CS273000B1 - Method of methylacetate separation from its mixtures with methanol - Google Patents

Description

ί 1 CS 273000 Β1 V*

Yyw4i aa týká spSsobu oddeíovánia metylaoetátu z jeho zmesi s metanolom extrak-tívnou destiláciou 3 1,2-propándiolomi;(propyléngLykolom). -t *

Metylaoetát, ktorý vzniká okrem -iného i ako vedlejší produkt pri hydrolýze poly-vinylacetátu na polyvinylalkohol vo vodnometanolickom roztoku, je žiadaným rozpúš-ťadlom najma v priemysle nátěrových látok. Z reakoného roztoku aa oddeíuje destilačnevo íorme zmesi a metanolem. Tieto zlóžky tvoria azeotropickú zmes, ktorá za barome-trického tlaku má obsah metylacetátupřibližné 81 % hmot. a teplotu varu 54 °C veímiblízku teplote varu čistých zložiek, ‘najma metylacetátu (57 °C), ale i metanolu 64,5 °C). Za týchto okolností preto nie je možné rektiíikáciou roztoku metylacetátus metanolom izolovat vysokokoncentrovaný metylaoetát. Podobné problémy sú však i v pří-pade, že metylaoetát bol syntetizovaný eaterifikáciou kyseliny octovéJ prebytkommetanolu. Přitom šírsiemu využitiu tejto zmeai bránia hygienické dSvody vzhíadom navysoký obsah zdravotně závadného metanolu.

Pretože změna zloženia azeotropu metylacetát-metanol so změnou tlaku je (podláŽ.fiz.chim. 41,. 1210 (1967)) poměrně malá, nie je dostatečné efektívna separáciarektiíikáciou pri dvoch rozdielnych tlakooh. Uvedená zmes však možno rozdělit’ špeciál-nymi destilačnými postupmi, ako sú ažeotropická destilácia napr. a chloroformom' (Ž.fiz.chim. JO, 379 (1957)), alebo extraktívna destilácia. Azeotropická destiláciazmesi metylacetát-metanol s ohloroformom je ovšem relativné zložitá, pretože tentosystém sa vyznačuje tromi binárnymi a tiež ternárnym azeotropom. Známými rozpúšfadlamipre extraktívnu destiláciu zmesi metylacetátu s metanolom sú etylénglykol podlá USApat. 2 636 050, etylénglykolmonoetyláter podía NSR pat. 1 070 165, alebo voda podl’ajap. pat. 1570 53.

Etylénglykol je v tomto případe účinné extraktivně rozúš-žadlo, má však poměrněvysoké výparné teplo, čo nepriaznivo ovplyvňuje tepelné požiadavky procesu. Okrem tohoje silné hygroskopický, čo zvyšuje nároky na jeho regeneráciu. Nevýhodou je i jehozdravotná závadnosť. Použitie etylénglykolmonoetyléteru eliminuje sice hlavné nedos-tatky etyléngLykolu, avšak toto extraktivně rozpúštadlo je menej účinné a procespotom vyžaduje účinnejšiu kolonu a teda vyššie investičné nároky. Navýše je z uvažo-vaných extraktívnych rozpúštadiel zo zdravotného híadiska najnebezpečnejší. Voda jedobrá dostupná i dostatočne účinná, má však veími vysoké výparné teplo a separáciametanolu od vody je náročnejšia ako oddelenie metanolu od etylénglykolmonoetyléteru.

Podía tohoto vynálezu sa metylaoetát z jeho zmesi s metanolom oddeíuje extrak-tívnou destiláciou s 1,2-propándiolom, pričom sa odoberá ako destilát metylaoetát aako destilačný zvyšok zmes 1,2-propándiolu a metanolu. Tento destilašný zvyšok saraože rektiíikovať, s výhodou za znížěného tlaku a získaný 1,2-propándiol sa potomvedie naspat’ na extraktívnu destiláciu ako extraktivně rozpúšťadlo. Výhodou sposobu separácia metylacetátu z jeho zmesi s metanolom za přídavku 1.2- propándiolu, ako extraktívneho rozpúšťadla, je zníženie tepelnej náročnosti pro- cesu, okrem toho 1,2-propándiol je menej hygroskopický a zdravotně podstatné menej závadný ako etylénglykol. Salšou výhodou je, že regeneráoia 1,2-propándiolu z desti- lačného zvyšku extraktívnej destilácia rektiíikáciou je relativné jednoduchá.

