CS270188B1 - Sposob odstraňovania reziduálneho formaldehydu z reakčných roztokov pentaerytritolu - Google Patents

Description

1 CS 270 18Θ B1

Vynález sa týká spůsobu odátráňovania rezlduálneho formaldehydu z reakčných roztokovvznlkajúclch při příprava pentaerytritolu z formaldehydu a acetaldehydu vo vodnom roztokuhydroxidu vápenatého alebo sodného.

Pentaerytritol je priemyselne důležitý polyol připravovaný kondenzáciou formaldehydus acetaldehydom vo vodnom roztoku v alkalickém prostředí tvořeným najčastejšie hydroxidomvápenatým alebo sodným. Pro zaistenie požadovaných výtažkov sa pracuje s nadstechiometric-kým pomerom formaldehyd (Fd) : acetaldehyd (Ac). StarSie výrobné postupy použivajú nízképřebytky formaldehydu obyčejné neprevySujúce 10 až 20 t teoretického množstva. V takomtopřípade sa reziduálny formaldehyd přítomný v roztokoch pentaerytritolu po reakcii likvi-duje chemicky (Berlow E., Berth R.H., Snow O.E i The psntareytritols, Reinhold publ. Corp.,New York 1958, NSR pat. 820 000, II.S. pát. 2 818 442) alebo tapelnekondenzaůnými rekacia-mi za vzniku zlúčenfn sirupovitého charakteru (napr. U.S. .pat. 2 401 749, Čs. A0 132 417).Likvidácia rezlduálneho formaldehydu je motivovaná snahou o zvýSenie výtažkov pentaery-tritolu v separaSných častiach výrobně.

Nováie výrobné postupy charakterizujúcě súčasný stav techniky použivajú podstatnévySSÍ molárny poměr Fd i Ao, váčSinou od 5 t 1 do 20 ι 1 (NSR pat. 1 153 739, NSR pat. 1 048 567, NSR pat. 1 190 925, U.S. pat. 2 951 095, CS. A0 186 549). Ciastočnou nevýho-dou týchto postupov je potřeba dodatoůných nákladov na odstránenie nadbytečného formal-dehydu z reakčných roztokov a na jeho recykláž do reakcie. Sú známe různé modifikácievyššie uvedených postupov z hlediska spůsobu odstráňovania rezlduálneho formaldehydu.

Tak například pri postupe pódia U.S. pat. 2 562 102 sa v reakcii používá molárny poměrFd : Ac 5 - 10 i 1 a prebytočný formaldehyd sa odde/uje destiláciou s vodnou parou prlnormálnom alebo zvýSenom tlaku tak, aby obsah formaldehydu po destilácii bol maximálně0,1 * hmot. Použitie vySSlch molárnych pomerov 10 — 20 : 1 pódia Brit. pat. 742 159 aodstránenie prebytočného formaldehydu tlakovou reaktifikáciou tak, aby Jeho koncentrá-cia před izolačnýni procesmi bola menSia ako 1 ít hmot. je nevýhodné hlavně pre přílišvysoku zvySkovú koncentráciu rezlduálneho formaldehydu. Pri postupe pódia Ital. pat. 626 223 sa rěakčný roztok pentaerytritolu po neutralizácii kyselinou mravčiou vedie naspracovanie v dvoch odparovacích stupňoch. V prvom stupni, ktorý pracuje pri tlaku 10 kPasa odpaří metanol přítomný vo formaldehyde a část vody, v druhom stupni při tlaku 100 kPasa oddestiluje formaldehyd ako 3 %-ný roztok.

Nevýhodou vySSie uvedených postupov odstráňovania rezlduálneho formaldehydu založe-ných na fyzikálno-chemických princípoch je bud vysoká energetická náročnost v případě rek-tifikácie alebo nedostatočná účinnost jeho odstránenie v případe obyčejných destilácii.

