RU2771241C1 - Способ получения этилацетата - Google Patents
Способ получения этилацетата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2771241C1 RU2771241C1 RU2021112602A RU2021112602A RU2771241C1 RU 2771241 C1 RU2771241 C1 RU 2771241C1 RU 2021112602 A RU2021112602 A RU 2021112602A RU 2021112602 A RU2021112602 A RU 2021112602A RU 2771241 C1 RU2771241 C1 RU 2771241C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ethyl acetate
- acetic acid
- alcohol production
- producing ethyl
- content
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C31/00—Saturated compounds having hydroxy or O-metal groups bound to acyclic carbon atoms
- C07C31/02—Monohydroxylic acyclic alcohols
- C07C31/08—Ethanol
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
- C07C67/03—Preparation of carboxylic acid esters by reacting an ester group with a hydroxy group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C69/00—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
- C07C69/02—Esters of acyclic saturated monocarboxylic acids having the carboxyl group bound to an acyclic carbon atom or to hydrogen
- C07C69/12—Acetic acid esters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения этилацетата этерификацией уксусной кислоты, где используются отходы спиртового производства, содержащие спирты С3-С5 в концентрации не менее 3 300 мг/дм3(0,4% масс.), позволяющие снизить минимальное необходимое количество флегмы, подаваемой в реактор для отбора всей образующейся воды в виде азеотропа. Целью настоящего изобретения является разработка эффективного способа получения этилацетата из обводненных отходов спиртового производства. Заявленный способ позволяет осуществлять процесс при меньшей рециркуляции эфиров в качестве флегмы и азеотропного агента, что снижает нагрузку на ректификационную часть аппарата, а также системы подвода тепла и охлаждения отходящих из колонны продуктов. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 20 пр.
Description
Изобретение относится к химической промышленности, в частности к способу получения этилацетата этерификацией уксусной кислоты.
Способ производства сложных эфиров этерификацией низкомолекулярных карбоновых кислот в присутствии кислотного катализатора хорошо известны в химической отрасли и представлены во множестве патентов, предлагающих различные изменения в технологическом оформлении процесса. (Патенты US 5231222,1993 г., GB 1173089,1969 г., GB 1262645,1972 г.).
Типичный способ заключается в проведении реакции между уксусной кислотой и этанолом в присутствии катализатора кислотной природы в реакционной зоне аппарата, полученный этилацетат связывает образующуюся в процессе воду в азеотропном соотношении и отводится через ректификационную зону в конденсатор, а затем в сепаратор. В сепараторе азеотропная смесь этилацетата и воды разделяется на водную и органическую фазу, последняя из которых отправляется на дальнейшее разделение.
В любой реакции этерификации на один моль эфира образуется один моль воды, и, учитывая замкнутость реакционной зоны, весь объем воды должен отводиться вместе с эфиром в виде азеотропной смеси. Однако в зависимости от типа эфира значительно меняется соотношение образующегося по стехиометрии количества воды и воды, отходящей в виде азеотропа. В таблице 1 указаны данные соотношения для сложных эфиров уксусной кислоты и спиртов С1-С5.
Как видно из таблицы, в процессе производства этилацетата на 100 г безводного спирта образуется 23,6 г избыточной воды, которую необходимо убрать из реакционной зоны.
Известен способ контроля количества воды в реакционной зоне в процессе производства этилацетата путем подачи части органической фазы из сепаратора на выходе из ректификационной зоны обратно в зону реакции в качестве азеотропного агента. Также вместо органической фазы из сепаратора в реакционную зону можно направлять очищенный от воды этилацетат после мембранного разделителя или товарный этилацетат (Патент US 6768021 В2, 2004 г.). Данный способ является наиболее близким к настоящему изобретению и был выбран в качестве прототипа.
Недостатком указанного способа является необходимость использования большого количества этилацетата для удаления всей избыточной воды из реакционной зоны. Особенно явным данный недостаток становится при использовании в качестве источника спирта обводненного этанола.
Целью настоящего изобретения является разработка эффективного способа получения этилацетата из обводненных отходов спиртового производства.
