Verfahren zur Darstellung konzentrierter Essigsäure aus verdünnter wässeriger Essigsäure. Es ist bekannt, konzentrierte, aus verdünn ter Essigsäure herzustellen, indem man die Essigsäure aus einem überhitzten Essigsäure- Wasse.rdampfgemisch durch in Wasser schwer oder unlösiliiche Extraktionsmittel, deren Siedepunkt weseAich höher liegt als jener der Essigsäure, extrahiert.
Dabei nehmen die aus 'dem Apparate entweichenden, von Essig säure befreiten Wasserdämpfe einen Teil des Extraktionsmittels mit sich, da die meisten für das Verfahren in Betracht .kommenden Essigcsäureextraktionsmittel mit Wasserdämp fen flüchtig sind.
Um die vollständige Rück- gewinnung ,dieser mit Wasserdämpfen ent weichenden Extraktionsmittelanteile zu be- werkstelligen, wurden bisher die aus denn <B>EI</B> s- sigsäureextraktionsapparat abziehenden Was serdämpfe nach ihrer Kondensation in einem Scheidegefäss absitzen gelassen, wobei sich ein Teil des mitgeführten Extraktionsmittels vom Wasser -brennt;
die im Wasser gedöst bleibenden Extraktionsmittelanteile wurden hierauf durch eine -gesonderte Extraktion mit Hilfe eines andern Lösungsmittels, wieder- gewonnen, welch letzteres natürlich grosses Lösungsvermögen für das Essigsäureextrak- tionsmittel besitzen,
aber in Wasser unlöslich sein muss. Diese Flüssigkeit wird im Gegen satz zudem oben erwähnten Essigsäure extraktionsmittel im folgenden kurzweg "Lö- sungsmittel" .genannt. Als Extraktionsmit- tel für Essigsäure kommen hierbei iii Be tracht: Hydroxyl,gruppenhaltige aromatische Verbindungen, also:
hauptsächlich Phenole und Gemische derselben, z. B. Kresole, mehrwertige Phenole, insbesondere in Form ihrer Äther (Guajakol und Homaloge) usw.
Als "Lösungsmittel", um dem Wasser das obengen:annte Essigsäureextraktionsmittel zu entziehen, können beispielsweise folgende Stoffe dienen; niedrigsvedende Kohlenwasser stoffe, wie Benzol, oder Kohlenwasserstoff gemische, wie Benzin, ferner Kohlenwasserstoff- gemische, Lösungsmittel, wie Trichloräthylen, Chloro form, Tetrachloirkahlenstoff, Äthylenehlo@rid usw.
Nachdem die Extraktion des Essi.gsäure- e_x1raktionsonittels :aus dem Wasser durch- geführt war, musste noch eine Trennung des I:äsigsä.ureextraktionsmittels (beispielsweise Teerkresol) von dem Lösungsmittel (z. B. Trichlo.rätllylen) erfolgen.
Zu diesem Zweck diente eine Destillationsaillage, mittelst der die fraktionierte Destillation und gesonderte Kondensation des Extraktionsmittels und des Lösungsmittels durchgeführt wurde.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Verfahren, bei welchem die bis her notwendige separate Trennung des Ge- miselles von Essigsättre@extraktionsmittel und Lösungsmittel durch Destillation vermieden werden kann. Gemäss dem Verfahren der torliegenden Erfindung setzt man dem EssigsäureextraIdionsmittel schon bei der Extraktion der EssigsWnre ein niedrig- siedendes Lösungsmittel zu,
das wasser unlöslich ist und ein grosses Lösungs vermögen für das Essigsäureextral@tions- mittel besitzt. Es kann bei der Extrak tion lieben einem Teil des Extra.ktionsinittels die Gesam:
tmen,ge des Lösungsmittels mit den Wasserdämpfen ab@destillie.rt werden. Statt hierauf eine gesneinsa.nte Kondensation sämt- liclier der Essigsäureextral@tionsl@olonne eilt- .strömenden Dämpfe durchzuführen, wie dies bisher geschah, kann man mit Hilfe einer Zusatzkolonne mit Deplilegma,
tor das Dampf- gemisch in ein Kondensat -1, welches fast, das gesamte Wasser und Extraktionsmittel und einen Teil des Lösungsmittels enthält, tuid ein Kondensat B, das frei von Extraktionsmit- tel ist Lind aus Lösungsmittel und wenig Wasser bestellt, trennen. Lässt man das Kon densat.<B>A</B> absitzen, so erhält man zwei Sehi.clt- ten:
Eine enthält ein Gemisch von Extrak- tionsmittel und Lösungsmittel, das direkt in die Essigsäureextralktionskolonne zurüelzge- führt werden kann.
