CS231789B1 - Sposob spracovania zmesi metylacetát-metanol - Google Patents

Abstract

Spůsob spracovania zmesi metylacetát- -metanol. Vynález sa týká sposobu spracovania zmesi metylacetát-metanol, ktorá vzniká ako vedtajší produkt pri výrobě polyvinylalkoholu a tvoří kvapalný odpad. Vynález je založený na dvojstupňové] chlorácii zmesi metylacetátmetanol, pričorn v prvom stupni sa chlóruje s plynným chlorovodíkom za vzniku metylchloridu a v druhom stupni oxychloračným účinkom chlorovodíka a kyslíka vzniká zmes vyššie chlórovaných derivátov metánu. Použitie spoločného chloračného činidla v obidvoch stupňoch chlorácie umožňuje previesť prebytok chlorovodíka už cez prvý stupeň chlorácie bez nárokov na separáciu reakčných produktov pio prvom stupni chlorácie. Vyššie chlórované deriváty metánu sa po kondenzácii za druhým stupňom. chlorácie oddelia po extraltcii s reakčnou vodou. Nezreagované suroviny (metylacetát a metanol) sa separujú od vodného roztoku kyseliny octovej rektifikáciou a vracajú do prvého stupňa chlorácie.

Description

231789

Vynález sa týká sposobu spracovania zme-si metylacetát-metanol. Při hydrolýze metanolických roztokov po-lyvinylacetátu na polyvinylalkohol vznikáako vedlajší produkt metylacetát, ktorýzrieďuje povodně rozpúšťadlo. Pri regene-rácii metanolu sa z něho odděluje metyl-acetát vo formě jeho azeotropu s metano-lom, čím sa získává poměrně značné množ-stvo tohto vedlajšieho produktu. Aplikáciauvedeného odpadu, například ako rozpúš-ťadla je obmedzená, najma z dóvodou jehozdravotnej závadnosti. Spracovanie metyl-acetátu na jeho povodně zložky priamouhydrolýzou je v dosledku vel'mi nízkej rých-lostnej konstanty reakcie obtiažne a prak-ticky znemožňuje priemyselnú aplikáciu.Pretože aj jeho opatovné využitie v proceseje až na malé výnimky vylúčené, předsta-vuje v súčasnosti priamy odpad, ktorý jepotřebné likvidovat spálením, čo zhoršujeekonomiku výroby. V AO 190 959 sa navrhuje využitie reakciemetylacetátu a metanolu s chlorovodíkomza vzniku metylchlcridu, ktorý sa násled-nou chloráciou s chlórom premení na zmesvyššie chlórovaných derivátov metánu, kto-ré po zmiešaní s vodou vytvoria samostatnúvrstvu a odťahujú sa ako produkt. Nevýho-dou tohto postupu je skutočnosť, že nadvojstupňová chloráciu zmesi metylacetát--metanol používá v každom stupni iné chlo-račné činidlo (chlorovodík a chlór], čo u-možňuje použiť prebytok chlorovodíka v pr-vom stupni chlorácie len vtedy, keď sa re-akčná zmes z tohto stupňa podrobí kon-denzácii a separácii. Takto by musela zakaždým reakčným stupňom následovat sa-mostatná kondenzácia spojená s recyklová-ním nezreagovaného chlcračného činidla(chlorovodík, resp. chlór) naspat na vstupdo příslušného reaktora. Ďalšou nevýhodouuvedeného postupu je predovšetkým vyso-ká energetická náročnost chlorácie kataly-zovanej UV svetlom.

Tieto nevýhody odstraňuje postup podl'apředloženého vynálezu, ktorý představujedvojstupňoví! chloráciu zmesi metylacetát--metanol. V prvom stupni bola využitá reakcia me-tylacetátu s chlorovodíkom za přítomnostikyselého katalyzátore (katex FeCh a pod.),prebiehajúca pri teplote 80 — 100 °C v par-nej fáze v aparáte 2 pódia rovnice:

CH3COOCH3 + HC1 -> CHsCOOH + CH3CI Súbežne prebehne reakcia:

CH3OH + HC1 -> CH3CI + H2O

Reakčná zmes, obsahujúca metylchlorid,kyselinu octovú, vodu a mezreagovaný me-tylacetát, metanol a chlorovodík sa vediecez predohrievač 3 do druhého stupňa chlo-rácie 4. Zároveň sem vstupuje cez predo-hrievač 5 kyslík spolu s neskondenzovaný- mi plynmi (HC1, O2) z kondenzátora 6. Vchlorátore 4 za přítomnosti katalyzátore(chloridy médi + KC1 na alumosilikáte, pem-ze a pcd.) prebieha pri teplote 350 — 450 °Coxychlorácia metylchloridu pódia reakcií:

CH3CI + HC1 + 0,5 O2 -> CH2CI2 + HzO

CH2CI2 + HC1 + 0,5 O2 -» CHC13 + H2O

CHCI3 + HC1 + 0,5 O2 -> CCU + H2O

Druhý stupeň chlorácie pracuje adiaba-ticky, pretože jeho pracovná teplota sa u-držuje uvolněným reakčným teplom. Roznystupeň reakcie sa dosiahne změnou mólové-ho poměru chlorovodík : (metylacetát + me-tanol) na vstupe do prvého stupňa chlorá-cie v rozsahu 2 až 4 : 1. Na oxychloráciu me-tylchloridu sa může použiť kyslík alebovzduch· v 0 — 10 %-nom nadbytku voči ste-chiometricky potřebnému množstvu..

