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

Abstract

Rieši sa novým sposobom regenerácia nezreagovaného formaldehydu z reakčného roztoku pri výrobě pentaerytritolu, zneutralizovaného organickou kyselinou, najmá kyselinou mravčou za vzniku mravčanu vápenatého. Pri tomto sposobe sa pH reakčného roztoku udržuje na konštantnej hodnotě v rozmedzí 3,5 až 7,0 a potom sa po predohriatí na teplotu 60 až 140 °C, s výhodou na 80 až 95 °C, privádza na rektifikáciu, kde pri tlaku 0,3 až 0,6 MPa a pri tlakovom spáde 0,01 až 0,08 MPa sa získá destilát obsahujúci 10 až 16 % hmot. formaldehydu a 2,0 až 4,0 % hmot. metylalkoholu, ktorý sa po oddělení metylalkoholu v ďalšej rektifikácii za zníženého alebo atmosférického tlaku vracia ako regenerovaný vodný roztok formaldehydu na opátovné použitie v reakčnej sústave na výrobu pentaerytritolu.

Description

Rieši sa novým sposobom regenerácia nezreagovaného formaldehydu z reakčného roztoku pri výrobě pentaerytritolu, zneutralizovaného organickou kyselinou, najmá kyselinou mravčou za vzniku mravčanu vápenatého.

Pri tomto sposobe sa pH reakčného roztoku udržuje na konštantnej hodnotě v rozmedzí 3,5 až 7,0 a potom sa po predohriatí na teplotu 60 až 140 °C, s výhodou na 80 až 95 °C, privádza na rektifikáciu, kde pri tlaku 0,3 až 0,6 MPa a pri tlakovom spáde 0,01 až 0,08 MPa sa získá destilát obsahujúci 10 až 16 % hmot. formaldehydu a 2,0 až 4,0 % hmot. metylalkoholu, ktorý sa po oddělení metylalkoholu v ďalšej rektifikácii za zníženého alebo atmosférického tlaku vracia ako regenerovaný vodný roztok formaldehydu na opátovné použitie v reakčnej sústave na výrobu pentaerytritolu.

Vynález sa týká nového sposobu regenerácie nezreagovaného formaldehydu z reakčného roztoku pri výrobě pentaerytritolu, spočívajúceho v rektifikácii reakčného· roztoku za zvýšeného tlaku a v nasledujúcom rektifikačnom odděleni metanolu z destilátu, čím sa získá vodný roztok formaldehydu vyhovujúcich vlastností.

Prakticky nejestvuje vhodnejšia cesta na získavanie formaldehydu z reakčného roztoku ako je oddelenie nezreagovaného formaldehydu z reakčného roztoku pomocou rektífikácie. Rektifikácia formaldehydu z jeho vodných roztokov je však velmi ťažká, a to nielen v důsledku vzniku nepravých azeotropov o zložení vefmi závislom od pracovného tlaku a iných technologických podmienok rektifikácie, ale aj v důsledku negativného působenia reakčných splodín, najma pri vyšších teplotách, ktoré si rektifikačné oddelenie formaldehydu vyžaduje.

Problémy súvisiace s vytvářením nepravých azeotropov sú známe, lebo sú obšírné popísané v monografii Walkera J. F.: ,,Formaldehyde“, II. vyd., New York 1953 v kapitole o rektifikácii roztokov formaldehydu. Rovnováha kvapalina-para zmesi formaldehyd-voda pri zvýšenom tlaku je spracovaná v článku v Zurn. Prikl. Chim. 50 (1), 39, 1977.

Druhá oblast problémov, sťažujúcich rektifikačné oddelenie formaldehydu z reakčných roztokov z výroby pentaerytritolu, vyplývá z toho, že reakčný roztok sa nesmie dlho vystavovat posobeniu vysokých teplůt pri tlakovej rektifikácii formaldehydu. Negativny vplyv expozície vysokej teploty na reakčný roztok pri výrobě pentaerytritolu sa mnoho rázy préjaví aj napriek predchádzajúcej neutralizácií vo zvýšenej tvorbě sirupovitých látok z formaldehydu, čím sa prirodzene zníži výťažnosf regenerácie. Tieto problémy sú akútne hlavně v technologii používajúóej vápenhé mlieko na dosiahnutie požadovaného alkalického prostredia v reakcii.