Die andere bestellt aus Wasser mit geringen Mengen gelösten Ex- iraktions.mittels, das dem Wasser entzogen werden kann, indem man es in einer @V < tsc@i- kc-@lonne mit dem Kondensat B auszieht.
Da bei erhält man neben reinem Wasser, das aus der Waschkolonne ,auf der einen Seite allge führt werden kann, neuerdings ein Gemisch voll Extraktionsmittel und Lösungsmittel, das wieder in Hic Iasigsänreextraktions- kolonne geleitet werden kann.
Die beiliegende Zeichnung stellt beispiels weise eine Anlage dar, wie sie zur Durchfüh rung des Verfahrens gemäss der Erfindung dienen kann. Aus dem Reservoir 1 fliesst, reguliert durch den Schieber 2, kontinuier lich ein Geinisclt von Lssigsäureextraktions- mittel, beispielsweise Tecrkresol und Lö sungsmittel, beispielsweise Triclilorätli,#-len,
durch den Trichter 3 und den Siphon l- durch die Brause 3 der Essigs < ittreextralt- tionskolonne E zu, in welcher Dämpfe von verdünnter Essigsäure. von tunten nach oben strömen.
Durch das Rohr 6 entweicht das Gcinisch der Dämpfe des Wa.s.ers, des nie drig siedenden Lösungsmittels und ein ge ringer Anteil von mitgerissenem Extraktions- mittel. Diese Dämpfe strömen unten seit wärts in eine Fraktionierkolonne Z. welche mit Böden ausgestattet oder mit Klingen oder andern Füllkörpern gefüllt ist, ein.
Der De phIegmator D, der durch irgend eine Kübl- flüssigkeitgekühlt -wird und a.uclt gleichzei tig zum Vorwärmen der verdünnten Essig säure, welche zur Konzentration gelangt, ver wendet werden kann, besorgt durch das Mohr i und den Verteiler S die Berieselung der Zusatzkolonne Z mit Rücklauf, der vorwie gend aus Wasser neben wenig Kresol und Trichloräthzlen besteht;
der Dephlegmator lässt sich leicht so einstellen, dass die Tem peratur am Kopf der Zusatzkolonne, ange zeigt durch das Thermometer T, derart nie drig gehalten wird, dass durch das Rohr 9 kein Kresol, sondern nur Trichlorätliylen neben ganz wenig 'Wasser dampffiirntig ent weicht, welches Gemiscli in dem Kühler K, restlos verdichtet wird und kontinuierlich durch das Rohr 10 abläuft.
Durch die küh lende Wirkung des Dephlegmators D wird eine starke Kondensation der aus Z abströ menden Dämpfe bewirkt, so dass fast das gesamte durch das Rohr G in die Kolonne Z dampfförmig eintretende -Wasser, sowie das gesamte mitgerissene Kresol und ein Teil des Trichlorä,thylens kondensiert wird:
das Kon densat fliesst heim Stutzen 11 am untern Ende der Kolonne Z kontinuierlich ab, wird im Kühler K'' abgekühlt und gelangt von dort durch das Rohr 12, welches, gleichzeitig mit dem Kühler 1i2 den hydraulischen V er- schluss der Kolonne Z bildet, in.
das Scheide gefäss<B><I>S</I></B>, in welchem sich das Wasser frei willig abscheidet und bei 13 das Scheide gefäss kontinuierlich verlässt, während das spezifisch schwerere Gemisch von mitgeris senem Kresol und Trichloräthylen durch das Rohr 14 kontinuierlich dem Trichter 3 und soliin im weiteren Verlauf automatisch zur Extraktion in die Extraktionskolonne E zu- i@üel@läuft. Durch die gleichzeitige Anwesen lieit von Trichloräthylen in dem Kondensat des Kühlers KZ wird die Scheidung des Kre- sols von Wasser im Scheidegefäss 8 ganz we sentlich erleichtert.
