RU2775964C1 - Method for purifying alcohol production waste - Google Patents
Method for purifying alcohol production waste Download PDFInfo
- Publication number
- RU2775964C1 RU2775964C1 RU2021112603A RU2021112603A RU2775964C1 RU 2775964 C1 RU2775964 C1 RU 2775964C1 RU 2021112603 A RU2021112603 A RU 2021112603A RU 2021112603 A RU2021112603 A RU 2021112603A RU 2775964 C1 RU2775964 C1 RU 2775964C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alcohol
- alcohol production
- acetaldehyde
- production waste
- content
- Prior art date
Links
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title abstract 5
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 4
- 150000001728 carbonyl compounds Chemical class 0.000 abstract 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 abstract 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract 1
- 239000012264 purified product Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
Abstract
Description
Изобретение относится к спиртовой и химической промышленности, в частности к способу очистки отходов спиртового производства от карбонильных соединений.The invention relates to the alcohol and chemical industries, in particular to a method for cleaning alcohol production waste from carbonyl compounds.
При производстве этилового спирта образуется большое количество спиртосодержащих отходов, которые загрязнены трудноотделимыми примесями, представленными в первую очередь карбонильными соединениями (альдегидами и кетонами), сложными эфирами, метанолом и сивушными маслами (спиртами с количеством атомов углерода в молекуле большим или равным трем). Перечисленные компоненты образуют азеотропные смеси с этанолом, водой и между собой и не могут быть отделены от этанола с помощью ректификации. В это же время данные примеси и, в особенности, карбонильные соединения накладывают значительные ограничения на использование отходов спиртового производства в промышленном органическом синтезе в качестве источника этанола. Поэтому проблематика очистки отходов спиртового производства от карбонильных соединений актуальна как для спиртовых заводов, так и для химических предприятий.In the production of ethyl alcohol, a large amount of alcohol-containing waste is generated, which is contaminated with hard-to-separate impurities, primarily represented by carbonyl compounds (aldehydes and ketones), esters, methanol and fusel oils (alcohols with the number of carbon atoms in the molecule greater than or equal to three). The listed components form azeotropic mixtures with ethanol, water and with each other and cannot be separated from ethanol by distillation. At the same time, these impurities and, in particular, carbonyl compounds impose significant restrictions on the use of alcohol production waste in industrial organic synthesis as a source of ethanol. Therefore, the problem of cleaning alcohol production waste from carbonyl compounds is relevant for both distilleries and chemical enterprises.
Известны способы очистки путем прямой перегонки головной фракции этилового спирта и концентрата головной фракции в присутствии щелочных реагентов, в качестве которых используют гидраты окисей, карбонаты и бикарбонаты натрия и калия, окиси кальция, аммиачную воду в количестве 0,01-3,0% масс. (Патенты RU 2183616 С2, 2002 г.; RU 2272018 С1, 2006 г.)Known methods of purification by direct distillation of the head fraction of ethyl alcohol and the concentrate of the head fraction in the presence of alkaline reagents, which use oxide hydrates, carbonates and bicarbonates of sodium and potassium, calcium oxide, ammonia water in the amount of 0.01-3.0% of the mass. (Patents RU 2183616 C2, 2002; RU 2272018 C1, 2006)
Известен способ выделения алифатических спиртов из головной (эфироальдегидной) фракции производства этилового спирта ректификацией, в присутствии 0,1-10% масс. щелочных агентов: гидратов окиси натрия, соды, окиси кальция. (Патент RU 2109722 С1, 1998 г.)A known method of separating aliphatic alcohols from the head (etheraldehyde) fraction of the production of ethyl alcohol by distillation, in the presence of 0.1-10% of the mass. alkaline agents: sodium hydroxide, soda, calcium oxide. (Patent RU 2109722 C1, 1998)
Известен способ переработки концентрата головной фракции спиртового производства методом ректификации в присутствии таких соединений, как мочевина либо гидроксид, карбонат, борат, ацетат или оксид калия, натрия, кальция, алюминия или аммония, а также с помощью адсорбции на активированном угле, силикагеле, анионитах, цеолитах либо оксидах, гидроксидах, сульфатах, карбонатах, боратах, ацетатах, хлоридах или фосфатах калия, натрия, кальция, алюминия или аммония. (Заявка на патент RU 2001123598 А, 2003 г.)A known method of processing the concentrate of the head fraction of alcohol production by rectification in the presence of compounds such as urea or hydroxide, carbonate, borate, acetate or oxide of potassium, sodium, calcium, aluminum or ammonium, as well as by adsorption on activated carbon, silica gel, anion exchangers, zeolites or oxides, hydroxides, sulfates, carbonates, borates, acetates, chlorides or phosphates of potassium, sodium, calcium, aluminum or ammonium. (Patent application RU 2001123598 A, 2003)
Известен способ переработки эфироальдегидной фракции спиртового производства путем обработки определенным количеством щелочного агента с последующей ректификацией в присутствии щелочных агентов: гидраты окисей, карбонаты и бикарбонаты натрия, калия, окись кальция, аммиак в концентрации 0,01 - 0,099 мас. %.A known method of processing the ether-aldehyde fraction of alcohol production by processing a certain amount of an alkaline agent, followed by distillation in the presence of alkaline agents: oxide hydrates, carbonates and bicarbonates of sodium, potassium, calcium oxide, ammonia at a concentration of 0.01 - 0.099 wt. %.
