RU2599132C1 - Method of separating mixture of solvents methanol-tetrahydrofuran-acetonitrile-water-pyridine - Google Patents

Method of separating mixture of solvents methanol-tetrahydrofuran-acetonitrile-water-pyridine Download PDF

Info

Publication number
RU2599132C1
RU2599132C1 RU2015125849/05A RU2015125849A RU2599132C1 RU 2599132 C1 RU2599132 C1 RU 2599132C1 RU 2015125849/05 A RU2015125849/05 A RU 2015125849/05A RU 2015125849 A RU2015125849 A RU 2015125849A RU 2599132 C1 RU2599132 C1 RU 2599132C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
column
mixture
methanol
tetrahydrofuran
complex
Prior art date
Application number
RU2015125849/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александра Юрьевна Сазонова
Валентина Михайловна Раева
Алла Константиновна Фролкова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский технологический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский технологический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский технологический университет"
Priority to RU2015125849/05A priority Critical patent/RU2599132C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2599132C1 publication Critical patent/RU2599132C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/34Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping with one or more auxiliary substances
    • B01D3/40Extractive distillation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/04Purification; Separation; Use of additives by distillation
    • C07C7/05Purification; Separation; Use of additives by distillation with the aid of auxiliary compounds
    • C07C7/08Purification; Separation; Use of additives by distillation with the aid of auxiliary compounds by extractive distillation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Pyridine Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to chemical industry. Method involves separation of a five-component mixture, which is carried out in circuits, including one or two three-column complexes of extractive distillation. Separating agents used are sulpholane and dimethylsulphoxide. In first version sulpholane is fed into first column of separation circuit and into first column of three-column complex, and dimethyl sulphoxide is fed into first column of two-column complex for processing mixture of methanol-tetrahydrofuran as obtained distillate. In second version sulpholane is fed into first column of first three-column complex, and dimethyl sulphoxide is fed into first column of second three-column complex for processing mixture of methanol-tetrahydrofuran-water as obtained distillate. Composition of initial mixture is equimolar, amount of separating agent to initial mixture ranges from 0.2:1 to 2.5:1, reflux varies within range of 0.1-3.5.
EFFECT: invention provides for extraction of all components of said five-component industrial mixture of solvents and reduced power consumption.
1 cl, 2 dwg, 2 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к области основного органического синтеза, а именно к способу разделения пятикомпонентной азеотропной смеси метанол - тетрагидрофуран - ацетонитрил - вода - пиридин, получающейся в фармацевтической промышленности.The invention relates to the field of basic organic synthesis, and in particular to a method for the separation of a five-component azeotropic mixture of methanol - tetrahydrofuran - acetonitrile - water - pyridine, obtained in the pharmaceutical industry.

Из уровня техники известно, что смесь метанол - тетрагидрофуран (ТГФ) - ацетонитрил (АЦН) - вода - пиридин может быть разделена периодической экстрактивной ректификацией (ПЭР) [Hegely L. Improvement of batch distillation separation of azeotropic mixtures. PhD thesis at Institut National Politechnique de Toulouse, 2013, 197 pages]. В данной работе процесс называют гетероазеотропно-экстрактивной ректификацией, хотя в данном случае речь идет об автоэкстрактивной ректификации.It is known from the prior art that a mixture of methanol - tetrahydrofuran (THF) - acetonitrile (ACN) - water - pyridine can be separated by periodic extractive distillation (PER) [Hegely L. Improvement of batch distillation separation of azeotropic mixtures. PhD thesis at Institut National Politechnique de Toulouse, 2013, 197 pages]. In this work, the process is called heteroazeotropic-extractive distillation, although in this case we are talking about autoextractive distillation.

Ближайшим аналогом настоящего изобретения, выбранным авторами за прототип, является способ разделения смеси метанол-тетрагидрофуран (ТГФ) - ацетонитрил (АЦН) - вода - пиридин периодической экстрактивной ректификацией (ПЭР) [Lang P. et al. Solvent recovery from a multicomponent mixture by batch extractive distillation and hybrid process / Distillation Absorption, 2010, pages 295-300], согласно которому подачу разделяющего агента (РА) осуществляют в верхнюю часть колонны, а разделяемая смесь предварительно загружается в куб установки. В качестве разделяющих агентов по результатам анализа относительных летучестей компонентов в указанном способе предложено использовать воду или пиридин. Достигаемый результат - выделение ТГФ заданного качества.The closest analogue of the present invention, selected by the authors for the prototype, is a method for separating a mixture of methanol-tetrahydrofuran (THF) - acetonitrile (ACN) - water - pyridine by periodic extractive distillation (PER) [Lang P. et al. Solvent recovery from a multicomponent mixture by batch extractive distillation and hybrid process / Distillation Absorption, 2010, pages 295-300], according to which a separating agent (PA) is supplied to the top of the column, and the separated mixture is preloaded into the cube of the installation. As a separating agent according to the analysis of the relative volatility of the components in the specified method, it is proposed to use water or pyridine. The achieved result is the isolation of THF of a given quality.

