CZ300404B6 - Zpusob odvodnování organických kapalin - Google Patents

Zpusob odvodnování organických kapalin Download PDF

Info

Publication number
CZ300404B6
CZ300404B6 CZ20012008A CZ20012008A CZ300404B6 CZ 300404 B6 CZ300404 B6 CZ 300404B6 CZ 20012008 A CZ20012008 A CZ 20012008A CZ 20012008 A CZ20012008 A CZ 20012008A CZ 300404 B6 CZ300404 B6 CZ 300404B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
molecular sieve
mixture
ammonia
water
solution
Prior art date
Application number
CZ20012008A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ20012008A3 (cs
Inventor
Nicholas Coker@Eric
Duncan Oldroyd@Richard
John Smith@Warren
Original Assignee
Bp Chemicals Limited
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GBGB9827099.4A external-priority patent/GB9827099D0/en
Priority claimed from GBGB9904910.8A external-priority patent/GB9904910D0/en
Priority claimed from GBGB9906298.6A external-priority patent/GB9906298D0/en
Application filed by Bp Chemicals Limited filed Critical Bp Chemicals Limited
Publication of CZ20012008A3 publication Critical patent/CZ20012008A3/cs
Publication of CZ300404B6 publication Critical patent/CZ300404B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/74Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation
    • C07C29/76Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16Alumino-silicates
    • B01J20/18Synthetic zeolitic molecular sieves
    • B01J20/186Chemical treatments in view of modifying the properties of the sieve, e.g. increasing the stability or the activity, also decreasing the activity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/2803Sorbents comprising a binder, e.g. for forming aggregated, agglomerated or granulated products
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28078Pore diameter
    • B01J20/28083Pore diameter being in the range 2-50 nm, i.e. mesopores
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34Regenerating or reactivating
    • B01J20/3408Regenerating or reactivating of aluminosilicate molecular sieves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34Regenerating or reactivating
    • B01J20/3483Regenerating or reactivating by thermal treatment not covered by groups B01J20/3441 - B01J20/3475, e.g. by heating or cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34Regenerating or reactivating
    • B01J20/3491Regenerating or reactivating by pressure treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/48Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C67/56Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by solid-liquid treatment; by chemisorption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/50Aspects relating to the use of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/56Use in the form of a bed

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Abstract

Zpusob odvodnování organických kapalin smísených s vodou zahrnuje uvedení smesi do kontaktu s molekulovým sítem a je charakteristický tím, že se molekulové síto pred uvedením do kontaktu se smesí ošetrí tak, že se redukuje jeho koncentrace kyselinových míst a získá se amoniaková teplotní desorpcní hodnota TPD 18 mmol/g nebo nižší.