Недостатком указанных способов очистки отходов спиртового производства является низкая эффективность извлечения карбонильных соединений, которые в условиях ректификации при сравнительно небольшом времени контактирования не успевают в достаточной мере вступить в реакции альдольной конденсации. Поэтому очищенный спирт зачастую имеет желтоватый цвет и не пригоден для использования в пищевой промышленности и органическом синтезе.The disadvantage of these methods of purification of alcohol production wastes is the low efficiency of extraction of carbonyl compounds, which, under distillation conditions with a relatively short contact time, do not have time to sufficiently enter into aldol condensation reactions. Therefore, purified alcohol often has a yellowish color and is not suitable for use in the food industry and organic synthesis.
Наиболее близким способом, выбранным в качестве прототипа, является способ очистки фракции головной этилового спирта, в котором обработку щелочными реагентами: гидроксидами калия и натрия ведут до значения рН реакционной смеси не менее 11,0, выдерживают смесь до устойчивого коричневого цвета и перед дистилляцией нейтрализуют смесь сильными минеральными кислотами или кислыми солями до значения рН не более 5,1. В данном изобретении проблему низкой эффективности очистки и высокой цветности спирта предлагают решить путем увеличения времени реакции конденсации и снижения рН реакционной смеси перед проведением перегонки. (Патент RU 2686071 С1, 2019 г.)The closest method chosen as a prototype is a method for purifying the head fraction of ethyl alcohol, in which the treatment with alkaline reagents: potassium and sodium hydroxides are carried out to a pH value of the reaction mixture of at least 11.0, the mixture is kept to a stable brown color and the mixture is neutralized before distillation strong mineral acids or acid salts up to a pH value of not more than 5.1. In the present invention, the problem of low purification efficiency and high alcohol color is proposed to be solved by increasing the condensation reaction time and lowering the pH of the reaction mixture before distillation. (Patent RU 2686071 C1, 2019)
Недостатками указанного изобретения является использование дополнительного реагента; многостадийность, связанная с наличием стадии понижения рН реакционной смеси; более сложное аппаратурное оформление, связанное с необходимостью точного контроля рН; низкий выход целевой очищенной спиртосодержащей фракции.The disadvantages of this invention is the use of an additional reagent; multi-stage associated with the presence of the stage of lowering the pH of the reaction mixture; more complex instrumentation associated with the need for precise pH control; low yield of the target purified alcohol-containing fraction.
Целью настоящего изобретения является разработка эффективного способа очистки отходов спиртового производства от карбонильных соединений, позволяющего получать очищенный спирт с выходом не менее 87% и остаточным содержанием ацетальдегида не более 20% от исходного.The aim of the present invention is to develop an effective method for cleaning alcohol production waste from carbonyl compounds, which makes it possible to obtain purified alcohol with a yield of at least 87% and a residual content of acetaldehyde of not more than 20% of the original.
Поставленная цель достигается обработкой отходов спиртового производства щелочным агентом с выделением очищенного продукта в процессе перегонки, которая отличается тем, что содержание воды в отходах спиртового производства находится на уровне не менее 6% об., а щелочной агент подается в массовом отношении от 0,2 о 5%.This goal is achieved by processing alcohol production waste with an alkaline agent with the release of a purified product in the distillation process, which is characterized in that the water content in the alcohol production waste is at least 6% vol., and the alkaline agent is supplied in a mass ratio of 0.2 o 5%.
В ходе экспериментальных исследований было обнаружено, что использование отходов спиртового производства с содержанием воды не менее 6% об. позволяет провести процесс альдольно-кротоновой конденсации и полимеризации ацетальдегида с получением более высокомолекулярных продуктов. Данный эффект достигается за счет увеличения растворимости щелочных агентов, выступающих в качестве катализатора, в спирте при высокой его обводненности. Более высокомолекулярные продукты обладают меньшей относительной летучестью, что облегчает их последующее отделение от очищенного продукта в процессе перегонки.In the course of experimental studies, it was found that the use of alcohol production waste with a water content of at least 6% vol. makes it possible to carry out the process of aldol-crotonic condensation and polymerization of acetaldehyde to obtain higher molecular weight products. This effect is achieved by increasing the solubility of alkaline agents acting as a catalyst in alcohol at its high water content. Higher molecular weight products have a lower relative volatility, which facilitates their subsequent separation from the purified product during the distillation process.