К недостатку ПЭР можно отнести отсутствие регенерации других органических растворителей (метанол, АЦН, пиридин). В условиях ужесточения экологических требований процесс разделения не должен ограничиваться только выделением компонентов, находящихся в многокомпонентной смеси в максимальном количестве.The disadvantage of PER is the lack of regeneration of other organic solvents (methanol, ACN, pyridine). Under conditions of toughening environmental requirements, the separation process should not be limited only to the allocation of components that are in the multicomponent mixture in the maximum amount.

Технический результат заявленного изобретения заключается в снижении энергозатрат и выделении всех компонентов смеси метанол - тетрагидрофуран - ацетонитрил - вода - пиридин в чистом виде.The technical result of the claimed invention is to reduce energy consumption and the allocation of all components of a mixture of methanol - tetrahydrofuran - acetonitrile - water - pyridine in its pure form.

Технический результат достигается способом разделения указанной пятикомпонентной азеотропной смеси непрерывной экстрактивной ректификацией (ЭР) в схемах, включающих один или два трехколонных комплекса экстрактивной ректификации с использованием в качестве разделяющих агентов сульфолана и диметилсульфоксида, при этом разделяющий агент сульфолан подают в первую колонну схемы разделения и в первую колонну трехколонного комплекса или в первую колонну первого трехколонного комплекса, а разделяющий агент диметилсульфоксид подают либо в первую колонну двухколонного комплекса для обработки смеси метанол-тетрагидрофуран в качестве полученного дистиллята, либо в первую колонну второго трехколонного комплекса для обработки смеси метанол-тетрагидрофуран-вода в качестве полученного дистиллята.The technical result is achieved by the method of separation of the specified five-component azeotropic mixture by continuous extractive distillation (ER) in schemes including one or two three-column extractive distillation complexes using sulfolane and dimethyl sulfoxide as separating agents, while the separating agent sulfolane is fed to the first column of the separation scheme and to the first a column of a three-column complex or in a first column of a first three-column complex, and a dimethyl sulfoxide separating agent is supplied either to the first column of the two-column complex for processing the methanol-tetrahydrofuran mixture as the obtained distillate, or to the first column of the second three-column complex for processing the methanol-tetrahydrofuran-water mixture as the obtained distillate.

Состав исходной смеси - эквимолярный, количество РА к исходной смеси составляет от 0,2:1 до 2,5:1 в различных схемах, флегма варьируется в диапазоне 0,1-3,5, в дистилляте первой колонны ЭР отбираются различные фракции. Давление во всех колоннах - атмосферное. Предложены схемы разделения с выделением всех органических растворителей в комплексе из шести колонн, от двух до трех из которых - экстрактивные. Посредством варьирования отбора дистиллята в первой колонне ЭР достигается сокращение капитальных и энергетических затрат, повышение качества получаемых продуктов.The composition of the initial mixture is equimolar, the amount of RA to the initial mixture is from 0.2: 1 to 2.5: 1 in various schemes, phlegm varies in the range of 0.1-3.5, various fractions are selected in the distillate of the first ER column. The pressure in all columns is atmospheric. Separation schemes are proposed with the separation of all organic solvents in a complex of six columns, from two to three of which are extractive. By varying the selection of distillate in the first ER column, a reduction in capital and energy costs and an improvement in the quality of the products obtained are achieved.

Настоящее изобретение иллюстрируется примерами 1 и 2, которые отличаются фракциями, отбираемыми в дистилляте первой колонны ЭР.The present invention is illustrated by examples 1 and 2, which differ in fractions taken in the distillate of the first ER column.

Исследование проведено посредством вычислительного эксперимента в программном комплексе Aspen Plus.The study was conducted through a computational experiment in the Aspen Plus software package.

Пример 1. На фиг. 1 представлена схема разделения смеси метанол - ТГФ - АЦН - вода - пиридин. Первый этап разделения - колонна ЭР (I) (РА - сульфолан), в дистилляте получена смесь метанол - ТГФ. Кубовый продукт колонны I разделен в колонне II ЭР (РА - сульфолан), в дистиллате выделена вода, в кубе - смесь АЦН - пиридин - сульфолан. Смесь ТГФ - метанол разделена в двухколонном комплексе ЭР с ДМСО (колонны V, VI), смесь АЦН - пиридин - сульфолан разделена обычной ректификацией в колоннах III (дистилляционный продукт АЦН) и IV - дистилляционный продукт - пиридин. Полученные данные приведены в таблице 1.Example 1. In FIG. Figure 1 shows the separation scheme of a mixture of methanol - THF - ACN - water - pyridine. The first separation stage is an ER (I) column (RA - sulfolane), a methanol - THF mixture is obtained in the distillate. The bottoms product of column I is separated in column II of the ER (RA - sulfolane), water is isolated in the distillate, and in the bottom - a mixture of ACN - pyridine - sulfolane. A mixture of THF - methanol was separated in a two-column complex of ER with DMSO (columns V, VI), a mixture of ACN - pyridine - sulfolane was separated by ordinary distillation in columns III (distillation product ACN) and IV - distillation product - pyridine. The data obtained are shown in table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Пример 2Example 2