Description

Způsob odvodňování organických kapalin
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu odvodňování organických kapalin, zejména alkoholů, za použití molekulových sít, která se před uvedením do kontaktu s těmito organickými kapalinami ošetřením upravila pro absorpci vody z těchto kapalin.
Dosavadní stav techniky
Alkoholy a estery se zpravidla produkují v prostředí obsahujícím vodu nebo vlhkost, která se účastní jako reakční složka hydratace olefínů na alkoholy nebo vzniká jako vedlejší produkt při kondenzační reakci mezi karboxylovou kyselinou a alkoholem, jejímž hlavním produktem je ester. Vyrobený alkohol a ester jsou zpravidla kontaminované mj. vodou. Pokud se pro výrobu alkoholu, jakým je například ethanol nebo isopropanol, použije syntetický způsob hydratace olefinů, jakým je například ethylen nebo propylen, potom je reakční složkou voda a je tedy nevyhnutelné, aby byl produkt kontaminován vodou. Alkoholy vyrobené biofermentačními způsoby ze zemědělských surovin, například z kukuřice, cukrovky a cukrové třtiny, a alkoholy vyrobené zpracováním biomasy, jakou jsou například zemědělské zbytky, bylinné plodiny, odpadní papír a celulóza nebo komunální odpad, jsou rovněž kontaminovány vodou. Způsoby odstraňování vody z takových produktů jsou komplikovány tím, že například ethanol tvoří s vodou azeotrop, což znesnadňuje jeho odvodňování. V tomto případě musí být použity nešikovné a drahé postu25 py. Z různých metod navržených pro odvodňování vodných alkoholů lze za typické považovat následující postupy: použití iontoměníčových pryskyřic (DE-A 4 118 156); před odpařením za použití membrán (JP-A 04 308 543); působení ortho-esteru a následné vedení přes sérii katalytických loží (DD-A 278 136); reakce s 2,2-dialkoxypropanem na katalytickém loži obsahujícím kyselou iontoměničovou pryskyřici a kyselý zeolit (DD-265 139); selektivní extrakci ethanolu ve směsi do kapalného oxidu uhličitého (EP-A 231 072); použití kombinace extrakce kapalným oxidem uhličitým a molekulového síta a následná frakční destilace (EP-A 233 692); azeotropní destilace v přítomnosti lapače, jakým je například cyklohexan; a samozřejmě použití různých typů molekulových sít nebo zeolitů (EP-A 205 582, GB-A 2 151 501, EP-A 142 157, EP-A 158 754, US-A 4 407 662, US-A 4 372 857, GB-A 2 088 739 a FR-A 2 719 039). Použití mole35 kulových sít je atraktivní metodou, která je relativně jednoduchá a finančně nenáročná. V posledním jmenovaném patentovém dokumentu FR-A 2 719 039 je základním znakem použití předehřátého částečně vysušeného alkoholu pro regeneraci použitých molekulových sít.
Jedním z problémů, které souvisejí s použitím běžných molekulových sít, je zpravidla tvorba vedlejších produktů například v důsledku zvratu olefinové hydratační reakce, tj. zpětné konverze ísopropanolu na propylen a vodu, nebo v důsledku hydrolýzy esteru zpět na reakční alkohol a karboxylovou kyselinu, které způsobí nejen ztrátu hodnotného produktu ale i rovněž chemikálie a úsilí a energie spotřebovaných při prvotné hydrataci resp. esterífíkaci.
Nyní se zjistilo, že příčinu tohoto zvratu a následné ztráty čistoty lze eliminovat, pokud se molekulová síta před uvedením do kontaktu s vodnými organickými kapalinami ošetří způsobem podle vynálezu.
Podstata vynálezu
Vynález tedy poskytuje způsob odvodňování organických kapalin smíšených s Yodou, který zahrnuje uvedení této směsi do kontaktu s molekulovým sítem a který je charakteristický tím, že se molekulové síto před uvedením do kontaktu s touto směsí ošetří tak, že se redukuje jeho kon55 centrace kyselinových míst a získá se amoniaková TPD hodnota 18 pmol/g nebo nižší.
- 1 CZ 300404 B6
Výrazem „molekulové síto“ se zde a v celém popisu rozumí síto jako takové nebo síto navázané ve vazebném činidle nebo svázané pomocí tohoto činidla.
Výrazem „amoniaková TPD hodnota“ se zde a v celém popise rozumí amoniaková teplotní desorpční hodnota, která označuje množství amoniaku uvolněného z molekulového síta potom, co bylo toto síto zcela nasyceno amoniakem a následně podrobeno tepelné desorpci až do okamžiku, kdy již nedošlo k uvolňování žádného dalšího amoniaku. Výraz „amoniaková TPD hodnota“ jako takový reprezentuje koncentraci kyselinových míst v molekulovém sítu, která jsou io přístupná pro amoniak. Koncentraci kyselinových sít lze samozřejmě definovat i pomocí dalších známých charakterizačních technik, jakými jsou například infračervená spektroskopie a mikrokalorimetrie. Amoniaková TPD hodnota molekulových sít použitých v rámci vynálezu pro odvodňování je vhodně stanovena zahřátím předem odváženého množství komerčního vzorku molekulového síta na zvýšenou teplotu, například přibližně 150 °C, rychlosti přibližně 10 °C/min v inertní atmosféře, následným snížením teploty předehřátého síta na přibližně 100 °C v inertní atmosféře, která se udržuje delší dobu, například přes noc, a následným opakovaným ohřátím amoniakem nasyceného síta na přibližně 700 °C rychlosti 10°C/min a stanovením množství amoniaku, které se uvolní z molekulového síta. Toto stanovení lze provádět titrací uvolněných plynů za použití ředěného roztoku minerální kyseliny, jakým je například 0,02N roztok kyseliny chlorovodíkové.