Reakčná zmes z chlorátora 4 odovzdávasvoje teplo vo výmenníkoch 5,3,1 a konden-zuje v kondenzátore 6, kde sa uvolněnýmkondenzačným teplom vypařuje metylacetáta metanol postupujúci do predohrievača 1.V deličke 7 dojde k oddeleniu ťažšej fázychlórovaných uhiovodíkov od vodnej fázya neskondenzované zložky (HC1, O2, stepyGH2CI2) sa vracajú cez predohrievač 5 dochlorátora 4. Vrchná vodná vrstva sa pri-vádza ako nástrek na rektifikačnú kolónu8, z vařáku ktorej sa odtahuje vodný roz-tok kyseliny octovej na dalšie spracovanie.Destilát, obsahujúci nezreagovaný metyl-acetát a metanol sa vracia do výparníka 6.

Medzi výhody navrhovaného postupu pa-tří skutočnosť, že používá v obidvoch stup-ňoch rovnaké chloračné činidlo, čo umož-ňuje časť potřebného chlorovodíka pre dru-hý stupeň chlorácie previesť už cez prvýstupeň chlorácie, čím sa získá potřebný pre-bytok tejto komponenty na dosiahnutie vyš-šej konverzie metylacetátu a metanolu. Ta-kýto postup umožňuje, okrem běžného za-pojenia dvoch chloračných reaktorov za se-bou, vykonat obidva stupně chlorácie vjednom aparáte, například, pódia schémyna obrázku 1. Pri použití spoločného chlo-račného činidla v obidvoch stupňoch chlo-rácie, postačuje jedna kondenzácia reakč-nej zmesi, spojená s recyklováním jedinéhonezreagovaného chloračného činidla. Ďal-šou výhodou je, že oxychlorácia prebieha-júca adiabaticky pri vyšších teplotách (350až 450 °C) nie je tak energeticky náročnáako chlorácia katalyzovaná UV svetlom. Na-výše vyššia teplota reakčných produktov u-možňuje rekuperáciu tepla vo výmenníkoch,čo znižuje celková energetická náročnostnavrhovaného postupu oproti postupu pódiaAO 190 959. lnou výhodou navrhovanéhopostupu je, že v deličke 7 sa na rozdeleniefáz využívá reakčná voda a teda nie je po-třebné přidávat vodu do deličky zvonku.

Claims (1)

1. 231789 Příklad 1 200 g. h-1 zmesi metylacetát (81%)-me-tanol vstupuje na hlavu prvej katalytické]vrstvy (katex FeCb) spolu s chlorovodíkomo prietoku 3,3 1. min-1. Mólový poměr chlo-rovodík : (metylacetát + metanol) = 2,6 :1. Vo vrstvě sa udržuje teplota 95 °C. Re-akčné splodiny sa predohrejú horúcimi plyn-mi, odchádzajúcimi z druhého stuipňa chlo-rácie a spolu s predohriatym kyslíkom (0,6l.min-1] vstupujú na hlavu druhej kataly-tickej vrstvy (chloridy médi + KC1 na alu- * minosilikáte). Vo vrstvě sa udržuje teplota 398 °C. Vzhíadom k tomu, že v malom la-boratórnom reaktore o priemere 40 mm sa » ťažko udržuje autotermný režim, bolo po- trebné zamedziť tepelným stratám vomkaj-ším elektrickým ohrevom plášfa. Horúcereakěné plyny po prejdení sústavou výmen-níkov skondenzovali v kondenzátore. Kon-denzát sa rozdělil v deličke do dvoch vrs-tiev. Spodná vrstva (357 g.h-1) obsahova-la 12,7 % hmot. CH2CI2, 39,8 % CHCI3 a47,5 % CCI4. Vrchná vrstva se podrobilarektifikácii v náplňovej kolóne, pričom des-tilát (29,5 g.h-1) obsahoval 74,6 % metyl-acetátu a 25,4 % metanolu. Vařáková kva-palina (228,5 g.h-1) představovala přibliž-me 45 °/o-ný vodný roztok kyseliny octovéj.Z povodného množstva metylacetátu zrea-govalo ma chlorované deriváty metánu 86,4proč. a z metanolu 80 %. přeďme' Spósob spracovania zmesi metylacetát--metanol dvojstupňovou chloráciou, vyzna-čujúci sa tým, že v prvom stupni prebiehachlorácia chlorovodíkom při teplotách 80až 100 °C v přítomnosti katalyzátora chlori-du železitého a vznikajúce medziproduktysa následné chlórujú v druhom stupni priteplotách 350 — 450 °C za posobenia chlo-rovodíka a kyslíka v přítomnosti chloridovmédi, pričom časť potřebného chlorovodíkapre chloráciu v druhom stupni sa prevedie VYNÁLEZU už cez prvý stupeň, kde sa tým vytvoří po-třebný prebytok chloračného činidla a zvystupujúcej reakčnej zmesi z druhéhostupňa chlorácie sa extrakciou reakčnouvodou oddelia chlórované deriváty metánuod ostatných zložiek, ktoré sa rektifikáciourozdelia na vodný roztok kyseliny octoveja nezreagovaný metylacetát s metanolem,ktoré sa vedú spať do prvého stupňa chlo-rácie. 1 list výkresov ·*