Sposób oczyszczania estrów wysokowrzacych Wynalazek dotyczy sposobu oczyszczania estrów wysokowrzacych, i majacych glównie zastosowanie jako plastyfikatory lub smary, a zwlaszcza estrów kwasów aromatycznych lub alifatycznych jedno- lub wielokarboksylowych takich, jak dwu-, trój- 5 lub czterokarboksylowych, np. kwasów ftalowych, 2-etylopentanokamboksylowegiO;, adypinowego, seba- cynowego, azelaimowego, trójmeliitowego, cyklopen- tanoczterokarboksylowego i innych i alkoholi I- rzedowych lub II-rzedowych, jednowodorotleno- w wych, o co najmniej 6 atomach wegla, np. alko¬ holi alifatycznych, zwlaszcza 2-etyloheksanolu, dekanoli, trójdekanoli lub cykloalkanowych, zwla¬ szcza cykloheksanolu lub metylocykloheksanolu, lub alkoholi aryloalifatycznych, np. alkoholu 15 benzylowego, lub alkoholi heterocyklicznych, np. alkoholu czterowodorofurfurylowego. Wynalazek do¬ tyczy zwlaszcza sposobu dokladnego oczyszczania estrów wysokowrzacych stosowanych jako plasty¬ fikatory do wysokowartosciowych tworzyw sztucz- M nych przeznaczonych glównie do wytwarzania opa¬ kowan produktów spozywczych lub srodków izolu¬ jacych o wysokiej pojemnosci dielektrycznej.W wiekszosci znanych sposobów estry wysoko- wrzace wytwarza sie przez estryfikacje alkoholu ** i kwasu lub jego bezwodnika w obecnosci kwasu siarkowego jako katalizatora. Proces prowadzi sie przy uzyciu nadmiaru alkoholu w celu osiagniecia praktycznie calkowitej estryfikacji kwasu karbp- ks^lbwego. Po zakonczeniu estryfikacji surowy es- M ter przemywa sie woda w celu usuniecia soli po¬ wstalych w wyniku neutralizacji katalizatora, a na¬ stepnie nadmiar alkoholu pozostalosci wody i za¬ nieczyszczen usuwa sie; przez destylacje z para wodna (stripping).Sposób oczyszczania wedlug wynalazku stanowi ulepszenie znanego procesu destylacji z para wod¬ na i ma na celu usuniecie z estru sladów wody, pozostalego alkoholu, zanieczyszczen oraz produk¬ tów ubocznych z procesu estryfikacji, takich jak weglowodory, estry, etery.Znane sposoby oczyszczania surowych estrów na drodze destylacji z para wodna, dla uzyskania korzystnych wyników wymagaja prowadzenia pro¬ cesu w kilku kolejnych kolumnach destylacyjnych o róznych cisnieniach, przy czym co najmniej jed¬ na lub dwie kolumny dzialaja pod zmniejszonym cisnieniem. Sposób taki w koncowym etapie oczysz^ czania wymaga stosowania stosunkowo wysokiej prózni, rzedu 2- 20 torów zapewniajacej usuniecie zanieczyszczen organicznych oraz odpowiednie wy¬ suszenie.Stwierdzono, ze powyzszy sposób oczyszczania mozna ulepszyc i uzyskac lepsze parametry proce¬ su przy mniejszym nakladzie energii przez wtrys¬ kiwanie razem z para wodna par z górnej czesci kolumny koncowego oczyszczania utrzymywanej w wiekszej prózni, do dolnej czesci kolumny poprze¬ dzajacej te kolumne, utrzymywanej w mniejszej prózni. 