Stezanie wodnych roztworów kwasu octowego stanowilo juz przedmiot wielu prac.Z pomiedzy zalecanych metod najko¬ rzystniejsza jest do celów przemyslowych ta, której pierwsza faza polega na lugo¬ waniu kwasu octowego z roztworów wod¬ nych zapomoca rozpuszczalnika, nierozpu- szczajacego sie wcale lub rozpuszczajace¬ go sie bardzo slabo w wodzie. W ten spo¬ sób otrzymuje sie mieszanine, skladajaca sie z trzech skladników: z rozpuszczalni¬ ka, kwasu i nieznacznej ilosci wody.Druga faza tego sposobu polega na roz¬ dzielaniu otrzymane) mieszaniny na po¬ szczególna skladniki badz zapomoca zwy¬ klej destylacji, badz zapomoca rozmaitych sposobów (patent francuski Nr 636825, pa¬ tent polski Nr 16786, patenty francuskie Nr 667031, Nr 668935.Celem wynalazku niniejszego, opraco¬ wanego przy wspóludziale pp. Guinot i Pa- rant, jest przedewiszystkiem ulepszenie fa¬ zy lugowania.Wlasciwie faza lugowania zostala juz opracowana, przyczem zastosowano do te¬ go celu zasady racjonalnego lugowania w przeciwpradzie. Znana jest np. zasada pló- czek kolumnowych z wypelnieniem lul* bez: lecz calkowite wylugowanie uzyskuje sie jedynie wtedy, gdy plóczkom nadaj* sie wielka wysokosc.Sposób pr^eci-wpradowy zostal ulep¬ szony przez zastosowanie szeregu czlonów, polaczonych *W jedna baterje. W kazdym czlonie kwas i rozpuszczalnik zostaja do¬ kladnie zmieszane, a nastepnie rozdzielone przez dekantacje. Kwas i rozpuszczalnik przeplywaja z czlona do czlona wedlug zasady przeciwpradu, dzieki czemu uzysku¬ je sie calkowite wyczerpanie lugów.Stwierdzono, ze krazenie plynu musi byc wykonywane zapomoca srodków me¬ chanicznych.Celem niniejszego wynalazku jest znaczne uproszczenie tego sposobu, przy¬ czem wynalazek polega na zastosowaniu mieszania w poszczególnych mieszalni- cach nie zapomoca srodków mechanicz¬ nych, lecz. przez wprowadzanie par przez belkotke.Nalezy zaznaczyc, ze ten sposób umoz¬ liwia lugowanie w temperaturze wrzenia, co w wiekszosci przypadków jest bardzo korzystne. Dekantacje mozna równiez u- skuteczniac na goraco.Dokladne stykania sie obu faz w mie- szalnicy kazdego z czlonów baterji za¬ pewnia sie zapomoca pary, plynacej z mie- szalnicy czlona poprzedniego, przyczem proces uskutecznia sie zgodnie z zasada dzialania kolumn talerzowych, stosowanych do destylacji.Do wykonania tego wynalazku stosuje sie najkorzystniej mieszalnice pod postacia kolumny, przyczem kazda mieszalnica jest utworzona przez talerz znanego rodzaju.Aparaty do dekantacji sa badz polaczone z odpowiednim talerzem, badz tez umie¬ szczone pod postacia oddzielnej kolumny, przyczem pomiedzy kazda mieszalnica i odpowiednim aparatem do dekantacji u- mieszcza sie odpowiednie polaczenia, opi¬ sane w patencie polskim Nr 14729.W tym przypadku rozpuszczalnik sply¬ wa pod dzialaniem wlasnego ciezaru, a roztwór krazy w kierunku przeciwnym, wznoszac sie z jednego czlona na drugi przez podnoszenie warstw, jak to opisano w powyzszym polskim patencie. Dolna czesc kolumny mieszalnicy nalezy ogrze¬ wac dostatecznie silnie, aby spowodowac odplyw pary, mogacej zapewnic odpowied¬ nie mieszanie cieczy na kazdym talerzu.Jezeli zastosowano rozpuszczalnik, nie- tworzacy z kwasem mieszaniny azeotropo- wej, wólwfczas