CS256742B1 - Sposob regenerácie formaldehydu z reakčného roztoka pri výrobě pentaerytritolu - Google Patents

Description

236742

Vynález sa týká nového spůsobu regene-rácie nezreagovaného formaldehydu z re-akčného roztoku pri výrobě pentaerytritolu,spočívajúceho v rektifikácii reakčného roz-toku za zvýšeného tlaku a v nasledujúcomrektifikačnom oddělení metanolu z destilá-tu, čím sa získá vodný roztok formaldehyduvyhovujúcich vlastností.

Prakticky nejestvuje vhodnejšia cesta n,azískavanie formaldehydu z reakčného roz-toku ako je oddelenie nezreagovaného form-aldehydu z reakčného roztoku pomocou rek-tífikácie. Rektifikácia formaldehydu z jehovodných roztokov je však velmi ťažká, a tonielen v důsledku vzniku nepravých azeotro-pov o zložení νθϊππ závislom od pracovnéhotlaku a iných technologických podmienokrektifikácie, ale aj v důsledku negativnéhopůsobenia reakčných splodín, najma pri vyš-ších teplotách, ktoré si rektifikačné oddele-nie formaldehydu vyžaduje.

Problémy súvisiace s vytvářením nepra-vých azeotropov sú známe, lebo sú obšírnépopísané v monografii Walkera J. F.: ,,Form-aldehyde“, II. vyd., New York 1953 v kapi-tole o rektifikácii roztokov formaldehydu.Rovnováha kvapalina-para zmesi formalde-hyd-voda pri zvýšenom tlaku je spracovanáv článku v Zurn. Prikl. Chim. 50 (1), 39,1977.

Druhá oblast problémov, sťažujúcich rek-tifikačné oddelenie formaldehydu z reakč-ných roztokov z výroby pentaerytritolu, vy-plývá z toho, že reakčný roztok sa nesmiedlho vystavovat posobeniu vysokých teplůtpri tlakovej rektifikácii formaldehydu. Ne-gativny vplyv expozície vysokej teploty nareakčný roztok pri výrobě pentaerytritolusa mnoho rázy préjaví aj napriek predchá-dzajúcej neutralizácii vo zvýšenej tvorbě si-rupovitých látok z formaldehydu, čím saprirodzene zníži výťažnosť regenerácie. Tie-to problémy sú akútne hlavně v technologiipoužívajúcej vápenné mlieko na dosiahnutiepožadovaného alkalického prostredia v re-akcii.

Spůsob oddelenia a regenerácie formalde-hydu z reakčného roztoku pri kontinuálnejvýrobě pentaerytritolu znesnadňuje aj velmipřísná požiadavka na obsah formaldehyduv roztoku, odchádzajúcom zospodu rektifi-kačnej kolony na ďalšie spracovanie. Taknapr. obsah formaldehydu v tomto roztokupři výrobě pentaerytritolu nemá přesahovat0,1 % hmot., a preto sa rektifikácia musíuskutočniť tak, aby sa vylúčila možnost prie-niku formaldehydu dospodu rektifikačnejkolony a tým do odchádzajúceho reakčnéhoroztoku. Vyšší obsah formaldehydu má vel-mi nepriaznivý účinok na kryštalizáciu pen-taerytritolu, lebo zvyšuje jeho rozpustnostvo vodě. Tým sa nielen znižujú výtažky pen-taerytritolu, ale sa zvyšujú aj náklady načistenie odpadových vod.

Naznačené problémy nielenže sťažujú rek-tifikácíu formaldehydu z reakčných rozto-kov vo výrobě pentaerytritolu, ale za istých okolností můžu viesť aj k úplnému zlyhaniurektifikácie a k dlhodobému odstaveniu toh-to výrobného uzla v důsledku znečisteniaetáží rektifikačnej kolony.

