RU1086718C - Способ переработки отходов производства адипиновой кислоты - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области органической хи)чии, конкретно .к улучшенному способу переработки отходов произодства адипиновой кислоты, получаемой окислением циклогек йнола и/или циклогексанона азотной кислотой о присутствии медно-ванадиевого катализатора, состо щих из смеси дикарбоновых кислот C4-Cg и соединений меди, ванади  и ; елеза.

Известен способ переработки отхо-. дов производства адипиновой кислоты путем отгонки в вакууме азотной кислоты и воды в присутствии серной и фосфорной кислоты с последующим вы- . делением кристаллизующихс  из расплава кислот сульфатов или фосфатов хеди и ванади .

К недостаткам этого способа относитс  получение солей меди и ванади  в виде сульфатов или фосфатов.. При

повторном использовании этих солей в качестве катализаторов окислени  цик логексанола, циклогексанона или их смесей с азотной кислотой возникает

О проблема удалени  из реакционного чикла сульфатов или фосфатов, что :

со св зано с дополнительными петер ми

ON

: I. ценных веществ и со снижением качает N1 ва адипиновой кислоты.

Известен способ переработки отхо00 дов производства адипиновой кислоты путем отгонки азотной кислоты и воды

с последующей этерификацией расплав ленного остатка алифатическими спиртами и выделением нерастворимых в сложных эфирах солей меди и ванади . I Недостаток этого способа состоит в том, что выпадающие в осадок соли меди и ванади  загр знены органичес кими примес ми, очистка от которых требует дополнительных операций и вы

ывает образование загр зненных стоов .

Рассмотрение приведенных выше спообов переработки плава отходов дикарбоновых кислот показывает, что переработка смесей дикарбоновых кислот извлечением из нее компонентов катализатора в виде осадков осложнена ногостадийностью, а также необходиостью дополнительной очистки солей меди и ванади .

Известен способ переработки отхоов производства адипиновой кислоты путем разбавлени  их водой до концентрации азотной кислоты с послеующим пропусканием раствора через слой сильнокислотной катионообменной смолы до проскока катионов меди. На сыщенную смолу регенерируют путем промывки водным раствором азотной кислоты, в который переход т соли меи и ванади . Полученный раствор пос; ле доведени  концентрации азотной кислоты до необходимого уровн  может быть использован дл  окислени  циклогексанола или их смесей в производстве адипиновой кислоты. Образующиес  при этом очищенные от катализатора водные растворы дикарбоновых кислот могут быть использованы дл  дальнейшей переработки в индивидуальные кислоты или их производные известными способами, включающими кристаллизацию или этерификацию.

Недостатками способов  вл ютс , многостадийность процесса переработки отходов и его энергоемкость. Энергетические затраты, св заны с необходимостью концентрировани  полученных водных растворов в случае их переработки в индивидуальные кислрты методом кристаллизации или двухкратного удалени  воды в случае переработки -кислот в соответствующие сложные эфиры.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам  вл етс  способ переработки отходов производства адипиновой кислоты, полученной окислением циклогексанона . и/или циклогексанола азотной киЬлотой в присутствии медно-ванадиевого катализатора, заключа.кщийс  в упаривании отходов с последующим растворением полученного остатка в вОде, фильтрованием и обработкой раствора сильнокислотным катионигом. Раствор

дикарбоновых кислот упаривают и подвергают разгонке.

Недостатком описанного способа  вл етс  то, что в результате очистки раствора от компонентов катализатора образуетс  водный раствор дикарбоновых кислот, который необходимо переработать- после удалени  воды. Дл  исQ парени  воды из такого .раствора на тонну остатка от упаривани  .отходов необходимо затратить не менее четырех . тонн пара, что значительно усложн ет процесс и делает его энергоемким.

5 Целью изобретени   вл етс  упрощение процесса переработки отходов про изводства адипиновой кислоты.

Поставленна  цель достигаетс  опи0 сываемым способом переработки отходов производства адипиновой кислоты, получаемой окислением циклогексанона и/или циклогексанола азотной кислотой в присутствии медно-ванадиевого к.ата5 лизaтopaj заключающимс  в упаривании отходов с последующим растворением полученного остатка в растворителе, фильтрованием .и обрабо-гкой раствора сильнокислотным катионитом.

0 Отличительным признаком процесса  вл етс  использование в качестве растворител  алифатических спиртов л.

Применение в описываемом способе

с спиртов с-более длинной цепью нецелесообразно , так как при этом снижаетс  эффективность процесса ионной очистки на катионите.

Катионит, насыщенный ионами металQ лов, регенерируют известным способом. Раствор, полученный, в результате регенерации-и содержащий ванадий и. медь, возвращают в процесс.