pary, uchodzace z wierzchol¬ ka aparatu, skladaja sie wylacznie z roz¬ puszczalnika i wody. Pary te nastepnie skrapla; sie; a ciecz skroplona skierowuje zpowrotem do aparatu., Woda, zawarta poczatkowo w kwasie rozcienczonym, przeplywa do aparatu do dekantacji z ostatniego czlona baterji. Na¬ lezy zaznaczyc, ze woda ta podnosi sie mechanicznie z jednego czlona do drugie¬ go, przyczem zanieczyszczenia, zawieszone fub rozpuszczone w kwasie surowym, znaj¬ duja sie nastepnie wylacznie w wyczerpa¬ nych lugach. Nieznaczna jednak ilosc wody wznosi sie do góry skutkiem powstawania mieszaniny azeotropowej z rozpuszczalni¬ kiem, który w tym wypadku stanowi jak- gdyby czynnik, porywajacy wode.Drugim celem wynalazku jest polacze¬ nie pierwszej, powyzej opisanej fazy z de¬ stylacja, która, jak juz to zaznaczono, u- mozliwia w jakikolwiek znany sposób roz¬ dzielanie kwasu, rozpuszczalnika i nie¬ znacznej ilosci wody odpadkowej.Jezeli stosuje sie rozpuszczalnik, któ¬ rego punkt wrzenia jest wyzszy od punktu wrzenia kwasu octowego, wótorczas wyciag, wyplywajacy z aparatu do lugowania, trakttije sie w jakikolwiek znany sposób, zas skraplacze tej czesci aparatury moga sluzyc do odparowywania, koniecznego do racjonalnego dzialania aparatu do lugo¬ wania, Wynalazek niniejszy jest jeszcze ko* rzystniejszy w przypadku stosowania roz¬ puszczalnikab punkcie wrzenia nizszym od punktu wrzenia kwasu octowego.W tym przypadku podczas drugiej fsL-zy traktowania, to jest podczas destylacji, przedewszyslkiem odplywa rozjpuszczal- nik z woda, a jako pozostalosc otrzymuje sie kwas bezwodny. Wystarcza umiescic w tym przypadku aparat destylacyjny bez¬ posrednio nad aparatem, sluzacym do lu¬ gowania, bez stosowania skraplacza, slu¬ zacego równiez do odparowywania.Tego rodzaju rozmieszczenie aparatów jest szczególnie korzystne, gdyz wystarczy w tym przypadku raz na zawsze wprowia*- dzic do zespolu aparatów nieznaczna ilosc rozpuszczalnika, by nia lugowac praktycz¬ nie nieskonczenie wielkie ilosci kwasu bez zastosowania ciaglego doprowadzania roz¬ puszczalnika u wierzcholka aparatu do lu¬ gowania.Przez zmiane stopnia ogrzewania, a tern samem objetosci nawracanej cieczy, moz¬ na w pewnej mierfce zwiekszyc wydajnosc rozpuszczalnika w stosunku do ilosci do¬ prowadzanego 'kwasu rozcienczonego; w ten s|posób przeprowadza sie bardziej do¬ kladne lugowanie, a moc lugowania roz¬ puszczalnika dostosowuje sie do ilosci czlo¬ nów, stanowiacych baterje, W tej postaci niniejszy sposób moze byc zastosowany do estryfikacji rozcien¬ czonych kwasólw tluszczowych. Kwajs lu¬ guje sie zapomoca alkoholu, który sluzy nastepnie do jego estryfikacji, jak to opi¬ sano w patentach francuskich Nr 696496 oraz Nr 711175. Opisane w tych patentach siposoby mozna z korzyscia wykonywac zfetpomofca aparatury, opisanej w niniej¬ szym patencie.Do wykonania sposobu i wedlug niniej¬ szego wynalazku stosuje sie jeden z roz¬ puszczalników, uzywanych dotychczas z korzyscia do lugowania kwasów tluszczo¬ wych. Niniejszy wynalazek polega tedy na spOisobie lugowania, a nie na zastosowaniu rozpuszczalnika.Jezeli uzywa sie rozpuszczalniki o wy¬ sokim punkcie wrzenia, które z woda two¬ rza z trudnoscia mieszaniny