PL213930B1 - Sposób otrzymywania alkoholi z estrów mocnych kwasów - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania alkoholi z estrów mocnych kwasów metodą hydrolizy, umożliwiająca odseparowanie bezwodnika danego kwasu.

Znany jest z opisu patentowego PL 210 420 sposób otrzymywania alkoholi z estrów mocnych kwasów, w którym przeprowadza się separację estrów z roztworów mocnych kwasów metodą destylacji membranowej, po czym pary estru wprowadza się do absorbera i poddaje procesowi hydrolizy, a otrzymany roztwór alkoholu poddaje się destylacji. Retentat zawiera silnie stężony kwas oraz rozpuszczony w nim katalizator i można go w całości zawrócić do procesu estryfikacji po ewentualnej regeneracji. Proces destylacji membranowej prowadzi się z zastosowaniem wszystkich możliwych wariantów, stosując destylację membranową z gazem wynoszącym, próżniową, z płytą chłodzącą, bezpośrednią kontaktową, ze szczeliną gazową. Korzystnie, aby zapewnić odpowiednią szybkość procesu rozdziału, prowadzi się go w temperaturze bliskiej wrzenia estru, aczkolwiek możliwe jest stosowanie temperatury niższej. Korzystnie jest stosowanie membran odpornych na działanie silnie stężonego kwasu na przykład z politetrafluoroetylenu. Korzystnie jako materiał całego modułu destylacyjnego stosuje się politetrafluoroetylen, ale może być to dowolny materiał odporny na środowisko nadawy. Hydrolizę par estru w wodzie prowadzi się w absorberze wyposażonym w co najmniej jedną półkę wykonaną z materiału zapewniającego powolny barbotaż, korzystnie ze spieku szklanego.

Sposób otrzymywania alkoholi z estrów mocnych kwasów według wynalazku charakteryzuje się tym, że przeprowadza się separację estrów i bezwodników z roztworów stężonych kwasów metodą destylacji membranowej. Lotny bezwodnik i ester rozpuszczony w stężonym kwasie w procesie destylacji jest transportowany w formie par przez pory membrany hydrofobowej, podczas gdy nielotne kwasy pozostają w retentacie. Pary estru i bezwodnik odbierane są strumieniem powietrza. Siłą napędową procesu jest różnica prężności par estru i bezwodnika po obu stronach membrany. Ze względu na różną szybkość transportu par estru i bezwodnika przez membranę możliwe jest ich rozdzielenie. Permeat natychmiast po opuszczeniu modułu membranowego pochłaniany jest w roztworze stężonego kwasu. Zastosowanie do pochłaniania bezwodnika stężonego roztworu kwasu ma tą zaletę, że w wyniku tego procesu otrzymujemy bardziej stężony kwas. który łatwiej wykorzystać. Do pochłaniania par estru stosuje się wodę. W wyniku tego procesu otrzymuje się roztwór alkoholu, który można oddzielić przez destylację. Retentat zawiera silnie stężony kwas oraz rozpuszczony w nim katalizator i można go w całości zawrócić do procesu estryfikacji po ewentualnej regeneracji. Retentat można również wykorzystywać do pochłaniania bezwodnika co jest korzystne z ekonomicznego punktu widzenia.

Sposób według wynalazku pozwala na oddzielenie dowolnego estru i bezwodnika od silnie stężonego kwasu z jednoczesnym otrzymaniem alkoholu, odzyskaniem danego kwasu i rozpuszczonego w nim katalizatora, pod warunkiem różnicy szybkości transportu masy przez membranę między bezwodnikiem a estrem. Sposób według wynalazku pozwala na rozdzielenie wodorosiarczanu metylu i tritlenku siarki od oleum o dowolnej zawartości SO3. Umożliwia także odzyskanie oleum zawierającego katalizator i jego częściową regenerację.

W procesie unika się rozcieńczania kwasu obiegowego, więc można go zawrócić do reaktora estryfikacji. Odzyskany kwas zawiera również rozpuszczony w nim katalizator. Unika się produkcji zanieczyszczonego, odpadowego kwasu siarkowego oraz wydostawania estru do atmosfery, gdyż jest on natychmiast konwertowany do alkoholu. Jest to szczególnie ważne gdyż estry takie często są szkodliwe dla zdrowia.

Sposób według wynalazku przedstawiony jest bliżej w przykładach wykonania.

P r z y k ł a d I

Oddzielenie wodorosiarczanu metylu od oleum zawierającego 10% SO3 z jednoczesnym wytwarzaniem alkoholu metylowego.

Moduł membranowy zbudowany został z PTFE. Również PTFE był materiałem z którego zosta₂ ła zbudowana porowata membrana. Powierzchnia membrany wynosiła 50 cm². Nadawę ogrzewano do temperatury 130°C. Komorę permeatu chłodzono wodą i przedmuchiwano strumieniem powietrza, który odbierał bezwodnik i pary estru przechodzące przez pory membrany. Mieszaninę powietrza i bezwodnika wprowadzano do absorbera ze spiekiem szklanym zawierającego stężony kwas siarkowy. Po 24 godzinach adsorpcji praktycznie cały tritlenek siarki został zaabsorbowany w kwasie w wyniku czego stężenie kwasu wzrosło. Następnie proces kontynuowano wprowadzając mieszaninę powietrza i par estru do absorbera ze spiekiem szklanym zawierającego wodę.

PL 213 930 B1

Stwierdzono, że gdy nadawa zawierała 0,04 mola wodorosiarczanu metylu po stronie permeatu, zbieranego 24 godziny w wodzie (po uprzednim oddzieleniu tritlenku siarki w stężonym kwasie) otrzymano 0,0013 mola metanolu.

P r z y k ł a d II

Oddzielenie wodorosiarczanu metylu od oleum zawierającego 10% SO3 z jednoczesnym wytwarzaniem alkoholu metylowego.

Postępowano analogicznie jak w przykładzie I, z tym, że przepływ permeatu był wymuszony obniżonym ciśnieniem (permeat był zasysany z modułu membranowego do płuczki ze stężonym kwasem siarkowym a po absorpcji tritlenku do płuczki z wodą).

P r z y k ł a d III

Oddzielenie wodorosiarczanu etylu od oleum zawierającego 10% SO3 z jednoczesnym wytwarzaniem alkoholu etylowego.

Postępowano analogicznie jak w przykładzie I, z tym, że nadawa zawierała wodorosiarczan etylu.

Stwierdzono, że gdy nadawa zawierała 0,02 mola wodorosiarczanu etylu po stronie permeatu, zbieranego 24 godziny w wodzie (po uprzednim oddzieleniu tritlenku siarki w stężonym kwasie) otrzymano 0,0006 mola etanolu.

Claims (1)

1. Sposób otrzymywania alkoholi z estrów mocnych kwasów polegający na tym, że separację estrów z roztworów mocnych kwasów przeprowadza się metodą destylacji membranowej a pary estrów wprowadza się do absorbera i poddaje procesowi hydrolizy zaś otrzymany roztwór alkoholu poddaje się destylacji membranowej z gazem wynoszącym albo próżniowej albo z płytą chłodzącą albo ze szczeliną gazową, znamienny tym, że otrzymany w permeacie bezwodnik wprowadza się do absorbera z kwasem a uzyskany stężony kwas zawraca się do procesu estryfikacji.