Ukázalo sa však, že vhodnou kombinácioutechnologických podmienok procesu a dodr-žaním vzájomných relácií sa uvedené ťaž-kosti odstránia. Prevádzka rektifikácie for-maldehydu z reakčných roztokov vo výroběpentaerytritolu je pri takýchto technologic-kých podmienkach spolehlivá, a to nielenza ustálených podmienok vo výrobě, ale ajpri krátkodobých běžných prevádzkovýchporuchách a výkyvoch v chodě predchádza-júcich výrobných zariadení reakčnej sústa-vy a přípravy a nástreku surovin do reakč-nej sústavy. Týmto spůsobom sa súčasne za-bezpečuje požadovaný ekonomický efekt zprevádzkovania tohto výrobného uzla.

Pri novom spůsobe regenerácie formalde-hydu z reakčného roztoku pri výrobě pen-taerytritolu, zneutralizovaného organickoukyselinou, najmá kyselinou mravčou, za vzni-ku mravčanu vápenatého sa pH reakčnéhoroztoku udržuje na konštantnej hodnotě vrozmedzí 3,5 až 7,0, s výhodou 5,0 až 6,0 apotom sa po predohriatí na teplotu v rozme-dzí 60 až 140 °C, s výhodou 80 až 95 CC, pri-vádza na rektifikáciu, kde pri tlaku 0,3 až0,6 MPa a pri tlakovpm spáde v rozmedzí0,01 až 0,08 MPa sa získá destilát, obsahujú-ci 10 až 16 % hmot. formaldehydu a 2,0 až4,0 % hmot. metylalkoholu, ktorý sa po od-dělení metylalkoholu v dalšej rektifikáciiza zníženého alebo atmosférického tlakuvracia ako regenerovaný vodný roztok for-maldehydu na opatovné použitie v reakčnejsústave na výrobu pentaerytritolu.

Nový spůsob regenerácie formaldehydu jevýhodný najmá pri výrobě pentaerytritolukondenzáciou formaldehydu s acetaldehy-dom vo vodnom alkalickom prostředí, lebonajpriaznivejšie výtažky sa dosahujú pri veT-kom molárnom přebytku formaldehydu vočiacetaldehydu oproti stechiometrickémumnožstvu formaldehydu. Takýto spůsob vý-roby pentaerytritolu je však ekonomicky e-fektívny len vtedy, ked sa nezreagovaný for-maldehyd regeneruje s minimálnymi strata-mi a v kvalitě vyhovujúcej pre jeho opatov-né použitie v kondenzačnej reakcii.

Pri tomto spůsobe regenerácie formalde-hydu sa naspodu kolony získajú číře vodnéroztoky pentaerytritolu a mravčanu vápe-natého, obsahu júce maximálně 0.1 % hmot.formaldehydu, takže ďalšie spracovanie roz-tokov, napr. kryštalizáciou pentaerytritolu,prebieha bez ťažkostí. Obsah sirupovitýchlátok je nízký a pri rektifikácii sa nezvyšuje,čo je důležité pře spofahlivosť a ekonomickúefektivnost procesu. Tento pozitivny jav mů-že do istej miery súvisieť s minimalizáciouexpozície vysokej teploty na reakčný roztoks vysokým obsahom formaldehydu a so stri-povacím účinkom vodných pár zospodu ko-lony na studenší nástrek na nástrekovej e-

Claims (3)