V případě komerčně dostupných molekulových sít, které se nacházejí v tzv. „formě draselného kationu“, je amoniaková TPD hodnota zpravidla vyšší než 19 pmol/g a zpravidla se pohybuje v rozmezí od 19 do 25 pmol/g. Po předběžném ošetření však amoniaková TPD hodnota ošetřené25 ho molekulového síta klesne na hodnotu 18 pmol/g nebo nižší, vhodně na hodnotu nižší než 15 pmol/g a výhodně nižší než 12 pmol/g, například 1 až 11,5 pmol/g.
Molekulová síta, která jsou schopna adsorbovat vodu ze směsi vody s alkoholem, jsou známá. Tato molekulová síta jsou zpravidla krystalická, ačkoliv použití příslušného síta není pro způsob podle vynálezu významné. Nicméně tato síta by měla být schopna za adsorpčních podmínek adsorbovat alespoň 2 % hmotn. vody, například 2 až 30 % hmotn./hmotn., výhodně přibližně 5 až 25 % hmotn ./hmotn. Tímto sítem je zpravidla zeolitové molekulové síto se středním průměrem póru přibližně 0,3 nm. Typickými příklady takových molekulových sít jsou zeolity typu A, zejména 3A, nicméně lze použít í další síta s rozdílnými průměry pórů, například 4A a 5A.
Téměř všechna komerčně dostupná molekulová síta, která byla doposud používána při odvodňování zejména alkoholů a která jsou prodávána v „formě draselného kationu“, mají amoniakovou TPD hodnotu větší než 19 pmol/g. Typickými příklady takových komerčně dostupných zeolitových molekulových sít jsou síta prodávaná pod označením UOP AS-5078 a Ceca Siliporite NK30, nicméně taková molekulová síta lze rovněž získat i z jiných zdrojů. Tyto tzv. „formy draselného kationu“ jsou například popsány v EP-A 0 142 157, kde jsou použita jako taková pro odvodňování vodných alkoholů a způsobují tvorbu velkého množství vedlejších produktů, jakými jsou například olefiny, ethery a/nebo aldehydy. To je nepřijatelné nejen z toho důvodu, že vedlejší produkty mohou kontaminovat rozpouštědlový alkohol, který je ošetřen, ale v přítomnosti neošetreného molekulového síta mohou rovněž podléhat dalšímu rozkladu nebo polymeraci atd.
nežádoucím způsobem ovlivňovat kvalitu odvodněného alkoholu a následnou ztrátu alkoholové čistoty. Tyto nedostatky dokumentuje například patentová přihláška US-A 4 460 476 (2. sloupec, ř. 50-60) a rovněž níže uvedené příklady a kontrolní testy.
Znakem podle vynálezu je to, že tzv. zeolitová molekulární síta „ve formě draselného kationu“ lze před uvedením těchto sít do kontaktu s organickou směsí kapaliny a vody zpracovat snížením amoniakové TPD hodnoty na hodnoty, které nárokuje tato přihláška vynálezu, upravit je tak pro odvodňovací proces. Další ošetření se vhodně provádí uvedením komerčně dostupného molekulárního síta do kontaktu s roztokem amoniaku nebo soli alkalického kovu, jakou je například sůl sodíku nebo draslíku, a zejména dusičnan, který umožňuje záměnu všech reziduálních kat iontů vodíku v komerčním sítu za adiční kationty alkalického kovu. Cílem konečného průplachu je
-2CZ 300404 B6 potom odstranit veškeré zbytkové soli a kyseliny vyprodukované v důsledku iontoměničového postupu. Sůl alkalického kovu se vhodně použije ve formě vodného roztoku a použitá koncentrace vodného roztoku amoniaku nebo soli alkalického kovu bude záviset na povaze neošetřeného molekulového síta. Nicméně tato koncentrace se zpravidla pohybuje v rozmezí přibližně od
0,1 do 2 mol, výhodně přibližně od 0,05 do 0,5 mol. Toto ošetření neošetřeného molekulového síta se vhodně provádí při teplotě 10až90°C, a výhodně 20 až 70 °C. Tímto způsobem lze amoniakovou TPD hodnotu komerčního molekulového síta, jakým je například 3 A, zredukovat na hodnoty 18 pmol/g nebo nižší, vhodně na hodnotu nižší než 15 pmol/g, a výhodně na hodnotu nižší než μτηοΐ/g. Amoniaková TPD hodnota neošetřeného molekulového síta se zpravidla sníží io alespoň o 10 % a výhodně alespoň o 40 % před použitím odvodňovacího způsobu podle vynálezu. Alternativně lze výše zmíněné ošetření provádět na libovolném pojivovém činidle použitém při přípravě vázaného molekulového síta před tím, než se síto naváže do tohoto pojivového činidla nebo než je svázáno pomocí tohoto pojivového činidla. Ošetření by se mělo provádět v rozsahu, který umožní finálnímu vázanému molekulovému sítu dosáhnout výše specifikova15 ných rozmezí amoniakové TPD hodnoty. Typickými pojivý použitými při navázání molekulových sít jsou montmorillonity, kaolin, sépiolity a attapulgity. Při odvodňovacím způsobu podle vynálezu se molekulové síto se sníženou amoniakovou TPD hodnotou uvede do kontaktu se směsí organické kapaliny a vody, která má být odvodněna. Toto lze provádět vsázkově nebo kontinuálně například naplněním kolony určitým množstvím molekulového síta v podstatě pro20 stého kyseliny a následným vedením směsi, která má být odvodněna, touto kolonou. Rychlost průchodu směsi, která má být odvodněna, naplněnou kolonou je taková, aby poskytla odpovídající kontaktní dobu mezi směsí a sítem. Tato kontaktní doba by měla být samozřejmě závislá na:
a povaze organické kapaliny ve směsi;
b množství vody ve směsi;
c kapacitě použitého molekulového síta; d teplotě a tlaku, při kteiých se kontakt realizuje; a e tom, zda-li se směs nachází v kapalné nebo plynné fázi.
Tato kontaktní doba se zpravidla pohybuje v rozmezí od 15 s do 5 min pro jednotkový objem směsi, který prochází jednotkovým objemem molekulového síta. Pokud je směs například kapalnou směsí vody a isopropanolu aje vedena přes předem ošetřené krystalické 3A molekulové síto při teplotě přibližně 110 až 120 °C, potom se tato kontaktní doba bude pohybovat v rozmezí přibližně od 30 s do 3 min, například bude trvat 1 min pro jednotkový objem směsi vedený přes jednotkový objem ošetřeného molekulového síta. Při realizaci tohoto procesu lze z paty takové kolony, za předpokladu, že je do hlavy kolony zavedena směs, která má být odvodněna, izolovat organickou kapalinu v podstatě prostou vody.
V závislost na účinnosti molekulového síta lze použité síto, které může být nasyceno vodou, regenerovat, tj. adsorbovanou vodu desorbovat buď technikami střídavé teplotní desorpce, nebo střídavé tlakové desorpce. Při metodě střídavé teplotní desorpce se přes použité molekulové síto vede proud horké tekutiny, která vytlačí adsorbovanou vodu ze síta. Při daném tlaku se množství adsorbované vody se vzrůstající teplotou snižuje. V případě metody střídavé tlakové desorpce, lze desorpce adsorbované vody dosáhnout významným snížením tlaku oproti tlaku, při kterém se prováděla ad sorpce. Účinnost odvodňovacího způsobu lze zvýšit souběžným provozem dvou kolon, kdy jedna z kolon pracuje v adsorpčním režimu a druhá z kolon pracuje v desorpčním režimu a směs, která má být ošetřena se vede kolonou pracující v adsorpčním režimu, což umožňuje v podstatě kontinuální provoz.
Způsob podle vynálezu je vhodný zejména pro odvodňování alkoholů, jakými jsou například ethanol, isopropanol, sekundární butanol a terciální butanol a alifatické esteiy, jakými jsou například m-propylformiát, ethylacetát, butylacetát, methylpropionát a ethylisobutyrát, pokud jsou vyráběny syntetickým způsobem, například alkoholy připravované olefínovými hydratačními postupy, nebo pokud jsou připravovány biologickou fermentaeí zemědělských surovin, jakými
-3CZ 300404 B6 jsou například kukuřice, cukrovka a melasa, přičemž poslední jmenovaný způsob zahrnuje alkoholy, zejména směsi ethanolu a vody, připravené zpracováním biomasy, jakou tvoří například zemědělské zbytky, bylinné plodiny, odpadní papír a celulóza a komunální pevný odpad.
Vynález bude dále ilustrován pomocí následujících příkladů a kontrolních testů (ne podle vynálezu), které mají pouze ilustrativní charakter a nikterak neomezují rozsah vynálezu, který je jednoznačně vymezen přiloženými patentovými nároky.
Příklady provedení vynálezu
V následujících příkladech a kontrolních testech se testovaly dva komerční produkty molekulových sít modifikovaných draslíkem pomocí iontoměničového způsobu (zeolit 3A), konkrétně UOP AS-5078 (Universal Oil Products) a Ceca Siliporite NK30 (Ceca), což jsou síta, která již is byly svázána pomocí pojivá.
A. Ošetření molekulového síta
Pro ošetření těchto komerčně dostupných molekulových sít dalším množstvím solí alkalických 20 zemin, jehož cílem bylo snížit kyselost těchto komerčních vzorků, se použil následující postup:
Rozpuštěním dusičnanu draselného (2,05 g, Sigma Aldrich) v destilované vodě (200 ml) se připravil vodný roztok dusičnanu draselného (0,lM). Výsledný roztok dusičnanu draselného se nalil do nádoby obsahující zeolitové 3A molekulové síto (75 g). Nádoba se uzavřela a periodicky míchala 20 h při teplotě okolí. Získaná molekulová síta iontoměničově modifikovaná kationty draslíku se přefiltrovala, 3x propláchla dalšími alikvotními podíly destilované vody (200 ml každý) a vysušila v peci při 140 °C. Takto modifikovaná molekulová síta se následně rozdrtila a přesela ve snaze získat síta s průměrnou velikostí částic přibližně 0,5 až 0,85 mm, která jsou vhodná pro zkušební odvodňovací testy.
B, Experimenty s teplotně řízenou desorpcí amoniaku
Do křemenné U-trubice se přesně odvážilo 300 mg neošetřeného komerčního molekulového síta a napojilo na zařízení pro stanovení amoniakové TPD hodnoty. Vzorek se zahříval rychlostí
10 °C/min v proudu dusíku na 150 °C a při této teplotě udržoval 1 h. Teplota se následně snížila na 100 °C a vzorek se za použití 1% amoniaku v proudu dusíku nasytil amoniakem. Po celonočním proplachování dusíkem při 100 °C se vzorek ohřál rychlostí 10 °C/min na 700 °C. Desorobovaný amoniak se kontinuálně titroval 0,02N roztokem kyseliny chlorovodíkové.
Jeden čerstvý vzorek UOP AS-5078 a Ceca Siliporite NK30 sít se iontoměničově modifikoval kationty draslíku (způsobem naznačeným ve výše uvedené části A). Každý vzorek se potom samostatně podrobil dvěma dalším iontovým výměnám s draselnými ionty prováděným obdobným způsobem, čímž se získala „třikrát iontoměničově modifikovaná“ síta.
