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

Description

Yywáiňz aa týká spdsobu oddeíováhia metylacetátu z jeho zmesi s metanolom extraktívnou destiláciou s 1,2-propándiolom-CpropyléngLykolom).

-t *

Metylaoetát, ktorý vzniká okrem .‘ináho i ako vedlejší produkt pri hydrolýze polyvinylacetátu na polyvinylalkohol vo vodnometanolickom roztoku, je žiadaným rozpúšťadlom najma v priemysle nátěrových látok. Z reakoného roztoku sa oddeíuje destilaone vo formě zmesi s metanolom. Tieto zlóžky tvoria azeotropiokú zmes, ktorá za barometrického tlaku má obsah metylacetátupřibližné 81 % hmot. a teplotu varu 54 °C veťmi blízku teplote varu čistých zložiek, ‘najma metylacetátu (57 °C), ale i metanolu

64,5 °C). Za týchto okolností preto nie je možné rektifikáciou roztoku metylacetátu s metanolom izolovať vysokokoncentrovaný metylaoetát. Podobné problémy sú však i v případe, že metylaoetát bol syntetizovaný esterifikáoiou kyseliny octovéJ prebytkom metanolu. Přitom šírsiemu využitiu tejto zmesi bránia hygienické dSvody vzhťadom na vysoký obsah zdravotně závadného metanolu.

Pretože změna zloženia azeotropu metylaoetát-metanol so změnou tlaku je (podťa Ž.fiz.chim. 41.»¹²¹⁰ 0967)) poměrně malá, nie je dostatečné efektívna separácia rektifikáciou pri dvooh rozdielnyoh tlakooh. Uvedená zmes však možno rozdělit’ špeoiálnymi destilačnými postupmi, ako sú ažeotropická destilácia napr. s chloroformom' (Ž.fiz.chim. JO, 379 (1957)), alebo extraktívna destilácia. Azeotropioká destilácia zmesi metylaoetát-metanol s ohloroformom je ovšem relativné zložitá, pretože tento systém sa vyznačuje tromi binárnymi a tiež ternárnym azeotropom. Známými rozpúšťadlami pre extraktívnu destiláciu zmesi metylacetátu s metanolom sú etylónglykol podťa USA pat. 2 636 050, etylénglykolmonoetyláter podťa NSR pat. 1 070 165, alebo voda podťa jap. pat. 1570 53.

Etylénglykol je v tomto případe účinné extraktivně rozúšťadlo, má však poměrně vysoké výparné teplo, čo nepriaznivo ovplyvňuje tepelné požiadavky procesu. Okrem toho je silné hygroskopioký, čo zvyšuje nároky na jeho regeneráoiu. Nevýhodou je i jeho zdravotná závadnosť. Použitie etylénglykolmonoetyléteru eliminuje sice hlavné nedostatky etylénglykolu, avšak toto extraktivně rozpúšťadlo je menej účinné a proces potom vyžaduje účinnejšiu kolonu a teda vyššie investičné nároky. Navýše je z uvažovaných extraktívnych rozpúšťadiel zo zdravotného hťadiska najnebezpečnejší. Voda je dobrá dostupná i doatatočne účinná, má však veimi vysoké výparné teplo a separácia metanolu od vody je náročnejšia ako oddelenie metanolu od etylénglykolmonoetyléteru.

Podťa tohoto vynálezu sa metylaoetát z jeho zmesi s metanolom oddeíuje extraktívnou destiláciou s 1,2-propándiolom, pričom sa odoberá ako destilát metylaoetát a ako destilačný zvyšok zmes 1,2-propándiolu a metanolu. Tento destilačný zvyšok sa može rektifikovať, s výhodou za sníženého tlaku a získaný 1,2-propándiol sa potom vedie naspat’ na extraktívnu destiláciu ako extraktivně rozpúšťadlo.