Es läuft das Wasser bei 13 ganz klar ab und enthält nurmehr sehr wenig gelöstes Kresol und praktisch kein Trichloräthylen. Durch das Rohr 10 fliesst ein Gemisch, bestehend aus reinem Trichlor- äthylen und ganz wenig Wasser, welches frei von Kresol ist, kontinuierlich in die Kalt waschkolonne W oben durch den Verteiler 15 ein, während von dem Überlauf 13 kom mend, das noch etwas Extraktionsmittel ent haltende Wasser durch das Rohr 16 der Waschkolonne TV am untern Ende durch den Verteiler 17 zugeführt wird.
Die durch 17 eintretende Flüssigkeit steigt als spezifisch leichtere nach oben, die durch 15 eintretende Flüssigkeit sinkt als die spezifisch schwerere nach unten. In dieser Waschkolonne findet eine vollständige Durchdringung und Aus waschung derart statt, dass bei 18 am obern Ende der Waschlrolonne nurmehr reines Wasser, frei von Kresol abläuft, während am untern Ende der Waschkolonne, durch das Rohr 19 aufsteigend, das gesamte durch 10 und 15 eingeflossene Trichloräthylen,
berei- eliert um das vollständig aus dem Wasser extrahierte Kresol in den Behälter R ein fliesst. Von dort wird es kontinuierlich oder periodisch durch das Rohr 20 und die Pumpe P vermittelst der Rohrleitung 21 in das Re servoir 1 zurückbefördert und kehrt so-hin zur Extraktion zurück.
Wird beispielsweise mit einem Gemisch von zwei Teilen Kresol und einem Teil Tri- chloräthylen gearbeitet, so kann der Dephleg- mator D zweckmässig so eingestellt werden, dass etwa 50 bis 60 % des in die Kolonne Z einströmenden TrichlorMhylendampfes durch -das Rohr 9 dampfförmig entweichen und nach Passieren des Kühlers K, durch das Rohr 10 zur Kaltwaschung fliessen, während die übrigen 50 bis.
40 % des angewandten Trichloräthylens mit dem Wasser und dein gesamten mitgerissenen Kresol in Z konden siert, in K2 gekühlt werden und in das Scheidegefäss gelangen. Dann genügen die durch das Rohr 10 zur Kaltwaschung zuflie ssenden Mengen an reinem Trichloräthylen vollständig, um das noch im Wasser, welches aus dem Scheidegefäss S bei 13 abfliesst, ent haltene Kresol dem Wasser im Gegenstrom vollständig zu entziehen.
Wird statt dem angegebenen Verhältnis 2 : 1 das Verhältnis 1 : 1 oder 4 : 1 angewen det, so wird der durch den Kühler K1 abge nommene perzentuelle Anteil an reinem Tri- chloräthylen entsprechend variiert, welche Variation durch Einstellung des Dephleg- mators D bezw. des. Temperaturgefälles in der Kolonne Z jederzeit möglich ist.
Wird statt Trichloräthylen etwa Chloroform oder Tetrachlorkohlenstoff angewendet, kommen also Lösungsmittel von noch niedrigerem Siedepunkte zur Benützung, so braucht nur die Kühlfläche .des Dephlegmators bezw. die Kapazität der Kolonne Z entsprechend ver ändert zu werden. Die durch die Skizze ver- anschaulichte Anordnung der Apparatur kann auf verschiedene Weise variiert werden.
Bei dem geschilderten Ausführungsbei- spiel sind ausser dem bereits erwähnten Vor teil, dass eine Destillation erspart wird, noch folgende günstige Nebenwirkungen anzufüh ren; durch die Anwesenheit des niedrigsie- denden Lösungsmittels in der Essigsäure extraktionskolonne, das im obern Teil der Kolonne verdampft, wird die Temperatur in -diesen Teilen der Kolonne herabge drückt, was günstig auf den Extrak tionseffekt wirkt; der Essigsäuregehalt der die Kolonne verlassenden Wasser dämpfe sinkt bei dieser Arbeitsmethode auf <B>0,01</B> %.
