J Opublikowana.dnia 5 pazdziernika 1961 r. jUrz toeifiKCTOSflnlitfiiiii^i Urzec '-.tnrowegol POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 45115 KI. 12 o, 5/02 Bardeckie Zaklady Celulozowo-Papiernicze •) Bardo Slaskie, Polska Sposób odwadniania olejów fuzlowych Patent trwa od dnia 23 stycznia 1959 r.Wynalazek dotyczy sposobu odwadniania olejów fuzlowych wszelkiego pochodzenia przez destylacje w kolumnie rektyfikacyjnej o dzia¬ laniu okresowym.Fuzle skladaja sie z wyzszych alkoholi alifa¬ tycznych, etanolu, i wody, przy czym ta ostat¬ nia tworzy z wyzszymi alkoholami alifatycz¬ nymi homo- i heteroazeotropy o bardzo zbli¬ zonych temperaturach wrzenia, wskutek czego nie daja sie one rozdzielac przez zwykla desty¬ lacje nawet na bardzo sprawnych kolumnach rektyfikacyjnych. Fuzle staniwia wieloskladni¬ kowa mieszanine o zmiennym skladzie. Zmien¬ nosc skladu fuzli, pod wzgledem zawartosci wyzszych alkoholi alifatycznych, jest zalezna od pochodzenia fuzli, od przebiegu procesu fer- *) Wlasciciel patentu oswiadczyl/ ze wspól¬ twórcami wynalazku sa doc. dr inz. Mieczy¬ slaw Bukala, mgr inz. Bogdan Burczyk, mgr inz. Jan Pospolita i mgr inz. Stanislaw Witek. mentacyjnego, a pod wzgledem zawartosci eta¬ nolu i wody jest zalezna od sprawnosci kolumn rektyfikacyjnych przemyslu spirytusowego oraz sposobu przeprowadzania procesu rektyfikacji surowego spirytusu na tych kolumnach.Ta zmiennosc ilosciowego skladu fuzli unie¬ mozliwia przeprowadzanie procesu odwodnie¬ nia jak tez wydzielania wyzszych alkoholi ali¬ fatycznych z fuzli na kolumnach rektyfikacyj¬ nych o dzialaniu ciaglym, które moga praco¬ wac efektywnie tylko przy stalym skladzie mieszanin wieloskladnikowych.Normalnie wyzsze alkohole alifatyczne z fu¬ zli otrzymuje sie w ten sposób, ze fuzle wstep¬ nie odwadnia sie za pomoca srodków wiaza¬ cych wode, po czym olej fuzlowy rozdestylo- wuje sie na szereg frakcji stanowiacych glównie homo- i heteroazeotropy wodne tych alkoholi. Uzyskane frakcje wodno-alkoholowe odwadnia sie nastepnie srodkami odwadniaja¬ cymi i poddaje rektyfikacji, w celu otrzymy-wania koncentratów poszczególnych wyzszych alkoholi alifatycznych. Z uzyskiwanych kon¬ centratów otrzymuje sie poszczególne alkohole przez destylacje azeotropowa przy uzyciu srod¬ ków azeotropowych tworzacych azeotropy dwu¬ skladnikowe. Wydajnosci uzyskiwanych bez¬ wodnych koncentratów alkoholowych sa sto¬ sunkowo nieduze, gdyz podczas wielokrotnych destylacji otrzymuje sie znaczne Ilosci przed¬ gonów, stanowiacych równiez azeotropy wodne wyzszych alkoholi alifatycznych. Jak widac z powyzszego opisu, ten znany sposób otrzy¬ mywania wyzszych alkoholi alifatycznych z ole¬ jów fuzlowych jest bardzo klopotliwy, a przy tym malo wydajny, co wplywa na wysoki koszt otrzymywania tych alkoholi ta droga.Odwodnienie fuzli mozna przeprowadzic w prosty sposób za pomoca chloroformu, któ¬ ry daje azeotropy z woda i etanolem, nato¬ miast nie tworzy azeotropów z wyzszymi al¬ koholami alifatycznymi. Wysoka cena chloro¬ formu, a zwlaszcza jego wlasciwosci silnie tru¬ jace, ograniczaja jednak powaznie uzycie go w skali przemyslowej. Stwierdzono, ze do od¬ wodnienia olejów fuzlowych mozna zastosowac równiez benzen, który jest znacznie tanszy i latwiej dostepny od chloroformu. Wprawdzie benzen nie jest tak korzystnym czynnikiem azeotropujacym jak chloroform, poniewaz oprócz azeotropu trójskladnikowego benzen- woda-etanol, tworzy równiez heteroazeotropy z wyzszymi alkoholami i woda oraz homoazeo- tropy z wyzszymi alkoholami, jednak przy za¬ chowaniu odpowiedniego rezimu technologicz¬ nego umozliwia calkowite odwodnienie olejów fuzlowych bez powodowania strat wyzszych alkoholi.Wedlug wynalazku odwadnianiu poddaje sie oleje