1. 258742 5 táži. Vysvetlenie však nie je jednoznačné,lebo zlepšenie rektifikácie je výsledkemkomplexného vplyvu optimálnej kombinácieviacerých technologických parametrov vzá-jomne od seba závislých. Důležitým príno-som je, že při týchto technologických pod-mienkach sa súčasne zabezpečuje aj vyššiaprevádzková stabilita rektifikačných operá-ch, pričom sa všetky nežiadúce látky odstrá-nia z regenerovaného formaldehydu na ta-kú mieru, že nedochádza k ich akumuláciiani v priebehu dlhodobej kontinuálnej pre-vádzky. Ďalej sú uvedené příklady nového spůso-bu regenerácie formaldehydu, ilustrujúcepodmienky procesu a dosiahnuté výsledky.Příklad 1 Formaldehyd sa v tomto· příklade regene-ruje z reakčného roztoku vo výrobě penta-erytritolu. Tento roztok obsahuje priemerne5,0 % hmot. nezreagovaného formaldehydu, 7,9 % hmot. pentaerytritolu včítane dipen-taerytritolu, 4,55 % hmot. rozpuštěného mravčanu vápenatého, 1,56 % hmot. metyl-alkoholu, 0,3 % hmot. hydroxidu vápena-tého a 0,12 % hmot. sirupovitých látok. Zo-statok je voda. Tento roztok po přidaní kyseliny mravčejna pH -- 5,2 sa predohrieva najprv v tepel-nom výmenníku roztokom odchádzajúcimzospodu kolony a potom v parnom predo-hrievači na teplotu 95 °C a při tejto teplotesa privádza do rektifikačnej kolony. Množ-stvo nástreku je priemerne 14 500 kg.tr1.Rektifikácia sa uskutočňuje pri tlaku 0,55MPa a teplote naspodu kolony 15'5 °C. Tep-lota na hlavě kolony je 149 °C. Tlakový spádv kolóne 0,04 MPa. Rektifikácia sa pri týchto podmienkachvedie tak, že obsah formaldehydu v destilá- 8 te je 14,75 % hmot. Pri týchto podmienkachodchádza zospodu rektifikačnej kolony číryroztok obsahujúci 0,05 % hmot. volného for-maldehydu a 0,17 % hmot. sirupovitých lá-tok. Destilát okrem formaldehydu obsahujecca 3,3 % hmot. metylalkoholu, ktorý sa od-dělí od volného roztoku formaldehydu vďalšej rektifikačnej kolóne, pracujúcej zavákua i atmosférického tlaku. Týmto sposo-bom sa získá vodný roztok formaldehydu,obsahujúci priemerne 650 kg. h_1 formalde-hydu, čo odpovedá 90 °/o-nej účinnosti re-generácie. Příklad
2. 2 Rektifikácia sa uskutočňuje za rovnakýchpodmienok ako v příklade 1 až na to, že pre-dohrievaním sa zvýšila teplota nástreku na135 °C. Pri tejto teplote sa zvýšil obsah siru-pov v odchádzajúcom roztoku zospodu ko-lóny na 0,4 % hmot. a množstvo regenero-vaného formaldehydu sa znížilo priemernena 615 kg . h“1. Příklad
3. 3 Podmienky regenerácie sú rovnaké ako vpříklade 1 až na pracovný tlak a teplotu vrektifikačnej kolóne na oddelenie formal-dehydu. Tlak je 0,51 MPa, teplota naspodukolony je 150 °C, na hlavě kolony je 147 °C.Tlakový spád v kolóne je 0,03 MPa. Koncen-trácia formaldehydu v destiláte sa znížilana 12 % hmot. Množstvo sirupovitých látokv roztoku odchádzajúcom zospodu kolonyje nezmenené, obsah formaldehydu je prie-merne 0,07 % hmot. Po rektifikačnom oddě-lení metanolu z destilátu sa formaldehydkontinuálně privádza do reakčnej časti vý-robně. P R E D Μ E T Spůsob regenerácie formaldehydu z re-akčného roztoku pri výrobě pentaerytriinlu,zneutralizovaného organickou kyselinou,najma kyselinou mravčou za vzniku mravča-nu vápenatého, vyznačujúci sa tým, že pHreakčného roztoku sa udržuje na konštant-nej hodnotě v rozmedzí 3,5 až 7,0, s výho-dou 5,0 až 6,0 a potom sa po predohriatí nateplotu 60 až 140 °C, s výhodou 80 až 95 °C,privádza na rektifikáciu, kde pri tlaku v rozmedzí 0.3 až 0,6 MPa a pri tlakovom spá-de 0,01 až 0,08 MPa sa získá destilát, obsa-hujúci s výhodou 10 až 16 % hmot. formal-dehydu a 2,0 až 4,0 % hmot. metylalkoholu,ktorý sa po oddělení metylalkoholu v ďalšejrektifikácii za zníženého alebo atmosferic-kého tlaku vracia ako regenerovaný vodnýroztok formaldehydu na opatovné použitiev reakčnej sústave na výrobu pentaerytrito-lu.