azeotropowe, wówczas do aparatu do lugowania dodaje sie czynnik, który porywa wode. Witym przypadku pary mieszaniny woda — czyn¬ nik porywajacy powoduja konieczne mie¬ szanie w mieisjzalnicach. \ Przyklad L Luguje sie 25%-*wy roz¬ twór kwasu octowego zapomoca metylocy^ kloheksanonu (o punkcie wrzenia 164°}, Aparat (fig. 1) sklada sie z kolumny -A, posiadajacej pewna ilosc podwójnych ta¬ lerzy, z których kazdy sklada sie z talerza do dekantacji (D1$ i)2... DJ i umieszczone¬ go nad nim zwyklego talerza Plf P2 *~Pn zaopatrzonego yr jeden lub kilka dzwonów.Rury przelewowe (7\, T2 ... Tn) umozli¬ wiaja przeplyw cieczy z plyty P na plyte D, a rury przelewowe M:1, M2 ... Mn umoz¬ liwiaja splywanie górnej warstwy z pi\ty, sluzacej do dekantacji, na umieszczona bezposrednio pod nia plyte P. Pary prze¬ plywaja przez kanaly Cv C2 ..., przecho¬ dzace przez talenze do dekantacji. W kon¬ cu kazdy podwójny talerz jest polaczony nazewnatrz ze zbiornikiem Rv R2 ..., np. zapomoca trzech przewodów blf c19 dlf b2, c2, c72..., sluzacych jednoczesnie do wyrów¬ nywania poziomów warstwy dolnej i war¬ stwy górneij oraz. do iwyrówlnywania.. ci¬ snien, panujacych w aparacie do dekanta¬ cji i w odpowiednim zbiorniku. Dolna war¬ stwe usuwa sie ze zbiornika R19 R2 ... przez rure elf e2, zaopatrzona w zawór plywako¬ wy fv f2 ..., i podnosi ja zapomoca jakie¬ gokolwiek nieprzedstawionego srodka (np. przez wprowadzanie pary) na plyte P gór¬ nego czlona.Przy normalnym biegu aparat dziala w nastepujacy sposób: metylocykloheksanon (200 objetosci) doplywa przez rure s na górny ta-lenz Pu. Rozcienczony kwas octo¬ wy (100 objetosci) doprowadza sie przeaz rure g na dolny talerz Pv gdzie spotyka sie z metyloeyMoheksanonem, nasyconym kwasem, wyplywajacym pod dzialaniem wlasnego ciezaru przez rure Af2 z urzadze¬ nia do dekantacji D2. — 3 —Do dolne; czesci kolumny doprowadza sie przez wezownice V pewtna ilosc ciepla.Wydzielajace sie pa*y winowa sie w ko¬ lumnie przez kanal Clt i doplywaja do ta¬ lerza Plf gdzie powoduja energiczne mie¬ szanie obu cieczy. Mieszanina kwasu, roz- puszitó&altiika i wody splywa przez rure przelewowa Tx na talerz. Dv sluzacy do dekantacji, na którym rozdziela sie na dwie warstwy. Górna warstwa ma nastepujacy sklad: metylocykloheksanon 86% Ikrwas octowy 11,2% woda 2,8% Ta mieszanina przelewa sie przez rure M± do dolnej czesci koiuminy, skad sie ja stale usuwa przez rure a. Nastepnie traktu¬ je sie ja w znany dowolny sposób w celu oddzielenia kwasu i odzyskania rozpu¬ szczalnika. Rozpuszczalnik wraca do obie¬ gu, gdzie uzyty jest ponownie do lugowa¬ nia. , Dolna warstwa, skladajaca sie z wody, pozbawionej czesci kwasu, i zawierajaca nieco rozpuszczonego rozpuszczalnika, przeplywa do zbiornika Rlt zostaje pobra¬ na przez urzadzenie do podnoszenia i prze¬ slana przfcZ rure e1 na talerz P2 drugiego cfclona, sluzacego do lugowania. Tamstyka sie ona z. rozpuszczalnikiem, plynacym z D$, i z parami cieczy z talerza Pv które skladaja sie z rozpuszczalnika i wody, prawie pozbawionych kwasu* Cieoz z tale¬ rza P2 splywa na talerz D21 sluzacy do dekanitacji, gdzie rozdziela sie na dwie warstwy, przycfcem górna warstwa rozpu¬ szczalnika splywa na talerz