To sa prejavuje eSte stále vysokou koncentráciou před vstupom do izolačných procesov s ná-sledným zhorSením výtažkov, ĎalSím íaktorom ovplyvňujúcium výtažok pentaerytritolu a tým aj oelkovú ekonomickúefektivnost Jeho výroby je potřeba dodržiavania určitej sumárnej koncentrácie obidvochaldehydov vo vodných reakčných roztěkoch. Pri nižSej sumárnej koncentrácii aldehydov nežje optimálna je potřebné odpařit v následných odparovacích stupňoch váčSie množstvo vody,čo má za následok zvýSená prevádzkové náklady na páru. Na druhej straně vySSia koncentrá-cial aldehydov spůsobuje zhoSovanie výtažkov. Regulácia optimálněj sumárnej koncentráciealedehydov sa uskutečňuje prídavkom tzv. zrieáovaoej vody pridávanej do reakčňej časti akosamostatný technologický prúd.

Nedostatky dateraz známých postupov'odstráňuje postup podía vynálezu. Beho predmetomje spůsob odstráňovania rezlduálneho formaldehydu z reakčných roztokov vznlkajúclch pripriprave pentaerytritolu z formaldehydu a acetaldehydu vo vodných roztokoch hydroxidu vá-penatého alebo sodného vyznačujúci sa tým, že reakčný roztok pentaerytritolu o teplote40° až 130° C obsahujúoi 3 až 9 k hmot. formaldehydu sa vedie na hlavu stripoyacej kolonypozostávajúcej z dvadsiatioh piatich až Styridaiatich piatleh kontaktných stupňov a pra-oujúoej při tlaku 200 až 500 kPa. 2 CS 270 188 B1

Vynález sa zakladá na zlatění, že při použití určitých molárnych pomeroch v reakčnejčasti, teploty nastrekovaného roztoku a tlaku v kolpríe možno dosiahnut účinné a ekonomickyvýhodné odetránenie formaldehydu v stripovacej koloně. Pod etripovacou kolonou v ktorej sauskutočňuje odstráňovanie formaldehydu poetupom podía vynálezu sa rozumie kolona s požado-vaným počtom kontaktných stupňov opatřená v spo.dnej časti varákom do ktorého sa přidávávodná para. Přivedeným teplom sa odpaří hlavná část formaldehydu'a spolu s vodríou parou aparami metanolu sa vedle z hlavy kolony na kondenzáciu a odtiaí na' reoykláž do reakcie. Zospodu kolony sa odvádza reakčný roztok pentaerytritolu zbavený podstatnéj časti formalde-hydu, ktorého zvyéková koncentrácia neprevýSi 0,1 % hmot.'Zásadným rozdielom medzi rekti-fikačným odstráňovaním charakteristickým pre súčasný stav techniky a postupom.podía vyná-lezu je to, že nie je potřebné část destilátu .vracat ako reflux,

Postup podía vynálezu předpokládá použitie molárneho. poměru Fd : Ac 5,5 až 9 : 1, čomuodpovedá koncentrácia reziduálneho fotmaldehydu 3 až 9 % hmot. Pri tomto koncentračnom roz-medzí sa dosiahne obsah formaldehydu vo vratnom prúde privádzanom ako recykel do reakcieobvykle od 5 do 13 t hmot. Z híadiska koncehtračných.pomerov v reakcii je důležité dosiahnut vyrovnanosť bilancie vody. Výhodou postupu,podía vynálezu je možnost dosiahnut, aby doreakcie nemusela byt privádzaná zrieáovacia voda ako samostatný prúd, ale všetka potřebnávoda k dosiahnutiu optimálnej sumárnej koncentrácie aldehydov sa privádzala v recyklovanomformaldehyde.