На фиг. 2 представлена схема разделения смеси метанол - ТГФ - АЦН -вода - пиридин. Разделение смеси проведено в схеме, состоящей из двух трехколонных комплексов ЭР. Первый этап разделения включает колонну ЭР (I) (РА - сульфолан), в дистиллате которой выделена смесь метанол - ТГФ -вода, которая далее разделена в трехколонном комплексе с ДМСО в качестве РА с выделением ТГФ в колонне ЭР (IV), в колоннах V и VI - метанола и воды, соответственно. Из кубового продукта колонны I, содержащего смесь АЦН - пиридин - сульфолан, последовательно выделены обычной ректификацией АЦН (колонна II) и пиридин (колонна III). Полученные данные приведены в таблице 2.In FIG. Figure 2 shows the separation scheme of a mixture of methanol - THF - ACN-water - pyridine. The mixture was separated in a scheme consisting of two three-column ER complexes. The first separation stage includes an ER (I) column (RA - sulfolane), in the distillate of which a methanol-THF-water mixture is isolated, which is further separated in a three-column complex with DMSO as RA with the release of THF in an ER (IV) column, in columns V and VI - methanol and water, respectively. From the bottoms product of column I containing a mixture of ACN - pyridine - sulfolane, successive distillations of ACN (column II) and pyridine (column III) were sequentially isolated. The data obtained are shown in table 2.

Figure 00000002
Figure 00000002

Таким образом, для разделения смеси метанол - ТГФ - АЦН - вода - пиридин предложены две принципиальные схемы разделения, состоящие из шести ректификационных колонн непрерывного действия. В рассмотренных примерах на первой стадии - разделение пятикомпонентной смеси ЭР с сульфоланом, в дистиллате выделяются, соответственно, фракции метанол - ТГФ или метанол - ТГФ - вода.Thus, for separation of a mixture of methanol - THF - ACN - water - pyridine, two basic separation schemes have been proposed, consisting of six continuous distillation columns. In the considered examples, the first stage is the separation of a five-component mixture of ER with sulfolane, and methanol - THF or methanol - THF - water fractions, respectively, are separated in the distillate.

Наименее энергоемкой является схема разделенная, представленная на фиг. 2 (Пример 2), представляющая комбинацию двух трехколонных комплексов ЭР (РА - сульфолан, ДМСО). Определены статические параметры работы колонн, обеспечивающие выделение всех продуктов качеством не менее 99,7 мол.%.The least energy intensive is the split circuit shown in FIG. 2 (Example 2), representing a combination of two three-column ER complexes (RA - sulfolane, DMSO). The static parameters of the operation of the columns are determined, which ensure the isolation of all products with a quality of at least 99.7 mol.%.

Claims (1)

Способ разделения пятикомпонентной азеотропной смеси метанол - тетрагидрофуран - ацетонитрил - вода - пиридин экстрактивной ректификацией, отличающийся тем, что разделение проводят в схемах, включающих один или два трехколонных комплекса экстрактивной ректификации с использованием в качестве разделяющих агентов сульфолана и диметилсульфоксида, при этом разделяющий агент сульфолан подают в первую колонну схемы разделения и в первую колонну трехколонного комплекса или в первую колонну первого трехколонного комплекса, а разделяющий агент диметилсульфоксид подают либо в первую колонну двухколонного комплекса для обработки смеси метанол - тетрагидрофуран в качестве полученного дистиллята, либо в первую колонну второго трехколонного комплекса для обработки смеси метанол - тетрагидрофуран - вода в качестве полученного дистиллята, при этом состав исходной смеси эквимолярный, количество разделяющего агента к исходной смеси составляет от 0,2:1 до 2,5:1, флегма варьируется в диапазоне 0,1-3,5. The method of separation of a five-component azeotropic mixture of methanol - tetrahydrofuran - acetonitrile - water - pyridine by extractive distillation, characterized in that the separation is carried out in schemes comprising one or two three-column extractive distillation complexes using sulfolane and dimethyl sulfoxide as separating agents, while the separating agent sulfolane is fed to the first column of the separation scheme and to the first column of the three-column complex or to the first column of the first three-column complex, and the separating ag nt dimethyl sulfoxide is fed either to the first column of the two-column complex for processing the methanol-tetrahydrofuran mixture as the obtained distillate, or to the first column of the second three-column complex for processing the methanol-tetrahydrofuran-water mixture as the obtained distillate, while the composition of the initial mixture is equimolar, the amount of resolving agent to the initial mixture is from 0.2: 1 to 2.5: 1, phlegm varies in the range of 0.1-3.5.
RU2015125849/05A 2015-06-30 2015-06-30 Method of separating mixture of solvents methanol-tetrahydrofuran-acetonitrile-water-pyridine RU2599132C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015125849/05A RU2599132C1 (en) 2015-06-30 2015-06-30 Method of separating mixture of solvents methanol-tetrahydrofuran-acetonitrile-water-pyridine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015125849/05A RU2599132C1 (en) 2015-06-30 2015-06-30 Method of separating mixture of solvents methanol-tetrahydrofuran-acetonitrile-water-pyridine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2599132C1 true RU2599132C1 (en) 2016-10-10