Plf a dolna wairsitwa wodna wznosi sie na talerz P3, i tak dalej.Latwo ttrozumiec, ze rozpuszczalnik, przeplywajac z jednego czlona do drugie¬ go i stykajac sie iz coraz bardziej bogatym kwasem, nasyca sie stopniowo kwasem, a przeciwnie roztwór wodny, wynoszac sie z cizlona do czlona, staje sie coraz ubozszy az do calkowitego wyczerpania, przyczem taki wynik uzyskuje sie przy zastosowaniu wzglednie nieznacznej liczby talerzy po¬ dwójnych. Dolna warstwa, utworzona na ostatnim talerzu Dn, sluzacym do dekan- tacji, sklada sie z wody pozbawionej kwasu i zawierajacej nieco rozpuszczonego mety- locykloheksanonu, który mozna w razie potrzeby odzyskac przez destylacje w nie- przedstawionej na rysunku kolumnie po¬ mocniczej. U wierzcholka kolumny panu¬ je temperatura 96° -+- 97°. Pary cieczy z ostatniego talerza PH skladaja sie wylacz¬ nie z rozpuszczalnika i fwody i posiadaja dokladnie sklad miels^niny dwuskladni¬ kowej, a wiec: mertalócykloheksanonu 38,3 % wody 61,7% Pary te skrapla sie w skraplaczu E i skierowuje przez rure i na teta sam ta¬ lerzPn. \ Moznaby przytoczyc wiele przykladów z rozpuszczalnikami o wysokim punkcie wtzenia, jak estry wrzace powyzej 118°, ketony tluszczowe i aromatydzne, fenole i ich zwiazki acylowe lub tym podobne.Przyklad II. (fig. 2). Odwadnia sie 10%-wy roztwór kwasu octowego. Jako rozpuszczalnik stosuje sie octan izopropy¬ lowy, wrzacy w 89°. Przy zastosowaniu od 10 do 12 wyzej opisanych czlonów mozna z latwoscia uskutecznic praktycznie prawie calkowite wyczerpanie lugów, regulujac w ten isposób ogrzewanie, aby na 100 li¬ trów 'rozcienczonego kwasu ^przypadalo 200 litrów cieczy nawracanej. W górtaej czesci kolumny panuje temperatura 76°, a w dol¬ nej 93° -+- 94°, W tych warunkach lugi sa wyczerpane i zawieraja okolo 3% octanu.Skropliny, powracajace do, górnej czesci kolumny, sa praktycznie pozbawione kwa¬ sni i zawieraja 10% wtady, przycfcem taki sklad odpowiada dwuskladnikowej mie- — 4 —szaninie azeotropowej. Wyciag, który sply¬ wa z pierwszego górnego talerza 6 ze stre¬ fy odwadniajacej Zlf posiada sklad naste¬ pujacy: octan izopropylowy 91,5%, (kwas 4,3%, woda 3,7% Poniewaz octan izopropylowy jest do¬ brym srodkiem, porywajacym wode (10%), wystarcza wiec on do calkowitego usunie¬ cia wiody, izawartej w wyciagu. Odwodnio¬ na mieszanina rozpuszczalnika i kwasu splywa do strefy .rozdzielczej Z2 a nastep¬ nie do pomocniczej kolumny X, przyczem z latwoscia sie rozdziela na «we skladniki dzieki temu, ze ich punkty wrzenia róz¬ nia sie o 30°, Betz!wodny kwas octowy, ze¬ brany wi rurze w, umieiszczonej u podsta¬ wy kolumny X, jest calfcbwicie pozbawio¬ ny octanu.Zamiast octanu izopropylowego mozna stosowac w sposobie niniejszym inne estry, wrzace powyzej 118°, albo ketony, lekkie oleje drzewtae hib (smolowe, etery tlenowe lub tym podobne rozpuszczalniki.Jezeli traktuje sie roztwory kwasu octowego stosunkowo dosc stezone, wów¬ czas dodaje *ie w1 znany sposób do .rozpu- sztfcalnika odpowiednio dobranego weglo- wtodojni, sluzacego do zapobiegania calko¬ witemu rozpuszczaniu.Przyklad, HI. (fig, 2). Odwadnia sie 20%-wy roztwór kw&tfu octowego, w któ¬ rym octany rozptrszczaja sie w dosc znacz¬ nych ilosciach. Jako