Výhodou sposobu separáoie metylacetátu z jeho zmesi s metanolom za přídavku

1.2- propándiolu, ako extraktívneho rozpúšťadla, je zníženie tepelnej náročnosti procesu, okrem toho 1,2-propándiol je menej hygroskopioký a zdravotně podstatné menej závadný ako etylénglykol. Salšou výhodou je, že regenerácia 1,2-propándiolu z destilačného zvyšku extraktívnej destilácie rektifikáciou je relativné jednoduchá.

Ako surovina sa na extraktívnu destiláciu mčže nastrekovať zmes metylacetátu s metanolom, odpadajúoa pri výrobě polyvinylalkoholu. Táto zmes može obsahovať i malé množstva ňalších látok, napr. mravčap, metylový a vodu. V tomto případe po spracovaní postupom podťa vynálezu prechádza mrávčan metylový do destilátu, avšak destilát má podstatné znížený obsah vlhkosti, pretože voda prevážne odchádza v destilačnom zvyšku extraktívnej destilácie spolu s metanolom a 1,2-propándiolom. Přitom regeneráoiu

1.2- propándiolu možno viesť tak, že voda přejde spolu s metanolom do destilátu. Tiež zmesi metylacetátu s metanolom, vznikajúoe pri výrobě metylacetátu esterifikáoiou

ář kyseliny octovej nadbytkom metanolu možno spraoovať ako surovinu postupom extraktívnej destilácie s 1,2-propándiolom na jednotlivé zložky.

Extraktívnu destiláclu možno robit za atmosférického tlaku na hlavě kolony.

Přitom extraktivně rozpúšíadlo 1,2-propándiol sa spravidla nastrekuje blízko hlavy kolony, napr. při teplote okolia, zatiať čo surovina metylaoetát-metanol sa vaščinou privádza do dolnej polovice kolony, nďpr. zohriata na teplotu varu. Podťa zloženia suroviny a požadovanej kvality destilátu třeba upraviť veíkosť kolony, počet etáží a 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 je výhodné robit* rektifikáoiou za zníženého tlaku, čím sa využije tepelný obsah tohoto testilačného zvyšku a navýše zodpovedsjúcim znížením teploty vařáku při regeneráoii sa zamedzuje možnosti rozkladu 1,2-propándiolu. Z charakteru rovnováhy kvapalina-para systému metanol-1,2-propándiol vyplývá, že regenerácia 1,2-propándiolu je menej náročná z hťadiska potřebného počtu teoretických etáží než extraktivně destiláoia. Propylónglykol, ktorý sa odoberá z regeneračnej kolony ako destilačný zvyšok, mfiže obsahovat menšie mnóžstvá metanolu. I v tomto případe je však použitelný na reoirkuláciu do extraktívnej kolony, aj keó zvyšujúoi sa obsah metanolu v recirkulovanom 1,2-propándiole zhoršuje podmienky extraktívnej destilácie.

Postup podlá tohoto vynálezu umožňuje rozdělit' na zložky azeotropiokú zmes metylaoetátu s metanolom. Rovnako úspěšně možno však týmto postupom separoval? metylaoetát a metanol zo zmesx iného zloženia ako azeotropiokého, napr. i zo zmesí s vyšším obsahom metanolu, alebo dočistit metylacetát s nižším obsahom metanolu ako zodpovedá zloženiu azeotropu.

Salšie podrobnosti sú zřejmé z nasledujúoioh príkladov, typických, avšak nie obmedzujúcich postup podťa vynálezu. ,

Příklad 1

Na laboratórnom zariadení sa kontinuálnej extraktívnej destiláoii za barometrického tlaku s 1,2-propándiolom podrobila surovina obsahujúoa 64,2 % hmot. metylaoetátu,

34,2 % hmot. metanolu, 1,6 % hmot. metylformiátu a 0,6 % hmot. vody. Použité zariadenio sa skládalo z reaktifikačnej kolony, vařáku, destilačnej hlavy s elektromagnetickou reguláciou refluxu, piestovýoh čerpadiel suroviny a extraktívneho rozpúšťadla, zásobníkov týohto látok ako i destilátu a destilačného zvyšku. Rektifikačná kolona, vařák, hlava a zásobníky boli skleněné. Vlastná rektifikačná kolona mala vnútorný priemer 25 mm, bola naplněná kovovými Spirálami priemeru 3 mm. Celková výška náplně 132 cm bola rozdělená na tri časti, ktorých dťžka bola v smere od hlavy kolony 19,66 a 47 cm.