Ako surovina sa na extraktívnu destiláciu mSže nastrekovať zmes metylacetátus metanolom, odpadajúca pri výrobě polyvinylalkoholu. Táto zmes može obsahoval? i malémnožstvá Salších látok, napr. mravčap, metylový a vodu. V tomto případe po spracovanípostupom podía vynálezu prechádza mrSvčan metylový do destilátu, avšak destilát mápodstatné znížený obsah vlhkosti, pretože voda prevažne odchádza v destilačnom zvyškuextraktívnej destilácie spolu s metanolom a 1,2-propándiolom. Přitom regeneráciu 1.2- propándiolu možno viesť tak, že voda přejde spolu s metanolom do destilátu. Tiež zmesi metylacetátu s metanolom, vznikajúce pri výrobě metylacetátu eaterifikáciou

CS 273000 B1 ář kyseliny octovej nadbytkom metanolu možno spraoovať ako surovinu postupom extraktivně;)destilácie s 1,2-propándiolom na jednotlivé zložky.

Extraktívnu destiláciu možno robit za atmosférického tlaku na hlavě kolony. Přitom extraktivně rozpúšíadlo 1,2-propándiol sa spravidla nastrekuje blízko hlavykolony, napr. při teplote okolia, zatial* čo surovina metylaoetát-metanol sa vaščinouprivádza do dolnej polovice kolony, ndpr. zohriata na teplotu varu. Podl’a zloženiasuroviny a požadovanej kvality destilátu třeba upraviť veíkosť kolony, počet etážía podmienky ako napr. nastrekované mnóžstvá suroviny a extraktívneho rozpúšťadla,polohu nástrekových etáží, refluxný poměr a přívod tepla.

Regeneráoiu 1,2-propándiolu z destilačného zvyšku extraktívnej destilácie jevýhodné robiť řektifikáciou za zníženého tlaku, čím sa využije tepelný obsah tohototestilačného zvyšku a navýše zodpovedajúcim znížením teploty vařáku při regeneráciisa zamedzuje možnosti rozkladu 1,2-propándiolu. Z charakteru rovnováhy kvapalina-parasystému metanol-1,2-propándiol vyplývá, že regenerácia 1,2-propándiolu je menej nároč-ná z híadiska potřebného počtu teoretických etáží než extraktívna destilácia. Pro-pylónglykol, ktorý sa odoberá z regeneračnej kolony ako destilačný zvyšok, mfiže obsa-hovat menšie mnóžstvá metanolu. I v tomto případe je však použitelný na recirkuláciudo extraktívnej kolony, aj keó zvyšujúci sa obsah metanolu v recirkulovanom 1,2-pro-pándiole zhoršuje podmienky extraktívnej destilácie.

Postup podlá tohoto vynálezu umožňuje rozdělit' na zložky azeotropickú zmesmetylacetátu s metanolom. Rovnako úspěšně možno však týmto postupom separoval? metyl-acetát a metanol zo zmesx iného zloženia ako azeotropiokóho, napr. i zo zmesí s vyš-ším obsahom metanolu, alebo dočistit metylacetát s nižším obsahom metanolu ako zodpo-vedá zloženiu azeotropu.