Spůsob oddelenia a regenerácie formaldehydu z reakčného roztoku pri kontinuálnej výrobě pentaerytritolu znesnadňuje aj velmi přísná požiadavka na obsah formaldehydu v roztoku, odchádzajúcom zospodu rektifikačnej kolony na ďalšie spracovanie. Tak napr. obsah formaldehydu v tomto roztoku pri výrobě pentaerytritolu nemá přesahovat 0,1 % hmot., a preto· sa rektifikácia musí uskutočniť tak, aby sa vylúčila možnosť prieniku formaldehydu dospodu rektifikačnej kolony a tým do odchádzajúceho reakčného roztoku. Vyšší obsah formaldehydu má velmi nepriaznivý účinok na kryštalizáciu pentaerytritolu, lebo zvyšuje jeho rozpustnost vo v.ode. Tým sa nielen znižujú výťažky pentaerytritolu, ale sa zvyšujú aj náklady na čistenie odpadových vod.

Naznačené problémy nielenže sťažujú rektifikáciu formaldehydu z reakčných roztokov vo výrobě pentaerytritolu, ale za istých okolností můžu viesť aj k úplnému zlyhaniu rektifikácie a k dlhodobému odstaveniu tohto výrobného uzla v důsledku znečistenia etáží rektifikačnej kolony.

Ukázalo sa však, že vhodnou kombináciou technologických podmienok procesu a dodržaním vzájomných relácií sa uvedené ťažkosti odstránia. Prevádzka rektifikácie formaldehydu z reakčných roztokov vo výrobě pentaerytritolu je pri takýchto technologických podmienkach spofahlivá, a to nielen za ustálených podmienok vo výrobě, ale aj pri krátkodobých běžných prevádzkových poruchách a výkyvoch v chodě predchádzajúcich výrobných zariadení reakčnej sústavy a přípravy a nástreku surovin do reakčnej sústavy. Týmto spósobom sa súčasne zabezpečuje požadovaný ekonomický efekt z prevádzkovania tohto výrobného uzla.

Pri novom spůsobe regenerácie formaldehydu z reakčného roztoku pri výrobě pentaerytritolu, zneutralizovaného organickou kyselinou, najmá kyselinou mravčou, za vzniku mravčanu vápenatého sa pH reakčného roztoku udržuje na konštantnej hodnotě v rozmedzí 3,5 až 7,0, s výhodou '5,0 až 6,0 a potom sa po predohriatí na teplotu v rozmedzí 60 až 140 °C, s výhodou 80 až 95 ^CC, privádza na rektifikáciu, kde pri tlaku 0,3 až 0,6 MPa a pri tlakovom spáde v rozmedzí 0,01 až 0,08 MPa sa získá destilát, obsahujúci 10 až 16 % hmot. formaldehydu a 2,0 až 4,0 % hmot. metylalkoholu, ktorý sa po oddělení metylalkoholu v ďalšej rektifikácii za zníženého alebo atmosférického tlaku vracia ako regenerovaný vodný roztok formaldehydu na opatovne použitie v reakčnej sústave na výrobu pentaerytritolu.

Nový spůsob regenerácie formaldehydu je výhodný najmá pri výrobě pentaerytritolu kondenzáciou formaldehydu s acetaldehydom vo vodnom alkalickom prostředí, lebo najpriaznivejšie výťažky sa dosahu jú při veTkom molárnom přebytku formaldehydu voči acetaldehydu oproti stechiometrickému množstvu formaldehydu. Takýto sposob výroby pentaerytritolu je však ekonomicky efektívny len vtedy, ked sa nezreagovaný formaldehyd regeneruje s minimálnymi stratami a v kvalitě vyhovujúcej pre jeho opětovné použitie v kondenzačnej reakcii.

Pri tomto spůsobe regenerácie formaldehydu sa naspodu kolony získajú číře vodné roztoky pentaerytritolu a mravčanu vápenatého, obsahu júce maximálně 0.1 % hmot. formaldehydu, takže ďalšie spracovanie roztokov, napr. kryštalizáciou pentaerytritolu, prebieha bez ťažkosti. Obsah sirupovitých látok je nízký a pri rektifikácii sa nezvyšuje, čo je důležité pře spoTahlivosť a ekonomickú efektivnost procesu. Tento pozitivny jav. může do istej miery súvisieť s minimalizáciou expozície vysokej teploty na reakčný roztok s vysokým obsahom formaldehydu a so stripovacím účinkom vodných pár zospodu kolony na studenší nástrek na nástrekovej e258742 táži. Vysvetlenie však nie je jednoznačné, lebo zlepšenie rektifikácie je výsledkom komplexného vplyvu optimálnej kombinácie viacerých technologických parametrov vzájomne od seba závislých. Důležitým prínosom je, že pri týchto technologických podmienkach sa súčasne zabezpečuje aj vyššia prevádzková stabilita rektifikačných operácií, pričom sa všetky nežiadúce látky odstránia z regenerovaného formaldehydu na takú mieru, že nedochádza k ich akumulácii ani v priebehu dlhodobej kontinuálnej prevádzky.