Celkové množství amoniaku desorbované z čerstvého síta a z „„třikrát iontoměničově modifikovaných“ sít jsou shrnuty v níže uvedené tabulce 1. „Třikrát iontoměničově modifikovaná“ síta vykazovala 55% amoniakovou adsorpční kapacitu v porovnání s čerstvým (neošetřeným) UOP vzorkem a pouze 48% kapacitu v porovnání s čerstvým (neošetřeným) Ceca vzorkem.
-4CZ 300404 B6
Tabulka 1: celkové množství amoniaku desorbo váného z molekulových sít při 700 °C
Čerstvý UOP AS-5078
3x iontoměničově modifikovaný UOP AS-5078
Čerstvý Ceca Siliporíte MK30
3x iontoměničově modifikovaný Ceca Siliporíte MK30
20,7 gmol/g 11,4 gmol/g 19,6 gmol/g 9,5 gmol/g
C. Odvodňovací testy io (a)-Isopropanol
Odvodňovací test se prováděl následujícím způsobem. Adsorpční lože tvořené 30 ml draslíkovým iontem iontoměničově modifikovaného molekulového síta z kroku (A) se umístilo do skleněného reaktoru, načež se do reaktoru zavedlo 5 ml aluminových perliček použitelných jako inertní předehřívací lože a tyto perličky se od adsorpčního lože oddělily malým množstvím skelné vaty.
Naplněný skleněný reaktor se fixoval na místě a 16 h ohříval za proudění plynného dusíku (50 ml/min) na 300 °C. Adsorpční lože se následně ochladilo na 120 °C a rychlost proudění dusí20 ku se snížila na 25 ml/min. Modelová azeotropní propanolová směs obsahující 88 % hmotn./hmotn. isopropanolu a 12 % hmotn./hmotn. destilované vody se vedla adsorpčním ložem rychlosti 2 ml/h. Za reaktor se umístila jímací nádoba (udržovaná při teplotě okolí), do které se jímala odvodněná (bezvodá) kapalina. Plynný vzorek se jímal za nádobou pro jímání kapaliny. Plyn opouštějící jímací nádobu se analyzoval v pravidelných intervalech pomocí plynového chromato25 gramu propojeného s aluminovou KCI PLOT kapilární kolonou. Rozklad isopropanolu při průchodu draselným iontem iontoměničově modifikovaným molekulovým sítem naznačila přítomnost propylenu v plynném proudu opouštějícím jímací nádobu. Kapalné vzorky se shromáždily, zvážily a analyzovaly za použití plynného chromatogramu propojeného s kolonou naplněnou produktem Poropak S. Analýza shromážděných kapalných vzorků ukázala selektivní absorpci vody.
GC analýza neodhalila ve zkondenzovaných kapalných vzorcích žádné další detekovatelné produkty. Testy se zastavily před tím, než voda protrhla adsorpční lože. Výsledky testovaných molekulových sít (obou forem), čerstvé komerčně prodávané (podle známého stavu) a po modifikaci draselnými ionty podle vynálezu jsou uvedeny v tabulce 2.
-5CZ 300404 B6
Tabulka 2: Pozorovaná koncentrace propylenu mg/1 ve vypouštěných plynných proudech
Doba Proudění (h) UOP AS-5078 Ceca Siliporite® NK30
čerstvý* modifikovaný čerstvý* modifikovaný
0,00
0,10 1,94 0,00
0,17 0,00
0,33 1,01
0,35 1,52 0,00
0,60 0,00
0,73 0,67 0,69
1,02 0,40 0,86 0,00
1,25 0,74
1,38 0,00
1,50 0,39
1,55 0,38
1,74 0,43
2,00 0,00
2,25 0,00 0,32 0,00
2,72 0,00
3,07 0,00 0,43
3,27
3,67 0,00 0,34
4,17 0,00 0,22
4,64 0,27
5,48 0,29
6,85 0,23 0,00
9,38 0,17
*- kontrolní testy, ne podle vynálezu
Výše uvedené výsledky jasně ukazují, že rozklad isopropanolu na propylen během odvodňování na komerčně dostupných molekulových sítech se dramaticky sníží, pokud se síta před použitím modifikují draselnými ionty.
(b)-Ethanol
Odvodňovací test se prováděl následujícím způsobem. Adsorpční lože tvořené 30 ml UOP AS5078 molekulového síta nebo stejného draslíkovým iontem iontoměničově modifikovaného molekulového síta z kroku (A) se umístilo do skleněného reaktoru, načež se do reaktoru zavedlo
-6CZ 300404 B6 ml aluminových perliček použitelných jako inertní předehřívací lože a tyto perličky se od adsorpčního lože oddělily malým množstvím skelné vaty.
Naplněný skleněný reaktor se fixoval na místě a 16 h ohříval za proudění plynného dusíku 5 (50 ml/min) na 350 °C. AdsorpČní lože se následně ochladilo na 155 °C a rychlost proudění dusíku se snížila na 10 ml/min. Modelová azeotropní ethanolová směs obsahující 94,4 % hmotn./hmotn. ethanolu a 5,6 % hmotn./hmotn. destilované vody se vedla adsorpčním ložem rychlosti ml/h. Za reaktor se umístila jímací nádoba (chlazená za použití ledové lázně), do které se jímala odvodněná (bezvodá) kapalina. Odebrané kapalné vzorky se zvážily a analyzovaly na diethylio ether za použití plynného chromatogramu propojeného s CP Wax-57 CB kapilární kolonou.
Karl-Fischerova titri metrická analýza shromážděných kapalných vzorků ukázala, že došlo k adsorpci vody. Testy se zastavily před tím, než voda protrhla adsorpční lože.
Výsledky testovaných molekulových sít (obou forem), tj. čerstvé komerčně prodávané (podle is známého stavu) a po modifikaci draselnými ionty podle vynálezu, jsou uvedeny v tabulce 3.
Tabulka 3: Pozorovaná koncentrace diethyletheru (mg/l) ve vysušené kapalině
Doba proudění (min) Nemodifikovaný UOP AS-5078 Modifikovaný UOP AS-5078
180 76 4
240 77 5
300 79 7
360 69 8
Obsah vody v odvodněné kapalině <0,27% w/w <0,31% w/w
Výše uvedené výsledky jasně ukazují, že tvorba diethylether během odvodňování na komerčně dostupných molekulových sítech se dramaticky sníží, pokud se síta před použitím modifikuj í draselnými ionty.