Nástrek extraktívneho rozpúšťadla sa privádzal pri teplote miestnosti 24 °C medzi prvú a druhů časť, nástrek suroviny pri rovnakej teplote medzi druhů a tretiu časť kolony, Pri dávkovaní 1,2-propándiolu-599 g/h a suroviny 198 g/h za refluxného poměru 6 : 1 sa v ustálenom stave získal destilát, obsahujúci okrem metylaoetátu 2,4 % hmot. metylformiátu, 0,2 % hmot. metanolu a,0,1 % hmot. vody, pričom výťažok bol 98,6 %, počítané na čistý metylacetát. >Příklad 2

Na podobnom laboratórnom zariadení ako v příklade 1, rozšírenom o sklenú regeneračnú kolonu 3 varákom, destilačnou hlavou a zásobníkom destilátu, sa spracovala zmes metylaoetát-metanol, obsahujúoa ..7.0,1 % hmot. metylaoetátu. Regeneračně kolona bola rovnakého priemeru a mala rovnaký typ náplně ako extraktívna kolona.

íl $

i

IZatial’ čo extraktívna destiláoia a 1,2-propándiolom sa uskutečnila za barometrického tlaku, regeneráoia extraktívneho rozpúšťadla sa robila za tlaku 25 kPa na hlavě regeneračnej kolony. Počet teoretických etáží vrátane kondenzátore a vařáku na extraktívnej koloně 20, na regeneráčnej koloně 7. U extraktívnej kolony sa nástrek extraktívneho rozpúšíadla privádzal do výšky 4. teoretickéj etáže, nástrek zmesi metylacetát-metanol do výšky 12. teoretickáj etáže, počítané od hlavy kolony. Nástrek destilačného zvyšku do regeneračnej kolony vstupoval vo výške 5. teoretickéj etáže, počítaná od hlavy kolony.

V ustálenom stave pri nástreku.220 g/h suroviny o teplote 57 °C, 665 g/h extraktívneho rozpúšťadla o teplote 20 °C sa získal z extraktívnej kolony destilát, ob3ahujúci 98,9 % hmot. metylacetátu a T,1 % hmot. metanolu, pričom výťažok bol 99,4 %· Destilát z regeneračnej kolony raal zloženie 1,3 % hmot. metylacetátu, 98,7 % hmot. metylalkoholu a stopy 1,2-propándiolu. Zloženie recirkulovaného extraktívneho rozpúšťadla sa ustálilo na 0,4 % hmot. metanolu a 99,6 % hmot. propylénglykolu.

Claims (2)

1. PREDMET VYNÁLEZU

   1. Sposob oddeíovania metylacetátu z. jeho zníesí s metanolom extraktívnou destiláciou, vyznačujúci sa tým, že sa tieto zmesi za přídavku 1,2-propándiolu ako extraktívneho rozpúšťadla rektifikujú, pričom sa odoberá ako destilát metylacetát a ako destilačný zvyšok zmes 1,2-propándiolu a-metanolu, ktorá sa áalej spracováva.
2. 2. Spůsob podl’a bodu 1, vyznačujúci sa tým, že sa destilačný zvyšok, t.j. zmes

   1.2- propándiolu a metanolu rekťifikuje s výhodou za zníženého tlaku a získaný

   1.2- propándiol sa vedie naspat* na extraktívnu destiláciu ako extraktivně rozpúšťadlo.