Поставленная цель достигается использованием в качестве сырья отходов спиртового производства, содержащих спирты С3-С5, или этих же отходов, прошедших предварительную очистку от карбонильных соединений.
В ходе экспериментальных исследований было обнаружено, что спирты С3-С5 в составе сырья процесса этерификации позволяют снизить минимальное необходимое количество флегмы, подаваемой в реактор для отбора всей образующейся воды в виде азеотропа. При взаимодействии данных спиртов с уксусной кислотой образуется меньшее относительное количество воды, а азеотропные смеси полученных ацетатов имеют большую долю воды. Кроме того, эфиры спиртов С3-С5 меньше растворяются в воде и растворяют в себе меньшее количество воды по сравнению с этилацетатом, поэтому в органической фазе сепаратора после ректификационной зоны содержится меньше воды, что также положительно сказывается на минимальном необходимом флегмовом числе.
Отходы спиртового производства, содержащие спирты С3-С5, обычно имеют в своем составе примеси карбонильных соединений и, в первую очередь, ацетальдегида. Данные примеси напрямую не влияют на процесс этерификации, но в присутствии кислотного катализатора вступают в реакции альдольно-кротоновой конденсации с последующей полимеризацией, в ходе которых образуются смолистые вещества, которые откладываются в реакционной зоне аппарата. Для удаления данных отложений необходимо останавливать производство и проводить очистку реактора. Избежать частой остановки реактора можно путем снижения концентрации карбонильных соединений в отходах спиртового производства. Например, с помощью обработки отходов щелочным агентом с выделением очищенного продукта перегонкой.
Предлагаемое техническое решение иллюстрируется конкретными примерами выполнения.
Пример 1 (сравнительный)
Процесс этерификации уксусной кислоты ведут в аппарате, состоящем из реакционного куба, выполненного из нержавеющей стали, и ректификационной колонной с 30 теоретическими тарелками.
Отходы спиртового производства и уксусная кислота подаются в реактор в эквимолярном соотношении в пересчете на чистые спирты и уксусную кислоту, но из-за наличия рецикла органической фазы в аппарате достигается небольшой избыток этанола. В качестве катализатора используется серная кислота.
Пары из реакционной зоны, состоящие из эфиров, спиртов, уксусной кислоты и воды, поступают в ректификационную зону, где происходит их разделение. Непрореагировавшие спирты и уксусная кислота возвращаются в реакционную зону, а азеотропная смесь эфиров и воды направляется в воздушный холодильник и далее в сепаратор. Перед подачей в сепаратор в данную смесь добавляют дополнительное количество воды, чтобы снизить содержание спирта в органической фазе. Часть органической фазы, состоящей преимущественно из сложных эфиров, направляется на стадию разделения, а часть возвращается в реакционный аппарат в виде флегмы и азеотропного агента.
В качестве сырья используется технический этиловый спирт. Содержание воды - 4,9% масс, содержание спиртов С3-С5 - отсутствие, содержание альдегидов в пересчете на ацетальдегид - менее 1 мг/дм3. В качестве уксусной кислоты используется водный раствор с массовой концентрацией 95%.
Флегмовое число задано на уровне 3.
После отладки режима при заданном флегмовом числе был получен очищенный этилацетат с содержанием уксусной кислоты 350 ррт. Удаление уксусной кислоты из эфира является одной из главных задач ректификационной секции реакционного аппарата, поэтому по остаточному содержанию кислоты можно судить об эффективности процесса разделения в колонне.
Примеры 2-5 (сравнительные)
Процессы осуществляются в условиях примера 1, но флегмовое число задано на уровне от 3,5 до 5 с шагом 0,5. Содержание уксусной кислоты в очищенном этилацетата после отладки режима при заданных флегмовых числах представлены в таблице 2.
Пример 6
Процесс осуществляется в условиях примера 1, но в качестве сырья используется концентрат сивушных и головных примесей. Содержание воды - 12,0% масс, содержание спиртов С3-С5 - 20 890 мг/дм3, содержание альдегидов в пересчете на ацетальдегид - 2614 мг/дм3. В качестве уксусной кислоты используется водный раствор с массовой концентрацией 95%.