Claims (19)

1. Způsob odvodňování organických kapalin smíšených s vodou, který zahrnuje uvedení směsi do kontaktu s molekulovým sítem, vyznačený tím, že se molekulové síto před uvedením do kontaktu se směsí ošetří tak, že se redukuje jeho koncentrace kyselinových míst a získá se
35 amoniaková teplotní desorpční hodnota PD 18 mmol/g nebo nižší.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že se molekulové síto ošetří tak, že se redukuje jeho koncentrace kyselinových míst a že se získá amoniaková TPD hodnota 1 až
11,5 mmol/g.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že molekulovým sítem je zeolitové molekulové síto mající střední průměr póru přibližně 0,3 nm.
-7 CZ 300404 B6
4. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že uvedené molekulové síto je ve formě draselného kationtů.
5. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že se předběžné 5 ošetření molekulového síta provádí uvedením tohoto molekulového síta do kontaktu s roztokem amoniaku nebo do kontaktu s roztokem soli alkalického kovu.
6. Způsob podle nároku 5, vyznačený tím, že uvedeným roztokem je roztok dusičnanu sodného nebo dusičnanu draselného.
io
7. Způsob podle nároku 5 nebo 6, vyznačený tím, že uvedený roztok má koncentraci 0,01 až 2 mol.
8. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že se uvedené is předběžné ošetření provádí pří teplotě 10 až 90 °C.
9. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že předběžné ošetření způsobí snížení TPD hodnoty molekulového síta alespoň o 40 %.
20
10. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že uvedené molekulové síto je svázáno pojivém.
11. Způsob podle nároku 10, vyznačený tím, že uvedené pojivo tvoří montmori Honit, kaolin, sépiolit nebo atapullgit.
12. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že po předběžném ošetření se směs uvede do kontaktu s předem ošetřeným molekulovým sítem, které se umístí do kolony, kterou se směs následně vede.
30
13. Způsob podle nároku 12, vyznačený tím, že se směs uvede do kontaktu s předem ošetřeným molekulovým sítem při teplotě 110 až 120 °C.
14. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že dále zahrnuje regeneraci molekulového síta, která následuje po uvedení molekulového síta do kontaktu se
35 směsí.
15. Způsob podle nároku 14, vyznačený tím, že se regenerační krok provádí střídavou teplotní desorpcí nebo střídavou tlakovou desorpcí.
40
16. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že organická kapalina obsahuje alkohol.
17. Způsob podle nároku 16, vyznačený tím, že se alkohol zvolí ze skupiny sestávající z ethanolu, isopropanolu, sekundárního butanolu a terciálního butanolu.
18. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že organická kapalina obsahuje ester.
19. Způsob podle nároku 18, vyznačený tím, že uvedený ester se zvolí ze skupiny 50 sestávající z «-propy lformiátu, ethylaeetátu, butylacetátu, methylpropionátu a ethylisobutyrátu.
CZ20012008A 1998-12-10 1999-11-19 Zpusob odvodnování organických kapalin CZ300404B6 (cs)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9827099.4A GB9827099D0 (en) 1998-12-10 1998-12-10 A method of dewatering organic liquids
GBGB9904910.8A GB9904910D0 (en) 1999-03-03 1999-03-03 A method of dewatering organic liquids
GBGB9906298.6A GB9906298D0 (en) 1999-03-18 1999-03-18 A method of dewatering organic liquids