fuzlowe zawierajace w okreslonym sto¬ sunku wode, etanol i benzen. Stosunek ten powinien byc taki, aby woda zostala wydzie¬ lona calkowicie w postaci heteroazeotropu wo- da-etanol-benzol, natomiast nadmiar benzenu w postaci homoazeotropu etanol-benzen.Wskaznikiem wlasciwego przeprowadzenia pro¬ cesu odwodnienia fuzli, powinno byc uzyskanie w destylacie frakcji bezwodnego etanolu, Do oleju fuzlowego nalezy wiec wprowadzic taka ilosc czynnika azeotropujacego, azeby nastapilo calkowite odprowadzenie wody w azeotropie trójskladnikowym, a pewien nadmiar benzenu oddestylowal z pozostalym w oleju fuzlowym etanolem w postaci azeotropu dwuskladniko¬ wego benzen-etanol. W dalszym ciagu destyla¬ cji oddestylowuje obecny ewentualnie bezwod¬ ny etanol, a nastepnie frakcje bezwodnych wyzszych alkoholi alifatycznych o coraz wyz¬ szych temperaturach wrzenia.Oleje fuzlowe stanowia produkt uboczny, otrzymywany podczas rektyfikacji surówki spirytusowej (surowego spirytusu), przy czym przemysl spirytusowy prowadzi destylacje w taki sposób, aby pozostalosc podestylacyjna, to znaczy fuzle zawieraly jak najmniej etanolu.W przypadku malych ilosci etanolu w prze¬ rabianym fuzlu, po jego odwodnieniu przez oddestylowanie azeotropu trójskladnikowego benzen-etanol-woda, pozostaly benzen tworzy z n-propanolem azeotrop dwuskladnikowy o temperaturze wrzenia 77,12°C, co powoduje straty cennego n-propanolu. Moze sie równiez zdarzyc, ze fuzel zawiera tak male ilosci eta¬ nolu, iz nie wystarcza go do calkowitego od¬ wodnienia i wtedy tworzy sie azeotrop trój¬ skladnikowy benzen—n-propanol—woda o tem¬ peraturze wrzenia 68,24°C, co równiez przy¬ czynia sie do strat n-propanolu, a nawet in¬ nych, wyzej wrzacych alkoholi alifatycznych.W zwiazku z tym niezbedne jest okreslanie zawartosci wody i etanolu w przerabianym fuzlu.Wedlug wynalazku kazda partie fuzli poddaje sie analizie na zawartosc etanolu i wody, przy czym benzenu dodaje sie do fuzli w takiej ilosci, by wystarczal do calkowitego usuniecia wody, w postaci azeotropu trójskladnikowego benzen-etanol-woda. Naturalnie, benzenu do¬ daje sie z pewnym, okreslonym nadmiarem, w ilosci niezbednej do wypelnienia jego parami wnetrza kolumny, co zalezy od typu i wiel¬ kosci tejze kolumny.W razie stwierdzenia na drodze analitycz¬ nej, ze zawartosc etanolu w fuzlu jest niedo¬ stateczna do wytworzenia azeotropu trójsklad¬ nikowego benzen-etanol-woda, w ilosci nie¬ zbednej do calkowitego odwodnienia, do fuzlu dodaje sie równiez etanol w ilosci co najmniej takiej, aby wraz z etanolem znajdujacym sie w fuzlu wystarczylo go do wytworzenia azeo¬ tropu trójskladnikowego benzen-etanol-woda, zawierajacego cala wode znajdujaca sie w fuz¬ lu.Azeotrop trójskladnikowy benzen-etanol- -woda wrze w temperaturze 64,86°C. Zawiera on 74,1% wagowych benzenu, 18,5% wagowych etanolu i 7,4% wagowych wody. Po odprowa¬ dzeniu z kolumny i ochlodzeniu owego azeotro¬ pu do temperatury 15°C, nastepuje jego roz- — 2 —dzielenie sie na dwie fazy, przy czym faza górna w ilosci 85,7% wagowych zawiera 85,0% benzenu, 13,3% etanolu i 1,7% wody, a faza dolna natomiast zawiera 9,0% benzenu, 49,7% etanolu 1 41,3% wody. Umozliwia to ponowne uzycie górnej warstwy w kolumnie rektyfika¬ cyjnej do odwadniania fuzlu, a tym samym znaczne zmniejszenie teoretycznej ilosci czyn¬ nika azeotropujacego, niezbednej do calkowi¬ tego odwodnienia fuzlu stanowiacego wsad kolumny destylacyjnej o dzialaniu okresowym.Dalszy przebieg procesu destylacji odwodnio¬ nego fuzlu zalezy od jego skladu ilosciowego i zawartosci etanolu. Kolejno wiec destyluje azeotrop dwuskladnikowy benzen-etanol o temperaturze wrzenia 68,24°C, bezwodny eta¬ nol, a nastepnie bezwodne frakcje wyzszych alkoholi alifatycznych. PL