Флегмовое число задано на уровне 3. После отладки режима при заданном флегмовом числе был получен очищенный этилацетат с содержанием уксусной кислоты 410 ррт.
Примеры 7-10
Процессы осуществляются в условиях примера 6, но флегмовое число задано на уровне от 3,5 до 5 с шагом 0,5. Содержание уксусной кислоты в очищенном этилацетата после отладки режима при заданных флегмовых числах представлены в таблице 2.
Пример 11
Процесс осуществляется в условиях примера 1, но в качестве сырья используется концентрат сивушных и головных примесей. Содержание воды - 7,2% масс, содержание спиртов С3-С5 - 3455 мг/дм3, содержание альдегидов в пересчете на ацетальдегид - 736 мг/дм3. В качестве уксусной кислоты используется водный раствор с массовой концентрацией 95%.
Флегмовое число задано на уровне 3. После отладки режима при заданном флегмовом числе был получен очищенный этилацетат с содержанием уксусной кислоты 370 ррт.
Примеры 12-15
Процессы осуществляются в условиях примера 11, но флегмовое число задано на уровне от 3,5 до 5 с шагом 0,5. Содержание уксусной кислоты в очищенном этилацетата после отладки режима при заданных флегмовых числах представлены в таблице 2.
Пример 16
Процесс осуществляется в условиях примера 6, но используемый в качестве сырья концентрат сивушных и головных примесей был подвергнут предварительной щелочной очистке с целью удаления карбонильных соединений.
Очистка проводилась путем кипячения смеси отходов спиртового производства и раствора гидроокиси натрия (50% масс.) с массовым расходом 2,0% в течение 4 часов с последующим отделением очищенного спирта от кубового остатка с помощью перегонки.
Характеристики очищенного спирта: содержание воды - 8,4% масс, содержание спиртов С3-С5 - 17325 мг/дм3, содержание альдегидов в пересчете на ацетальдегид - 233 мг/дм3. В качестве уксусной кислоты используется водный раствор с массовой концентрацией 95%.
Флегмовое число задано на уровне 3. После отладки режима при заданном флегмовом числе был получен очищенный этилацетат с содержанием уксусной кислоты 250 ррт.
Примеры 17-20
Процессы осуществляются в условиях примера 16, но флегмовое число задано на уровне от 3,5 до 5 с шагом 0,5. Содержание уксусной кислоты в очищенном этилацетата после отладки режима при заданных флегмовых числах представлены в таблице 2.
По данным о содержании уксусной кислоты в товарном этилацетате в зависимости от флегмового числа можно найти минимально необходимое флегмовое число для каждого типа сырья, которое позволяет получить эфир с массовой концентрацией уксусной кислоты не более 0,004% (или 40 ррт), что соответствует требованиям ГОСТ 8981-78 для этилацетата марки А высшего сорта.
Таким образом, заявленный способ получения этилацетата из обводненных отходов спиртового производства, отличающийся тем, что отходы дополнительно содержат спирты С3-С5, позволяет осуществлять процесс при меньшей рециркуляции эфиров в качестве флегмы и азеотропного агента, что снижает нагрузку на ректификационную часть аппарата, а также системы подвода тепла и охлаждения отходящих из колонны продуктов. Перед проведением реакции отходы спиртового производства могут быть дополнительно очищены от карбонильных соединений для уменьшения количества смолистых отложений в реакторе и увеличения времени его непрерывной работы.
Claims (3)
1. Способ получения этилацетата этерификацией уксусной кислоты, отличающийся тем, что используются отходы спиртового производства, содержащие спирты С3-С5 в концентрации не менее 3 300 мг/дм3 (0,4% масс.), позволяющие снизить минимальное необходимое количество флегмы, подаваемой в реактор для отбора всей образующейся воды в виде азеотропа.
2. Способ получения этилацетата этерификацией уксусной кислоты по п. 1, отличающийся тем, что отходы спиртового производства предварительно очищаются от карбонильных соединений.