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20012008A3 CZ20012008A3 (cs) 2001-11-14
CZ300404B6 true CZ300404B6 (cs) 2009-05-13

Family

ID=27269580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20012008A CZ300404B6 (cs) 1998-12-10 1999-11-19 Zpusob odvodnování organických kapalin

Country Status (18)

Country Link
US (1) US6582607B2 (cs)
EP (1) EP1137619B1 (cs)
JP (1) JP2002531538A (cs)
KR (1) KR100650964B1 (cs)
AT (1) ATE250567T1 (cs)
AU (1) AU756131B2 (cs)
BR (1) BR9916057B1 (cs)
CA (1) CA2353919A1 (cs)
CZ (1) CZ300404B6 (cs)
DE (1) DE69911644T2 (cs)
HU (1) HUP0104714A3 (cs)
MY (1) MY119876A (cs)
NO (1) NO326933B1 (cs)
NZ (1) NZ512268A (cs)
SA (1) SA00200909B1 (cs)
SK (1) SK7812001A3 (cs)
TW (1) TW495383B (cs)
WO (1) WO2000034217A1 (cs)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6743745B2 (en) * 2002-01-22 2004-06-01 Zeochem Process for production of molecular sieve adsorbent blends
FR2850963B1 (fr) * 2003-02-11 2005-03-25 Ceca Sa Adsorbants agglomeres, leur procede de preparation et leur utilisation pour le sechage de composes organiques
FR2868338B1 (fr) * 2004-03-31 2007-02-02 Ceca Sa Sa Composition zeolitique adsorbante, son procede de preparation et son utilisation pour l'elimination de h20 et ou h2s contenus dans des melanges gazeux ou liquides
CN100516111C (zh) * 2007-02-06 2009-07-22 四川大学 一种聚对二氧环己酮的合成方法及其反应装置
FR2940801B1 (fr) * 2009-01-06 2012-08-17 Arkema France Procede de fabrication d'un methacrylate de methyle derive de la biomasse
US8680344B2 (en) 2011-01-25 2014-03-25 Zeochem Llc Molecular sieve adsorbent blends and uses thereof
US9487469B2 (en) * 2013-08-09 2016-11-08 Gas Technology Institute Process for purification of methyl methacrylate using molecular sieve membranes
JP6380764B2 (ja) * 2013-12-20 2018-08-29 日本ゼオン株式会社 フッ素化炭化水素化合物の精製方法
CN105732378B (zh) * 2014-12-08 2018-09-07 厦门伟捷化工工程有限公司 一种有机含水混合物进行脱水提纯的方法
CN108486172B (zh) * 2018-04-04 2020-12-29 江南大学 一种两相法厌氧发酵产己酸的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2088739A (en) * 1980-11-28 1982-06-16 Coal Industry Patents Ltd Drying organic solvents
US5504259A (en) * 1992-10-29 1996-04-02 Midwest Research Institute Process to convert biomass and refuse derived fuel to ethers and/or alcohols