818303 81830 4 Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania estrów wysokowrzacych wytwarzanych na drodze estryfikacji alkoholu uzytego w nadmiarze i kwasu lub jego bezwodnika, w obecnosci katalizatora, po neutralizacji mieszaniny poreakcyjnej, przemyciu woda, a nastepnie oddzielenie nadmiaru alkoholu, pozostalej wody i zanieczyszczen przez destylacje z para wodna w kolejnych kolumnach destylacyj¬ nych, z których w dwóch ostatnich stosuje sie ob¬ nizone cisnienie, przy czym w ostatniej kolumnie stosuje sie wyzsza próznie — w stosunku do próz¬ ni wystepujacej w poprzedzajacej ja kolumnie, po¬ legajacy na tym, ze pary destylatu z górnej czesci koncowej kolumny wtryskuje sie w sposób ciagly razem z para wodna do dolnej czesci kolumny po¬ przedzajacej kolumne koncowa.W sposobie wedlug wynalazku proces prowadzi sie korzystnie przez wytwarzanie prózni w kolum¬ nie koncowej za pomoca ezektora parowego lub pa¬ rowej pompy prózniowej, odprowadzajacych pary destylatu z górnej czesci kolumny wprowadzanie mieszaniny tych par razem z para wodna uzyta do wytworzenia prózni, do dolnej czesci kolumny po¬ przedzajacej kolumne koncowa.Na zalaczonym rysunku, fig. 1 przedstawiono czesc stosowanej aparatury w znanym sposobie destylacji z para wodna pod zmniejszonym cisnie¬ niem.Do górnej czesci kolumny destylacyjnej 1 wpro¬ wadza sie w sposób ciagly ester wysokowrzacy za¬ wierajacy zanieczyszczenia przewodem 2 wyposa¬ zonym w termometr 3, a przewodem 4 pare wod¬ na. Pary destylatu z górnej czesci kolumny 1 od¬ prowadza sie przewodem 5 i przesyla do chlodnicy 6, skad skroplona ciecz odprowadza sie przewodem 7. Przewód 8 zaopatrzony w wakumetr 9 laczy ko¬ lumne 1 z pompa prózniowa nie przedstawiona na rysunku.W kolumnie 1 utrzymuje sie podcisnienie odpo¬ wiadajace okolo 40 torów mierzone wakumetrem 9 oraz okolo 60 torów mierzone wakumetrem 10, znajdujacym sie w dolnej czesci kolumny.Ester czesciowo oczyszczony odprowadza sie z dolnej czesci kolumny 1 przewodem 11, wyposa¬ zonym w termometr 12, a nastepnie ester po ogrza¬ niu w podgrzewaczu 13 przesyla sie przewodem 14 zaopatrzonym w termometr 15 do górnej czesci ko¬ lumny 16 koncowej destylacji, przy czym w dolnej czesci kolumny 16 przewodem 17 wprowadza sie pare wodna. Pary destylatu odprowadza sie z gór¬ nej czesci kolumny przewodem 18 wyposazonym w wakumetr 19 i polaczonym z pompa prózniowa nie przedstawionym na rysunku.Kolumne 16 prowadzi sie na ogól przy cisnieniu okolo 10 tor mierzonym wakumetrem 19 i okolo 20 tor mierzonym wakumetrem 20, umieszczonym w dolnej czesci kolumny. Oczyszczony ester odpro¬ wadza sie z dolnej czesci kolumny 16 przewodem 21 wyposazonym w.termometr 22.W sposobie wedlug wynalazku pary produktów z górnej czesci kolumny 16 koncowego oczyszcza¬ nia pracujacej pod mniejszym cisnieniem wtrysku¬ je sie w sposób ciagly razem z para wodna do dol¬ nej czesci kolumny 1, pracujacej pod wiekszym cisnieniem w stosunku do kolumny koncowego oczyszczania. Na zalaczonym rysunku, fig. 2 przed¬ stawiono te sama czesc urzadzenia jak na fig. 1, lecz przystosowana do prowadzenia procesu sposo¬ bem wedlug wynalazku. Na fig. 2 takie same ele¬ menty aparatury jak na fig. 1 oznaczono jednako¬ wa numeracja jak na fig. 1, lecz ze znakiem prim O.Jako urzadzenie 23, wytwarzajace próznie przez zasysanie przewodem 18' par z górnej czesci ko¬ lumny 16' stosuje sie ejektor parowy lub parowa pompe prózniowa, do których przewodem 24 do¬ prowadza sie w sposób ciagly pare wodna i mie¬ szanine par z kolumny 