Ferner wird durch den Umstand, dass mit den Wasserdämpfen die Gesamt menge des zugesetzten Lösungsmittels über destilliert, die Menge des mitgerissenen Ex traktionsmittels stark herabgesetzt, so dass an und für sich weit. weniger Extraktions- mittel im Wasser verbleibt und zurück gewonnen werden muss als bisher. Schliess lieh wird durch Zusatz des Lösungsmittel, eine bessere Trennung von Wasser und Ex traktionsmittel beim Absitzenlassen bewirkt.
Process for the preparation of concentrated acetic acid from dilute aqueous acetic acid. It is known that concentrated acetic acid can be produced from dilute acetic acid by extracting the acetic acid from a superheated acetic acid / water vapor mixture by means of extraction agents which are difficult to dissolve or insoluble in water and whose boiling point is higher than that of acetic acid.
The acetic acid-free water vapors escaping from the apparatus take part of the extractant with them, since most of the acetic acid extractants with water vapors that can be used for the process are volatile.
In order to achieve the complete recovery of these extractant fractions, which were released with water vapors, the water vapors withdrawn from the acetic acid extraction apparatus were previously allowed to settle after their condensation in a separating vessel, with some of them settling the entrained extractant from the water -burns;
the extractant fractions that remained dozed in the water were then recovered by a separate extraction with the aid of another solvent, the latter of course having a large solvent power for the acetic acid extractant,
but must be insoluble in water. In contrast to the above-mentioned acetic acid extraction agent, this liquid is referred to as "solvent" for short in the following. The following extractants for acetic acid are: hydroxyl, aromatic compounds containing groups, i.e.:
mainly phenols and mixtures thereof, e.g. B. cresols, polyhydric phenols, especially in the form of their ethers (guaiacol and homalogues) etc.
The following substances, for example, can serve as "solvents" to remove the above acetic acid extractant from the water; Low-Vedende hydrocarbons, such as benzene, or hydrocarbon mixtures such as gasoline, also hydrocarbon mixtures, solvents such as trichlorethylene, chlorine form, tetrachloride, ethylene chloride, etc.
After the acetic acid extraction agent had been extracted from the water, the acetic acid extraction agent (e.g. tar cresol) had to be separated from the solvent (e.g. trichlorethylene).
A distillation layer was used for this purpose, by means of which the fractional distillation and separate condensation of the extractant and the solvent were carried out.
The present invention now relates to a process in which the previously necessary separate separation of the gel from the acetic acid extractant and the solvent can be avoided by distillation. According to the method of the present invention, a low-boiling solvent is added to the acetic acid extractant during the extraction of the acetic acid,
the water is insoluble and has a large solvent power for the acetic acid extractor. During the extraction process, a part of the extraction agent may include the total:
tmen, ge the solvent with the water vapors be ab@destillie.rt. Instead of carrying out a separate condensation of all the vapors flowing in the acetic acid extraction solution, as has been the case up to now, one can use an additional column with a deposition
To separate the steam mixture into a condensate -1, which contains almost all of the water and extractant and part of the solvent, a condensate B, which is free of extractant and made up of solvent and a little water, must be separated. If you let the condensate. <B> A </B> settle, you get two sights:
One contains a mixture of extraction agent and solvent, which can be fed back directly into the acetic acid extraction column.
The other orders from water with small amounts of dissolved extraction agent, which can be removed from the water by extracting it with the condensate B in a @V <tsc @ i- kc- @ lonne.
In addition to pure water, which can be generally led from the wash column on one side, there is now a mixture full of extracting agent and solvent which can be passed back into the Hic Iasigsänreextraktions- column.
The accompanying drawing shows, for example, a system that can be used to implement the method according to the invention. From the reservoir 1, regulated by the slide 2, a mixture of liquid acid extraction agent, for example Tecrkresol and solvents, for example Triclilorätli, # -len, flows continuously.
through the funnel 3 and the siphon 1 through the shower 3 of the vinegar 3 extraction column E, in which vapors of dilute acetic acid. stream upwards from tunten.
The gas from the vapors of the wa.s.ers, the low-boiling solvent and a small proportion of entrained extraction agent escape through the pipe 6. These vapors flow downwards into a fractionating column Z. which is equipped with trays or filled with blades or other packing elements.
