PL81830B1 - - Google Patents

Description

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

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób oczyszczania estrów wysokowrzacych wytwarzanych na drodze estryfikacji alkoholu u- zytego w nadmiarze i kwasu lub jego bezwodni¬ ka, w obecnosci katalizatora, po neutralizacji mie¬ szaniny poreakcyjnej, przemyciu woda, a nastep¬ nie oddzielenie nadmiaru alkoholu, pozostalej wo¬ dy i zanieczyszczen przez destylacje z para wod¬ na w kolejnych kolumnach destylacyjnych, z któ¬ rych w dwóch ostatnich stosuje sie obnizone cis¬ nienie, przy czym w ostatniej kolumnie stosuje sie wyzsza próznie w stosunku do prózni wystepuja¬ cej w poprzedzajacej ja kolumnie, znamienny tym, ze pary destylatu z górnej czesci koncowej ko¬ lumny wtryskuje sie w sposób ciagly razem z pa¬ ra wodna do dolnej czesci kolumny poprzedzaja¬ cej (kolumne koncowa.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie surówke estru, wywodzacego sie z kwasów jedno- lub wielokarboksylowych, takich jak kwasy jedno-, dwu-, trój- lub czterokarbo- ksylowe, aromatyczne lub alifatyczne, zwlaszcza 10 15 20 kwasy ftalowe, 2-etylopentanokarboksyiowy, ady¬ pinowy, sebacynowy, azeladnowy, trójmeliitowy, cyklopentanoczterokarboksylowy i alkoholi jedmo- wodorotlenowych pierwszo- lub drugorzedowych, o co najmniej 6 atomach wegla, takich, jak al¬ kohole alifatyczne, zwlaszcza 2-etyloheksanol, de- kanole, trójdekanole, lub alkohole cykloalkanole, zwlaszcza cykloheksanol lub metylocykloheksanol — lub alkohole aryloalifatyczne, zwlaszcza alko¬ hol benzylowy, lub alkohole heterocykliczne, zwlaszcza alkohol czteAwodorofurfurylowy.

3. Sposób wedlug zastaz. 1—2, znamienny tym, ze podcisnienie w koncowej kolumnie wytwarza sie za pomoca urzadzenia ssacego, zainstalowane¬ go na przewodzie wyjsciowym z górnej czesci ko¬ lumny, typu ezektora parowego lub parowej .pom¬ py prózniowej i odlotowa pare z urzadzenia ssa¬ cego, stanowiaca mieszanine z parami z kolumny, wprowadza sie do dolnej czesci kolumny poprize- dizajacej koncowa kolumne.

4. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze do dolnej czesci kolumny poprzedzajacej koncowa kolumne doprowadza sie dodatkowo pare wodna.

5. Sposób wedlug zastrz. 1—4, znamienny tym, ze w koncowej kolumnie stosuje sie wyzsza tem¬ perature i ewentualnie wieksze podcisnienie niz w odpowiedniej kolumnie stosowanej w znanych sposobach. Fig. i81830 24 i r 23(r £- 25 «' J5 J/f2' ^ \ »FH o' 2ff(7t *' L/22' T21' Fig. 2 PL PL