Salšie podrobnosti sú zřejmé z nasledujúcioh príkladov, typických, avšak nieobmedzujúcich postup podťa vynálezu. , Příklad 1

Na laboratórnom zariadení sa kontinuálnej extraktívnej destiláoii za barometric-kého tlaku s 1,2-propándiolom podrobila surovina obsahujúca 64,2 % hmot. metylacetátu, 34,2 % hmot. metanolu, 1,6 % hmot. metylformiátu a 0,6 % hmot. vody. Použité zariade-nio sa skládalo z reaktifikačnej kolony, vařáku, destilačnej hlavy s elektromagnetic-kou reguláciou refluxu, piestových čerpadiel suroviny a extraktívneho rozpúšťadla,zásobníkov týchto látok ako i destilátu a destilačného zvyšku. Rektifikačná kolona,vařák, hlava a zásobníky boli skleněné. Vlastná rektifikačná kolona mala vnútornýpriemer 25 mm, bola naplněná kovovými Spirálami priemeru 3 mm. Celková výška náplně132 cm bola rozdělená na tri časti, ktorých dťžka bola v smere od hlavy kolony 19,66a 47 cm. Nástrek extraktívneho rozpúšťadla sa privádzal pri teplote miestnosti 24 °C medziprvú a druhu část, nástrek suroviny pri rovnakej teplote medzi druhů a tretiu časťkolony, Pri dávkovaní 1,2-propándiolu-599 g/h a suroviny 198 g/h za refluxného poměru6 : 1 sa v ustálenom stave získal destilát, obsahujúci okrem metylacetátu 2,4 % hmot.metylformiátu, 0,2 % hmot. metanolu a,0,1 % hmot. vody, prišom výťažok bol 98,6 %,počítané na čistý metylacetát. >- Příklad 2

Na podobnom laboratórnom zariadení ako v příklade 1, rozšírenom o sklenú regene-račnú kolonu 3 varákom, destilačnou hlavou a zásobníkom destilátu, sa spracovalazmes metylaoetát-metanol, obsahujúca ,7.0,1 % hmot. metylacetátu. Regeneračně kolonabola rovnakého priemeru a mala rovnaký typ náplně ako extraktívna kolona. íl

Claims (2)

1. 3 CS 273000 B1 $ i I- Zatial’ oo extraktívna destiláoia a 1,2-propándiolom sa uskutečnila za barometrickéhotlaku, regeneráoia extraktívneho rozpúšťadla aa robila za tlaku 25 kPa na hlavě regene-račnej kolony. Počet teoretických etáží vrátane kondenzátora a vařáku na extraktívnejkoloně 20, na regeneráčnej koloně 7, O extraktívnej kolony sa nástrek extraktívnehorozpúšíadla privádzal do výšky 4. teoretickej etáže, nástrek zmesi metylacetát-metanoldo výšky 12. teoretickej etáže, pošítané od hlavy kolony. Nástrek destilaoného zvyškudo regeneráčnej kolony vstupoval vo výške 5. teoretickej etáže, počítané od hlavykolony. 7 ustálenom stave pri nástreku.220 g/h suroviny o teplota 57 °C, 665 g/h extrak-tívneho rozpúš-Žadla o teplote 20 °0 sa získal z extraktívnej kolony destilát, ob3ahu-júci 98,9 JS hmot. metylacetá-tu a T,1 % hmot. metanolu, pričom výt'ažok bol 99,4 %·Destilát z regeneráčnej kolony raal zloženie 1,3 % hmot. metylacetátu, 98,7 % hmot.metylalkoholu a stopy 1,2-propándiolu. Zloženie recirkulovaného extraktívneho rozpúš-tadla sa ustálilo na 0,4 % hmot. metanolu a 99,6 % hmot. propylénglykolu. PREDMET VYNÁLEZU

   1. Sposob oddeíovania metylacetátu z. jeho zníesí s metanolom extraktívnou destiláciou,vyznačujúoi sa tým, že sa tieto zmesi za přídavku 1,2-propándiolu ako extraktívnehorozpúšťadla rektiíikujú, pričom sa odoberá ako destilát metylaoetát a ako destilač-ný zvyšok zmes 1,2-propándiolu a-metanolu, ktorá sa áalej spracováva.
2. 2. Spčsob podl’a bodu 1, vyznačujúoi sa tým, že sa destilačný zvyšok, t.j. zmes 1.2- propándiolu a metanolu rektifikuje s výhodou za zníženého tlaku a získaný 1.2- propándiol sa vedie naspat* na extraktívnu destiláciu ako extraktivně roz-púšťadlo.