rozpuszczalnik stosu¬ je isie mieszanine, skladajaca sie z: octanu etylowego 90% i benzolu 10% Przy zastosowaniu osmiu podwójnych talerzy mozna przeprowadzic calkowite wylugowanie, stosujac do zasilania 100 li¬ trów kwasu rozcienczanego oraz otrzymu¬ jac 200 litrów cieczy powtolnej. Wyciag, który (splywa na górny talerz 6 re strefy odwadniajacej zawiera wszystek kwas i posiada) nastepujacy sklad: octan etylu i benzol 80%, kWs 10,5^, woda 9,5%.Poniewaz 80% rozpuszczalnika nie ma¬ ze porwac wisfcyatkieij wkady, wiec czesc pa¬ ry usuwa sie |z taie«za 4 przez rure G i skrapla w (skraplaczu Y. Górna warstwa, powitala w zbiorniku K, wraca na talerz 4 przez rure m, zas warlstwa wodna przeply¬ wa przez rure n do odpoWiedniego punktu strefy lugowania. W górnej czesci kolum¬ ny panuje temperatura okolo 70* ^- 71*.Uchodzace ;z kbltmmy pary, powracajace do niej ponownie po skropieniu, zawieraja 8-^9% wody. Lugi plynace z igórtKsfo ta¬ lerza, sluzacego do dekantaoji, sa pozba¬ wione ktwasu i zawieraja okolo 4,5% mie¬ szaniny octan-benzol, która odzyskuje sie nastepnie zapomoca destylacji.Bezwodna mieszanina rozpuszczalnik- kwas* wyplywajaca z. glówniej kolumny, w dolnej czesci której panuje temperatura okblo 90°, rozdziela sie w kolumnie X z jednej strony na mieszanine octan-benzol, która przez mire p skierowuje sie zpowro- tern do strefy oczyszczajacej, a z drugiej istrony na czyisty kftras bezwodny, który u- W powyzszym przykladzie mozna za¬ stapic belnzol przez rozmaite weglowodory lub ich pochodne chlorowcowe.Przyklad IV. Do rury g (fig.-l) 'Wpro¬ wadza sie w spolsób ciagly 20%-wy roz¬ twór, kwajsu octowego, a prZez rure s po¬ dwójna objetosc alkoholu amylowego. Mie¬ szanina skroplona w skraplaczu E posiada dokladnie sklad mieszaniny dwuskladni¬ kowej woda-alkohol amyioWy, to znaczy alkohol amylowy 50,4 i woda 49,6. — 5Mietezanina ta jest calkowicie pozba¬ wiona kwasu octowego.Wyciag, wyplywajacy z aparatu przez rure a, sklada, sie prawie calkowicie z al¬ koholu amylowego, przyczem zawiera nie¬ znaczne ilosci kwasu i wody. Zawiera on równiez bardzo nieznaczne ilosci estru, gdyz znaczna ilosc wody, znajdujaca sie na talerzach, uniemozliwia estryfikaeje al¬ koholu zapomoca kwasu, leciz podczas na¬ stepujacego potem odzyskiwania alkoholu aniylowego postepuje 'sie iw ten sposób, ze mozna przeprowadzic calkowita estryfika- cje kwasu, istosujac którykofwiekbadz ze znanych sposobów estryfikowania. Otrzy¬ muje sie tedy czysty octan amylu; nalezy jedynie dc obiegu lugowania "Wprowadzic w sposób ciagly ilosc alkoholu amylowego, odpowiadajaca tej ilosci, która zuzyto do eisifrryfikaeji.Ten przyklad mozna powtórzyc w za¬ stosowaniu do rozmaitych estrów kwasóW organicznych.We wszystkich poprzednich przykla¬ dach stosowano kwas octowy, gdyz stosuje sie go najczesciej w przemysle, lecz nie o- granictza to w iiiczem niniejbzego wyna¬ lazku. ; Waznem jest równiez dla technika, ze wynalazek niniejiszy mOlzha istosówac do lugowania puszczalnika, lugowania olejków luib per¬ fum, rozdzielania dwóch cial zapomoca trzeciego i t. d.Nalezy zaznaczyc, ze opisana aparatura nadaje sie do wykonywania tych sposo¬ bów rówtniei pod cisnieniem roznem od at¬ mosferycznego. PL