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4130484A (en) * 1976-06-28 1978-12-19 Phillips Petroleum Company Purification process
AU2815977A (en) * 1976-08-26 1979-03-01 Unique E L Three dimensional noughts and crosses
DE3146553A1 (de) * 1980-11-28 1982-09-09 Coal Industry (Patents) Ltd., London "verfahren zur behandlung wasserhaltiger organischer loesungsmittel"
US4319057A (en) * 1980-12-08 1982-03-09 Grain Processing Corporation Regeneration of molecular sieves
US4726818A (en) * 1984-12-20 1988-02-23 Union Carbide Corporation Bulk removal of water from organic liquids
US4894142A (en) * 1987-03-24 1990-01-16 Uop Hydrocracking process employing low acidity Y zeolite
US5316656A (en) * 1990-05-07 1994-05-31 Uop Hydrocarbon conversion processes with molecular sieve agglomerates having improved transport properties
US5143878A (en) * 1990-06-04 1992-09-01 Texaco Inc. Zeolite treating process

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2088739A (en) * 1980-11-28 1982-06-16 Coal Industry Patents Ltd Drying organic solvents
US5504259A (en) * 1992-10-29 1996-04-02 Midwest Research Institute Process to convert biomass and refuse derived fuel to ethers and/or alcohols

Also Published As

Publication number Publication date
NZ512268A (en) 2003-08-29
CA2353919A1 (en) 2000-06-15
ATE250567T1 (de) 2003-10-15
EP1137619B1 (en) 2003-09-24
NO20012854D0 (no) 2001-06-08
US20020014457A1 (en) 2002-02-07
DE69911644D1 (de) 2003-10-30
AU756131B2 (en) 2003-01-02
BR9916057A (pt) 2001-12-26
HUP0104714A2 (hu) 2002-03-28
CZ20012008A3 (cs) 2001-11-14
AU1282400A (en) 2000-06-26
SA00200909B1 (ar) 2006-09-25
NO20012854L (no) 2001-08-07
DE69911644T2 (de) 2004-08-05
EP1137619A1 (en) 2001-10-04
KR20010101159A (ko) 2001-11-14
NO326933B1 (no) 2009-03-16
JP2002531538A (ja) 2002-09-24
WO2000034217A1 (en) 2000-06-15
TW495383B (en) 2002-07-21
HUP0104714A3 (en) 2003-08-28
BR9916057B1 (pt) 2011-11-01
SK7812001A3 (en) 2002-01-07
US6582607B2 (en) 2003-06-24
MY119876A (en) 2005-07-29
KR100650964B1 (ko) 2006-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101326495B (zh) 再生用于乙醇脱水的分子筛吸收剂
US9862893B2 (en) Process for purifying lignocellulosic feedstocks
CZ300404B6 (cs) Zpusob odvodnování organických kapalin
EA020426B1 (ru) Очистка спиртов перед их применением в присутствии кислотного катализатора
JP2007515448A (ja) 生化学的に製造された有機化合物から硫黄及び/又は硫黄含有化合物を希薄化する方法
DK2895441T3 (en) REMOVAL OF NITROGENIC POLLUTANTS FROM ALCOHOL COMPOSITIONS
US4431456A (en) Technique to reduce the zeolite molecular sieve solubility in an aqueous system
US20060272501A1 (en) Sintered adsorbents, preparation method thereof and use of same for the drying of organic compounds
CN102170952A (zh) 用于干燥乙醇的吸附剂
US4287001A (en) Esterified aluminosilicate adsorbent as for resolution of sugar components
PL194678B1 (pl) Sposób odwadniania cieczy organicznych
US9725387B2 (en) Treatment of alcohols
Jayaprakash Drying butanol using biosorbents in a pressure swing adsorption process
JPS6241582B2 (cs)
EP2675777A2 (en) Methods and systems useful for drying ethanol
CN109456162A (zh) 一种色谱纯4-甲基-2-戊酮的纯化方法
KR20160045971A (ko) 목재 부산물의 반탄화 공정에서 배출되는 응축물로부터 유기산과 퓨란계 화합물의 동시 생산 방법

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 19991119