Процесс ионообменной очистки спирg тового раствора кислот сопровождаетс  частичной этерификацией за счет каталитического дет1стви  cynьфoкиcлotныx групп катйонита, причем содержание сложных эфиров достигает 85%, поэтому лучшим способом дальнейшей переработки кислот  вл етс  доэтерификаци  и последующа  разгонка. : В последую11(их примерах в качестве исходного продукта используют плав, образующийс  после удалени  воды и

азотной кислоты из отходов производства адипиновой кислоты, получаемой окислением циклогексанона и/или циклогексанола азотной кислотой в присутствии медно-ванадиевого катализатора . .

Пример.

(Иллюстрирует обработку плава дикарбоновых кислот в среде метилового спирта).. .

-65 г плава дикарбонооых кислот, полученного после упаривани  воды и азотной кислоты из отход щих растворов производства адипиновой кислоты, раствор ют в 300 г метанола при 5060С . Нерастворимый осадок в коли--, честве 0, г отдел ют, на фильтре и получают раствор, содержащий 5,0 мас. адипиновой кислоты, 8,8 мас. глутаровой, 5,6 мае.;  нтарной кислот, 0,lG мас. ионов Си,. 0,042 мас. ионов V. и О.,0042 мас. ионов Fe . Полученный растворпропускают при через неподвижный . слой катионита КУ 2ч8 в Н-форме, вз того -в количестве 9 г. .Высота сло катионита 7,88 см, диаметр - 1,6 см, скорость пропускани 

раствора через катионит равн лась 2 ч . До проскока по Меди пропущено 292 мл раствора. После промывки отработанного катионита метанолом и водой, вз тых в количествах , необходимых дл  полного удалени  исходного раствора из катионитной колонки («е менее трех объёмов на один объем катионита), его подвергали регенерации путем пропускани  слой катионита У- -ного водного раствора HNO со скоростью 2 . Степень очистки исходного раствора от ионов меди, ванади  и железа соответственно составила 98,2, 81,5 и 39,5. Очищенный раствор дикарбоновых кислот характеризовалс  кислотным и эфирным числами, соответственно равными 33,9 и 2о4,,.5 мг КОН/г, что соответствует 85,6 степени этерификации исходных кислот.

П р и м е р 2.

(Иллюстрирует обработку плава, дика рбоновых кислот в среде этилового спирта).

Приготовление раствора дикарбоновых кислот в этиловом спирте и обработку раствора на катионите осуществл ли таким же образом, как ив примере 1. До проскока меди через кат 1онит былофопущено 270 мл раствора. Далее выполн ют операции промывки и регенерации катионита, указанные в примере 1. Степень очистки исходного V раствора от ионов меди, ванади  и желаза соЪтпетственно составила 97,3, 82,0 и tt,55;. Очищенный раствор дикарбоновых кислот характеризовалс  кислотным и эфирным числами, соот- V

мг кон ветственно равными 32,1 и 1 72, О,

что соответствует 8f, степени этерификации.

П р и м е р 3.

0

(Иллюстрирует обработку плава дикарбоновых кислот в среде н-пропилового спирта).

Приготовление раствора плава ди5 карбоновых кислот в н-пропиловом спирте и его дальнейшую обработку на катионите выполн ли так ие как в примере 1. Отличие состо ло в том, что объемную скорость пропускани  раство0 ров через катионит снизили до 1,2 ч. Количество раствора, пропущенного до проскока меди.40 мл.

Пример.

(Иллюстри)ует обработку плава ди5 карбоновых кислот в среде изопропилового спирта).

Приготовление раствора плава дикарбоновых кислот в изопропиловом спирте-и его дальнейшую обработку на

0 катионите выполн ют так же, как в примере 1. Объемна  скорость пропускани  растцора через катионит 1 . Количество раствора, пропущенного через катионит до проскока меди, при 5-этом составило 12,6 мл.

Из примеров 1 и 2 видно, что растворы перерабатываемых алифатических дикарбонооых кислот в метаноле и этаноле после катионитной очистки содержат нар ду с непревращенными дикарбо0 новыми кислотами их алкиловые эфиры. Из примеров 3 и 4 следует нецелесообразность применени  спиртов С,, т.к. в этом случае наблкэдаетс  резкое снижение эффективности очистки раст5 воров от компонентов катализатора. Это иллюстрируетс  и данными таблицы. I

Предлагаемый способ позвол ет упростить процесс переработки отходов

0 производства адипиновой кислоты за счет исключени  упаривани  водных растворов дикарбоновых кислот, снизить энергоемкость процесса.

В результате осуществлени  спосо5 ба получают спиртовые растворы дикарбоновых кислот, дальнейша  переработка которь х известными способами дает в6з,можность полезно использовать

основные компоненты перерабатываемых смесей дл  получени  диалкиловых эфиров дикарбоновых кислот, а также раствор , содержащий металлы-катализато- е

Зависимость динамической емкости катионита . от природы спирта

ры окислени  циклогексанона, циклогексанола или их смесей дл  повторного использовани  в производстве ади- , пиновой кислоты.