3. Способ получения этилацетата этерификацией уксусной кислоты по п. 2, отличающийся тем, что очистку проводят путем обработки отходов спиртового производства щелочным агентом с выделением очищенного продукта перегонкой.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021112602A RU2771241C1 (ru) | 2021-04-30 | 2021-04-30 | Способ получения этилацетата |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021112602A RU2771241C1 (ru) | 2021-04-30 | 2021-04-30 | Способ получения этилацетата |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2771241C1 true RU2771241C1 (ru) | 2022-04-28 |
Family
ID=81458904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021112602A RU2771241C1 (ru) | 2021-04-30 | 2021-04-30 | Способ получения этилацетата |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2771241C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2174974C1 (ru) * | 2000-03-28 | 2001-10-20 | Воронежская государственная технологическая академия | Смесевой растворитель на основе сивушного масла |
| US6768021B2 (en) * | 1999-12-22 | 2004-07-27 | Celanese International Corporation | Process improvement for continuous ethyl acetate production |
| RU2686071C1 (ru) * | 2019-02-15 | 2019-04-24 | Общество с ограниченной ответственностью "АГ ОРГАНИКС" | Способ очистки фракции головной этилового спирта |
-
2021
- 2021-04-30 RU RU2021112602A patent/RU2771241C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6768021B2 (en) * | 1999-12-22 | 2004-07-27 | Celanese International Corporation | Process improvement for continuous ethyl acetate production |
| RU2174974C1 (ru) * | 2000-03-28 | 2001-10-20 | Воронежская государственная технологическая академия | Смесевой растворитель на основе сивушного масла |
| RU2686071C1 (ru) * | 2019-02-15 | 2019-04-24 | Общество с ограниченной ответственностью "АГ ОРГАНИКС" | Способ очистки фракции головной этилового спирта |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Жумаева З.Э., Мукимова Г.Ж., Умирова Г.А. Способы переработки отходов биохимического производства (эфир-альдегидная фракция и сивушные масла). Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2020. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7652167B2 (en) | Process for production of organic acid esters | |
| RU2645214C2 (ru) | Способ получения метакролеина и его кондиционирование/обезвоживание для прямой окислительной этерификации | |
| CN109096062B (zh) | 用于提纯聚甲氧基二甲醚的方法 | |
| JP2004529202A (ja) | （メタ）アクリル酸エステルの製造方法 | |
| EP1427692B1 (de) | Verfahren zur herstellung von (meth)acrylsaeureestern | |
| US20220363625A1 (en) | Simplified workup of the reactor output from an oxidative esterification | |
| JP4718564B2 (ja) | シクロヘキシル（メタ）アクリレートの連続的な製造法 | |
| JP2002507194A (ja) | アクリル酸ブチルの精製方法 | |
| SU1251796A3 (ru) | Способ выделени катализатора на основе ацетатов кобальта и марганца из остатка производства диметилтерефталата | |
| CN1847212B (zh) | 生产高纯度甲基丙烯酸的方法 | |
| US20130053534A1 (en) | Process for preparing neopentyl glycol | |
| US20100197955A1 (en) | Method for producing butanediol dimethacrylates | |
| JP5531101B2 (ja) | トリメチロールプロパンの色数を改善する方法 | |
| CN109096065B (zh) | 聚甲醛二甲基醚的提纯方法 | |
| RU2771241C1 (ru) | Способ получения этилацетата | |
| US6921830B2 (en) | Method for purifying an organic solvent for the purposes of absorption of maleic acid anhydride | |
| CN109096063B (zh) | 提纯聚甲醛二甲基醚的方法 | |
| US11731931B2 (en) | Process for purifying methyl methacrylate of low-boiling components | |
| JP2014162767A (ja) | （メタ）アクリル酸エステルの製造方法 | |
| JP3981550B2 (ja) | アクリル酸エステルの製造方法 | |
| US20230109749A1 (en) | Method for purifying (meth)acrylic acid | |
| US20220169589A1 (en) | Polymer grade acrylic acid production | |
| CN112225651B (zh) | 精制聚甲氧基二甲醚的方法 | |
| CA2290741A1 (en) | Processes for refining butylacrylate | |
| KR20240050334A (ko) | 고순도 부틸 아크릴레이트의 개선된 제조 방법 |