16' razem z para wodna, uchodzaca z urzadzenia 23, wtryskuje sie W sposób ciagly przewodem 25 do dolnej czesci kolumny 1'.W przypadku prowadzenia procesu wedlug ukla¬ du dotychczas stosowanego, przedstawionego na fig. 1, warunki procesu w kolumnie 16, takie jak temperatura, cisnienie i zuzycie pary wodnej, maja wplyw na wspólczynnik strat destylacyjnych es¬ trów wysokowrzacych poddanych oczyszczaniu, to znaczy, ze czesciowo ester jest porywany przez pa¬ re wodna odprowadzana z górnej czesci kolumny 16, w ilosci zaleznej od warunków prowadzenia procesu.W tych warunkach procesu nalezy liczyc sie z pewnymi stratami estru przez porywanie lub zastosowac system czesciowego skraplania, to jest deflegmacji par w górnej czesci kolumny 16 w ce¬ lu zawracania do kolumny porwanego estru.Ponadto, w warunkach procesu na ogól nie sto¬ suje sie w praktyce deflegmacji par uchodzacych z górnej czesci kolumny 16 ze wzgledu na stoso¬ wanie skomplikowanych i kosztownych urzadzen do wytwarzania prózni.W sposobie wedlug wynalazku, jak przedstawio¬ no na fig. 2, pary destylatu z górnej czesci kolum¬ ny 16' zasysane ezektorem 23 lacza sie z para wod¬ na niezbedna do uzyskania prózni i razem sa wprowadzane do dolnej czesci kolumny 1', ewen¬ tualnie z dodatkowa iloscia pary wodnej doprowa¬ dzanej przewodem 4 dla zapewnienia prawidlowe¬ go dzialania kolumny 1'.Ten nowy sposób-umozliwia odzyskiwanie ener¬ gii pary wodnej dla wytworzenia podcisnienia w kolumnie 16' bez nakladu kosztów a ponadto od¬ zyskiwania estru wysokowrzacego porywanego z parami z górnej czesci kolumny, przez zawraca¬ nie porwanego estru do kolumny 1'.Sposób wedlug wynalazku zapewnia takze lepsze dzialanie calego urzadzenia przez umozliwienie, bez dodatkowych strat estru, stosowania w kolumnie koncowego oczyszczania bardziej korzystnych wa¬ runków suszenia estru i/lub usuwania pozostalych sladów zanieczyszczen, to znaczy wyzszej tempera¬ tury i ewentualnie wiekszego podcisnienia, niz w warunkach stosowanych w koncowej kolumnie, w znanych sposobach.Nizej podany przyklad objasnia wynalazek, nie ograniczajac jego zakresu.Przyklad, Zanieczyszczony, identyczny ftalan dwU-2-(etylohaksylowy) poddano oczyszczaniu w znany sposób przedstawiony na fig. i oraz w spo¬ sób wedlug wynalazku przedstawiony na fig. 2 i po¬ równano otrzymane wyniki. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 m81830 6 Przebieg procesu w sposób wedlug fig. 1. Do kolumny 1 przewodem 2 wprowadzano w sposób ciagly mieszanine stanowiaca surowy ftalan po przemyciu, o nastepujacym skladzie i ilosci na go¬ dzine: ftalan dwu- (2-etyloheksylowy) 1000 kg 2-etyloheksanol 80 kg woda 20 kg zanieczyszczenia 3'kg Wymienione zanieczyszczenia stanowily glównie: 2-etyloheksan, maslan 2-etyloheksylowy oraz tlenek dwu (2-etyloheksylowy).Do kolumny 1 wprowadzano przewodem 4 200 kg/godz. pary wodnej, utrzymujac na termome¬ trze 3 temperature 136° ± 2°C, a na termometrze 12, temperature 116°C±2°C oraz na wakumetrze 9 cisnienie 40 tor, a na wakumetrze 10 cisnienie 60 tor.Przewodem 7 odprowadzano na godzine: woda 219,67 kg 2-etylpheksanol i zanieczyszczenia 82,95 kg ftalan dwu- (2-etyloheksylowy) 0,5 kg