Počet kontaktných stupňov potřebných k požadovanému odstráneniu formaldehydu je v pria-mej súvislosti s koncentračnými pomerami a tlakom v koloně. Jednotlivé kontaktně stupně jemožné vytvořit z klobúčikových, šitových, ventilkových alebo iných typov bežne priemyselnepoužívaných etáži. Zvlášt výhodná je použitie ventilkových etáži s ohíadom na ich široképracovnú oblast zataženia nástrekom. Teplota reakčného roztoku vstupujúceho na hlavustripovacej kolony může byt v rozsahu od 40 do 130 0 C. Výhodné přitom je priviest reakčnýroztok o teplote 40 až 9Ó° C. Zvlášť výhodné je, ak roztok sa privádza s teplotou, ktorúmá na výstupe z reakcie, obvykle 45 až 50° C. V tomto případe nie je potřebné instalovatdodatočný predohrievací výmenník, čím sa šetria investičně náklady.

Hlavnou výhodou postupu podía vynálezu je dosiahnutie potřebného stupňa odstráneniareziduálneho formaldehydu zníženými prevádzkovými nákladmi v důsledku podstatné nižšíchnákladov na ohrievaciu páru. Ďalšou výhodou v porovnaní s rektifikačným oddělováním jerovnoměrnost Chodu kolony hlavně z híadiska stability koncentrácie formaldehydu na dnekolony. Postup podía vynálezu může za určitých okolností i znížit zvyškovú koncentráciuformaldehydu pod doporučených 0,1 * hmot. Výhodou postupu podía vynálezu je i to, že od-padne potřeba používania čérpadla na reflux, ktorá v důsledku poruchovosti i kolísaniadávkovania má negativny vplyv na rovnoměrnost Chodu uzla odstráňovanie reziduálneho formal-dehydu.

Postup podía vynálezu je ilustrovaný nasledujúcimi príkladmi : Příklad 1 (porovnávací) 1 i 17.000 kg/h reakčného roztoku pentaerytritolu (PE) s obsahom 5 H hmot. formaldehyduo teplote 120° C sa vedie ako nástrek na rektifikačnú kolonu. Získá sa 6 000 kg/h destilá-tu, ktorý obsahuje 14 * hmot. formaldehydu a 11 000 kg/h zvyšku, ktorý obsahuje 0,10 \ hmot.formaldehydu. Rektifikačná kolpna ea prevádzkuje pri tlaku ooa 0,3 MPa s vonkajším spatnýmtlakom. V pate kolpny sa spotřebuje 14 t/h 0,7 MPa páry a v ekonomizéři sa vyrobí 9 t/h0,3 MPa páry, z ktorej sa 6 t/h 0,3 MPa využije a 3 t/h 0,3 MPa páry sa vypúšťa do atmo-sféry.

Claims (2)

1. CS 270 188 B1 3 Příklad
2. 2 Na hlavu rektifikačnej kolony sa privádza 17 000 kg/h nástreku reakčného roztoku PEo teplote 30° C, ktorý obsahuje 5 \ hmot. formaldehydu. Získá sa 6 300 kg/h destilátus obsahom 13 % hmot. formaldehydu a 10 500 kg/h zvyšku s 0,10 \ hmot. formaldehydu. Rekti-fikačná kolona sa prevádzkuje bez vonkajšieho spatného toku ako tzv. stripovacie. Vo va-řáku kolony sa spotřebuje 10 t/h 0,7 MPa páry a v ekonomizéři sa spatné vyrobí 7 t/h0,3 MPa páry, z ktorej sa využije 6 t/h. PREDMET VYNÁLEZU Spósob odstránovania rezidualneho formaldehydu z reakčných roztokov vznikajúcieh připrlprave pentaerytritolu z formaldehydu a acetaldehydu vo vodnom roztoku hydroxidu vápe-natého alebo sodného vyznačujúci sa tým, že.reakčný roztok pentaerytritolu o teplote 40až 130° C obsahujúci 3 až 9 % hmot. formaldehydu ea vedle na hlavu stripovacej.kolony po-zostávajúcej z dvadsiatich piatich až Styridsiatich piatich kontaktných stupňov a pracu-júcej pri tlaku 200 až 500 kPa.