The de-phIegmator D, which is cooled by any liquid and can also be used at the same time to preheat the dilute acetic acid, which is concentrated, provides the irrigation of the additional column through the Mohr i and the distributor S Z with reflux, which mainly consists of water in addition to a little cresol and trichlorethylene;
The dephlegmator can easily be adjusted so that the temperature at the top of the additional column, indicated by the thermometer T, is kept so low that no cresol, but only trichlorethylene and a little water, evaporates in a vaporous form through the pipe 9, which Gemiscli is completely compressed in the cooler K and runs continuously through the pipe 10.
The cooling effect of the dephlegmator D causes a strong condensation of the vapors flowing out of Z, so that almost all of the water entering column Z in vapor form through pipe G, as well as all of the entrained cresol and part of the trichlorethylene is condensed:
The condensate flows off continuously through the nozzle 11 at the lower end of the column Z, is cooled in the cooler K '' and from there passes through the pipe 12, which forms the hydraulic closure of the column Z at the same time as the cooler 1i2, in.
the vaginal vessel <B> <I> S </I> </B>, in which the water separates freely and leaves the vaginal vessel continuously at 13, while the specifically heavier mixture of entrained cresol and trichlorethylene flows through the pipe 14 continuously to the funnel 3 and should in the further course automatically run to the extraction column E for extraction. Due to the simultaneous presence of trichlorethylene in the condensate of the cooler KZ, the separation of the cresol from water in the separating vessel 8 is made much easier.
The water runs off very clearly at 13 and now contains very little dissolved cresol and practically no trichlorethylene. A mixture consisting of pure trichlorethylene and very little water, which is free of cresol, flows through the pipe 10 continuously into the cold washing column W at the top through the distributor 15, while coming from the overflow 13, the still some extraction agent ent holding water is fed through the pipe 16 of the washing column TV at the lower end through the distributor 17.
The liquid entering through 17 rises upwards as the specifically lighter one, while the fluid entering through 15 sinks as the specifically heavier one downwards. In this wash column there is complete penetration and washing out in such a way that at 18 only pure water, free of cresol, runs off at the upper end of the wash column, while at the lower end of the wash column, ascending through pipe 19, the entire flow through 10 and 15 Trichlorethylene,
ready for the cresol, which has been completely extracted from the water, to flow into the container R. From there it is continuously or periodically conveyed back through the pipe 20 and the pump P by means of the pipeline 21 into the Re reservoir 1 and thus returns to the extraction.
If, for example, a mixture of two parts of cresol and one part of trichlorethylene is used, the dephlegmator D can expediently be set so that about 50 to 60% of the trichloro-methylene vapor flowing into the column Z escape in vapor form through the pipe 9 and after passing the cooler K, flow through the pipe 10 for cold washing, while the remaining 50 to.
40% of the trichlorethylene used is condensed with the water and all of your entrained cresol in Z, cooled in K2 and passed into the separating vessel. Then the amounts of pure trichlorethylene flowing in through the pipe 10 for cold washing are completely sufficient to completely withdraw the cresol still contained in the water which flows out of the separating vessel S at 13 from the water in countercurrent.
If the ratio 1: 1 or 4: 1 is used instead of the specified 2: 1 ratio, then the percentage of pure trichlorethylene removed by the cooler K1 is varied accordingly, which variation is achieved by setting the dephlegmator D or The temperature gradient in column Z is possible at any time.
If chloroform or carbon tetrachloride is used instead of trichlorethylene, i.e. if solvents with an even lower boiling point are used, only the cooling surface of the dephlegmator or the capacity of the column Z to be changed accordingly. The arrangement of the apparatus illustrated by the sketch can be varied in various ways.
In the embodiment described, in addition to the already mentioned advantage that a distillation is spared, the following favorable side effects must also be mentioned; Due to the presence of the low-boiling solvent in the acetic acid extraction column, which evaporates in the upper part of the column, the temperature in these parts of the column is lowered, which has a beneficial effect on the extraction effect; the acetic acid content of the water vapors leaving the column drops to <B> 0.01 </B>% with this working method.
Furthermore, due to the fact that the total amount of the added solvent is distilled over with the water vapors, the amount of the extracted extractant is greatly reduced, so that in and of itself far. less extraction agent remains in the water and has to be recovered than before. Finally, the addition of the solvent brings about a better separation of water and extractant when letting it sit down.