Przewodem 11 odprowadzano na godzine: ftalan dwu- (2-etyloheksylowy) 995,5 kg zanieczyszczenia (zwlaszcza tlenki) 0,05 kg woda C„33 kg Mieszanine odprowadzana z kolumny 1 przewo¬ dem 11 wprowadzano przewodem 14 do kolumny 16, do której wprowadzano jednoczesnie przewo¬ dem 17 pare wodna w ilosci 40 kg/godz., utrzy¬ mujac temperature 145°C na termometrze 15 i na termometrze 22 temperature 141°C oraz cisnienie 10 torów na wakumetrze 19 i 20 torów na waku¬ metrze 20.Z kolumny 16 odprowadzano na godzine, prze¬ wodem 18: woda zanieczyszczenia (zwlaszcza tlenki) ftalan dwu-(2-etyloheksylowy) przewodem 21: italan dwu-(2-etyloheksylowy) woda zanieczyszczenia 40,231 kg 0,05 kg 4,5 kg 999 kg 0,999 kg 0 kg Ogólne zuzycie pary wodnej na godzine wyno¬ silo: wprowadzana przewodem 4 200 kg uzyta do ogrzewania w podgrzewa¬ czu 13 26 kg wprowadzana przewodem 17 40 kg uzyta do wytwarzania prózni po¬ przez przewód 18 140 kg ogólem 406 kg Przebieg procesu sposobem wedlug wynalazku przedstawiony na fig. 2. Do kolumny 1' wprowa¬ dzano w sposób ciagly przewodem 2' surowy fta^ lan, taki sam i w takiej samej ilosci jak w spo¬ sobie przedstawionym na fig. 1. Do dolnej cze¬ sci kolumny 1' wtryskiwano z ezektora 23 prze¬ wodem 25 mieszanine par o skladzie nizej opisa¬ nym, a przewodem 4' dodatkowo pare wodna w ilosci 20 kg/godz., przy czym w kolumnie 1' utrzy¬ mywano takie same warunki temperatury oraz ci¬ snienia jak w wyzej opisanym sposobie przedsta¬ wionym na fig. 1.Przewodem 7' odprowadzano na godzine: woda 219,915 kg 2-etyloheksanol i zanieczyszczenia 83 kg ftalan dwu-(2-etyloheksylowy) 0,5 kg 20 Przewodem 11' odprowadzano na godzine: ftalan dwu-(2-etyloheksylowy) 1004,5 kg zanieczyszczenia 0,065 kg woda 0,35 kg 25 Mieszanine odprowadzana z kolumny 1' przewo¬ dem 11' wprowadzano przewodem 14' do kolumny 16', a przewodem 17' wprowadzano dodatkowo pa¬ re wodna w ilosci 40 kg/godz., przy czym utrzy- 30 mywano na termometrze 15' temperature 150°C, a na termometrze 22' temperature 145°C oraz ci¬ snienie w kolumnie 16' takie same jak w kolum¬ nie 16 w sposobie wedlug fig. 1.Do ezektora 23 doprowadzano przewodem 24 35 pare wodna w ilosci 140 kg/godz. wtryskujac nim przewodem 25 razem z para wodna do kolumny 1' w ciagu godziny mieszanine par o nastepujacym skladzie. 40 woda 180,265 kg zanieczyszczenia 0,065 kg ftalan dwu-(2-etyloheksylowy) 5 kg Z kolumny 16' odprowadzano na godzine prze- 45 wodem .21' mieszanine o skladzie: ftalan dwu-(2-etyloheksylowy) 999,5 kg woda 0,085 kg zanieczyszczenia 0 kg 50 55 65 Ogólne zuzycie pary wodnej na godzine wyno¬ silo: wprowadzana przewodem 4' 20 kg uzyta do ogrzewania w podgrzewa¬ czu13' 36,8 kg wprowadzana przewodem 17' 40 kg uzyta do wytwarzania prózni 140 kg ogólem 236,8 kg Jak widac z uzyskanych wyników konzysci spo¬ sobu wedlug wynalazku sa inastepujace: oszczed¬ nosc pary wodnej 169 kg/godz. czyli okolo 0,17 kg na 1 kg oczyszczonego ftalanu; uzyskanie oszczed¬ nosci wskutek unikniecia strat produktu na de-81830 8 flegmacji w górnej czesci kolumny 16' lub ewen¬ tualnie odzyskanie ftalanu w ilosci 4,5 kg/godz., co stanowi 0,45% wagowych ogólnej ilosci ftala¬ nu poddanego obróbce. PL PL