Ďalej sú uvedené příklady nového spůsobu regenerácie formaldehydu, ilustrujúce podmienky procesu a dosiahnuté výsledky. Příklad 1

Formaldehyd sa v tomto příklade regeneruje z reakčného roztoku vo výrobě pentaerytritolu. Tento roztok obsahuje priemerne 5,0 % hmot. nezreagovaného formaldehydu, 7,9 % hmot. pentaerytritolu včítane dipentaerytritolu, 4,55 % hmot. rozpuštěného mravčanu vápenatého, 1,56 % hmot. metylalkoholu, 0,3 % hmot. hydroxidu vápenatého a 0,12 % hmot. sirupovitých látok. Zostatok je voda.

Tento roztok po přidaní kyseliny mravčej na pH -- 5,2 sa predohrieva najprv v tepelnom výmenníku roztokom odchádzajúcim zospodu kolony a potom v parnom predohrievači na teplotu 95 °C a pri tejto teplote sa privádza do rektifikačnej kolony. Množstvo nástreku je priemerne 14 500 kg.tr¹. Rektifikácia sa uskutočňuje pri tlaku 0,55 MPa a teplote naspodu kolony 15'5 °C. Teplota na hlavě kolony je 149 °C. Tlakový spád v kolóne 0,04 MPa.

Rektifikácia sa pri týchto podmienkach vedie tak, že obsah formaldehydu v destilá8 te je 14,75 % hmot. Pri týchto podmienkach odchádza zospodu rektifikačnej kolony číry roztok obsahujúci 0,05 % hmot. volného formaldehydu a 0,17 % hmot. sirupovitých látok. Destilát okrem formaldehydu obsahuje cca 3,3 % hmot. metylalkoholu, ktorý sa oddělí od volného roztoku formaldehydu v ďalšej rektifikačnej kolóne, pracujúcej za vákua i atmosférického tlaku. Týmto spůsobom sa získá vodný roztok formaldehydu, obsahujúci priemerne 650 kg. h^_1 formaldehydu, čo odpovedá 90 %-nej účinnosti regenerácie.

Příklad 2

Rektifikácia sa uskutočňuje za rovnakých podmienok ako v příklade 1 až na to, že predohrievaním sa zvýšila teplota nástreku na 135 °C. Pri tejto teplote sa zvýšil obsah sirupov v odchádzajúcom roztoku zospodu kolóny na 0,4 % hmot. a množstvo regenerovaného formaldehydu sa znížilo priemerne na 615 kg . h“¹.

Příklad 3

Podmienky regenerácie sú rovnaké ako v příklade 1 až na pracovný tlak a teplotu v rektifikačnej kolóne na oddelenie formaldehydu. Tlak je 0,51 MPa, teplota naspodu kolony je 150 °C, na hlavě kolony je 147 °C. Tlakový spád v kolóne je 0,03 MPa. Koncentrácia formaldehydu v destiláte sa znížila na 12 % hmot. Množstvo sirupovitých látok v roztoku odchádzajúcom zospodu kolony je nezmenené, obsah formaldehydu je priemerne 0,07 % hmot. Po rektifikačnom oddělení metanolu z destilátu sa formaldehyd kontinuálně privádza do reakčnej časti výrobně.

Claims (3)

1. PREDMET

   Spůsob regenerácie formaldehydu z reakčného roztoku pri výrobě pentaerytriinlu, zneutralizovaného organickou kyselinou, najma kyselinou mravčou za vzniku mravčanu vápenatého, vyznačujúci sa tým, že pH reakčného roztoku sa udržuje na konštantnej hodnotě v rozmedzí 3,5 až 7,0, s výhodou 5,0 až 6,0 a potom sa po predohriatí na teplotu 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 spáde 0,01 až 0,08 MPa sa získá destilát, obsahujúci s výhodou 10 až 16 % hmot. formaldehydu a 2,0 až 4,0 % hmot. metylalkoholu, ktorý sa po oddělení metylalkoholu v ďalšej rektifikácii za zníženého alebo atmosferického tlaku vracia ako regenerovaný vodný roztok formaldehydu na opatovné použitie v reakčnej sústave na výrobu pentaerytritolu.