlichen Einrichtung. 



   Beispiel 4 : In der Destillationskolonne 11 wird als Entziehungsflüssigkeit C eine Benzinfraktion verwendet, welche zwischen sehr engen Grenzen, beispielsweise zwischen 114-116 , siedet und mit Essigsäure ein azeotropes Gemisch bildet, das   45% Essigsäure enthält und   bei 100  siedet. 



   Durch das Rohr 10 fliesst das wasserfreie   Essigsäure-Lösungsmittel. A-Gemisch   aus der Entwässerungskolonne 6   ungefähr   in halber Höhe in die Destillationskolonne 11. Die Essigsäure verlässt 

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 diese Kolonne am oberen Ende als azeotropes   Gemisch   mit der in der Kolonne enthaltenen Entziehungsflüssigkeit C. 



   Dieses binäre Gemisch wird nach Kondensation im Kühler 12 in üblicher Weise getrennt. Für den Fall, als das Kondensat homogen ist. führt man die Trennung der Mischungsbestandteile durch Zusatz einer kleinen Menge Wasser im   Scheider 7 ?' herbei. Die in   dem Gemisch enthaltene Essigsäure geht zum überwiegenden Teile in die untere   Schicht über   : diese Schicht wird der Destillationskolonne   M   
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 der Trennung zugesetzten Wasser abdestilliert werden. Vom unteren Ende der Kolonne   73.   das durch eine Heizschlange beheizbar ist. wird reine konzentrierte Essigsäure abgezogen. 



   Das aus der Kolonne   7J austretende,   aus Entziehungsmittel C und Wasser bestehende Dampf-   gemiseh   wird im Kondensator 12 kondensiert und gelangt wieder in die Kolonne 11   zurück,   so dass Wasser und Entziehungsfliissigkeit C in geschlossenem Kreislauf zirkulieren. 



   Die obere Schicht aus dem Scheider   1.   die hauptsächlich aus   Entziehungsflüssigkeit C   und einer geringen Menge Essigsäure besteht, gelangt   durch einen Überlauf   in die Kolonne 11 zurück. 



   Alle im vorstehenden beschriebenen   Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens   können sowohl bei atmosphärischem als auch bei vermindertem oder erhöbtem Druck ausgeführt werden. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung konzentrierter Essigsäure aus wässerigen Lösungen derselben   durch   fortlaufende oder absatzweise Extraktion mit höher als Essigsäure siedenden Lösungsmitteln, die in Wasser schwer oder unlöslich sind. für Essigsäure aber ein erhebliches   Lösungsvermögen   besitzen und mit derselben kein azeotropes Gemisch bilden. Entfernung des im Extrakt enthaltenen Wassers und anschliessende Zerlegung des Extraktes durch Destillation, dadurch gekennzeichnet. dass man die Entwässerung des Extraktes durch azeotrope Destillation mit einer Entziehungsfliissigkeit   (B)   durchführt. 
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Claims (1)

1. dass man im Falle die zu konzentrierende wässerige Essigsäure organische Stoffe. wie z. B. Cellulosederivate. enthält, die sich an der Grenzfläche zwischen erschöpfter Lösung und Lösungsmittel ansammelnden Stoffe in beliebiger Weise entfernt.

   4. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet. dass die Entwässerungskolonne (6) durch die aus der Destillationskolonne (11) entweichenden Essigsäuredämpfe ganz oder teilweise beheizt wird.

   5. Weitere Ausgestaltung des Verfahrens gemäss den Ansprüchen 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, dass die verdünnte Essigsäure in dampfförmigem Zustande der Extraktion unterworfen wird. wobei die Hanptmenge des Wassers in Form eines binären azeotropen Gemisches mit einem Teil des Lösungsmittels J entweicht, während ein Gemisch. das die Essigsäure. eine geringe Wassermenge und den Rest des Lösungsmittels enthält, zurückbleibt, welches nach dem im Anspruch 1 beschriebenen Verfahren weiterverarbeitet wird.

   6. Weitere Ausgestaltung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennung des aus der Entwässerungskolonne (6) kommenden wasserfreien Gemisches aus Lösungsmittel (A) und Essigsäure in einer Rektifizierkolonne (7) mit Hilfe einer Entziehungsflüssigkeit (C) erfolgt. die mit der Essigsäure ein azeotropes Gemisch bildet, dessen Siedepunkt niedriger ist als der Siedepunkt des angewendeten Extraktionsmittels und das hierauf in üblicher Weise getrennt wird.

   7. Weitere Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, dass im Falle das als Kondensat erhaltene, aus Essigsäure und Entziehungsflüssigkeit (C) bestehende Gemisch homogen ist. die Trennung desselben durch Zusatz einer kleinen Wassermenge in einem Scheider dz herbeigeführt, und aus der sich hiebei abscheidenden, hauptsächlich Essigsäure neben wenig Entziehungsflüssigkeit (C) und zugesetztes Wasser enthaltenden Schicht die Essigsäure durch Destillation in einer Zusatzkolonne (15) von den übrigen Mischungsbestandteilen befreit wird.