Family

ID=57127403

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015125849/05A RU2599132C1 (en) 2015-06-30 2015-06-30 Method of separating mixture of solvents methanol-tetrahydrofuran-acetonitrile-water-pyridine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2599132C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109593059A (en) * 2018-12-11 2019-04-09 河北工业大学 A kind of azeotropic-variable-pressure rectification separation pyridine-acetonitrile-water system method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2548978C1 (en) * 2014-01-22 2015-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова" (МИТХТ им. М.В. Ломоносова) Method of separating zeotropic mixture of butyl propionate and propionic acid

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2548978C1 (en) * 2014-01-22 2015-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова" (МИТХТ им. М.В. Ломоносова) Method of separating zeotropic mixture of butyl propionate and propionic acid

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
P. LANG et al, Solvent recovery from a multicomponent mixture by batch extractive distillation and hybrid process. Distillation Absorption, 2010, 295-300;RU 2548978 C1, 20.04.2015;HEGELY L., Improvement of batch distillation separation of azeotropic mixtures. PhD thesis at Institut National Politechnique de Toulouse, 2013, 197 p. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109593059A (en) * 2018-12-11 2019-04-09 河北工业大学 A kind of azeotropic-variable-pressure rectification separation pyridine-acetonitrile-water system method
CN109593059B (en) * 2018-12-11 2021-03-30 河北工业大学 Method for separating pyridine-acetonitrile-water system by azeotropic-pressure swing distillation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB201111601D0 (en) New process
GB201111589D0 (en) New modified process
BRPI0413017A (en) process for separating azeotropic or near boiling mixtures by extractive
WO2005113101A3 (en) Method for the production of chemical and pharmaceutical products with integrated multicolumn chromatography
ATE427150T1 (en) PURIFICATION OF N,N-DIMETHYLACETAMIDE
DE502004006921D1 (en) METHOD FOR OBTAINING ROH 1,3-BUTADIEN FROM A C4 CUT
RU2599132C1 (en) Method of separating mixture of solvents methanol-tetrahydrofuran-acetonitrile-water-pyridine
Hilal et al. The reduction of extractive agent in extractive distillation and auto-extractive distillation
RU2548978C1 (en) Method of separating zeotropic mixture of butyl propionate and propionic acid
GB0022713D0 (en) Method for fractionating liquid mixtures
GB1255570A (en) Process for separating a mixture of c5 hydrocarbons into its constituents
MX354639B (en) Process for the removal of contaminant from a hydrochlorofluoroolefin by extractive distillation.
CN103819302B (en) The separation method of a kind of toluene, methyl alcohol, Virahol, dimethyl carbonate mixture
AR031511A1 (en) PACLITAXEL AND CEPHALOMANINE CHROMATOGRAPHIC SEPARATION METHOD
JP2017190351A5 (en)
RU2610765C1 (en) Separation of butyl butyrate - oleic acid azeotropic mixture
KR101819263B1 (en) Method for purification of a hydrocarbon stream containing olefin and amine
US2578698A (en) Dehydration of organic acids
PL415311A1 (en) Process system for separation of chemical substances, a system for the column distillation, and the method for separation of chemical substances
Billal et al. Separation of azeotropes by shifting the azeotropic composition
Vooradi et al. Hybrid Separation Scheme for Azeotropic Mixtures–Sustainable Design Methodology
BRPI0518482A2 (en) process for chemical reaction and separation of a mixture in a column, and, process use
RU2607812C1 (en) Method of separating mixture biazeotropic butyl butyrate-butyric acid mixture
NL2030411B1 (en) Device and process for separating n-butane-isobutane-butene by dividing-wall extractive distillation
NO20032575L (en) Method and apparatus for dividing a substance mixture into its constituents by extractive distillation in a partition column

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200701