Также при содержании воды не менее 6% об. все компоненты отходов спиртового производства: этанол, сивушные масла и эфиры перегоняют в виде азеотропных смесей с водой. Данные смеси имеют более низкие температуры кипения по сравнению с чистыми компонентами и поэтому легче отделяются от кубового остатка. Кроме того, при высоком содержании воды создается дополнительная буферная зона при перегонке. Избыточная от азеотропного соотношения вода выкипает после целевой фракции спирта, но до компонентов кубового остатка из-за чего становится возможным более точное разделение данных продуктов с получением более высокого выхода очищенного спирта при минимальных концентрациях карбонильных соединений в нем, а также полном отсутствии цвета.Also, when the water content is not less than 6% vol. all components of alcohol production waste: ethanol, fusel oils and ethers are distilled in the form of azeotropic mixtures with water. These mixtures have lower boiling points compared to pure components and therefore are easier to separate from the VAT residue. In addition, with a high water content, an additional buffer zone is created during distillation. Excess water from the azeotropic ratio boils away after the target fraction of alcohol, but before the components of the VAT residue, which makes it possible to more accurately separate these products to obtain a higher yield of purified alcohol with minimal concentrations of carbonyl compounds in it, as well as the complete absence of color.
Массовый расход щелочного агента напрямую связан с количеством воды в исходных отходах спиртового производства. При граничных содержаниях воды - 6-7% об. необходимо использовать больший расход щелочного агента - до 5% в виде водного раствора для предотвращения образования двухфазной системы, увеличения растворимости щелочи в спирте и увеличения степени полимеризации карбонильных соединений для эффективного отделения этанола от кубового остатка. При концентрации воды 10-15% расход может быть существенно снижен до 0,2-1,0%, а в качестве щелочного агента могут быть использованы твердые щелочи: гидроокиси калия или натрия.The mass consumption of the alkaline agent is directly related to the amount of water in the initial waste of alcohol production. At the boundary water content - 6-7% vol. it is necessary to use a higher consumption of an alkaline agent - up to 5% in the form of an aqueous solution to prevent the formation of a two-phase system, increase the solubility of alkali in alcohol and increase the degree of polymerization of carbonyl compounds to effectively separate ethanol from the distillation residue. At a water concentration of 10-15%, the consumption can be significantly reduced to 0.2-1.0%, and solid alkalis can be used as an alkaline agent: potassium or sodium hydroxide.
При необходимости более глубокой очистки отходов спиртового производства до остаточного содержания ацетальдегида не более 10% от исходного предлагается проводить дополнительную доочистку реакционной смеси непосредственно перед проведением перегонки с помощью первичного амина. Первичный амин селективно реагирует с карбонильными соединениями с образованием основания Шиффа. Благодаря предварительной щелочной обработке удается значительно снизить общее содержание альдегидов в реакционной смеси, поэтому достигается меньший расход первичного амина и большая глубина очистки по сравнению с одновременной подачей данных реагентов. В качестве первичного амина используются вещества или смеси веществ общей формулой: H2N-R, где R - углеводородный радикал с количеством атомов углерода от 1 до 4; -С2Н4ОН; -C(O)NH2; -ОН; - NH2.If a deeper purification of alcohol production wastes is required to a residual acetaldehyde content of not more than 10% of the original, it is proposed to carry out additional purification of the reaction mixture immediately before distillation with the help of a primary amine. The primary amine selectively reacts with carbonyl compounds to form a Schiff base. Due to alkaline pre-treatment, it is possible to significantly reduce the total content of aldehydes in the reaction mixture, therefore, a lower consumption of primary amine and a greater purification depth are achieved compared to the simultaneous supply of these reagents. As the primary amine, substances or mixtures of substances are used with the general formula: H 2 NR, where R is a hydrocarbon radical with the number of carbon atoms from 1 to 4; -C 2 H 4 OH; -C(O)NH 2 ; -HE; - NH 2 .
Предлагаемое техническое решение иллюстрируется конкретными примерами выполнения:The proposed technical solution is illustrated by specific examples of implementation:
Пример 1 (сравнительный).Example 1 (comparative).
В трехгорлую круглодонную колбу на 500 мл, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают 250 г отходов спиртового производства, представляющих собой эфироальдегидную фракцию с содержанием воды 4,5%, ацетальдегида 916 мг/дм3. Содержимое колбы нагревают до 40°С и подают 7,5 г раствора гидроокиси натрия с массовой концентрацией 30%. Затем реакционную смесь подвергают кипячению с обратным холодильником.In a three-necked round-bottom flask of 500 ml, equipped with a mechanical stirrer, reflux condenser and thermometer, load 250 g of alcohol production waste, which is an etheraldehyde fraction with a water content of 4.5%, acetaldehyde 916 mg/DM 3 . The contents of the flask are heated to 40°C and served 7.5 g of sodium hydroxide solution with a mass concentration of 30%. Then the reaction mixture is subjected to boiling under reflux.
Через 4 часа кипячения в режиме возврата конденсата обогрев колбы выключают и охлаждают реакционную смесь до 30°С. Переливают содержимое колбы в делительную воронку и после отстоя через нижний слив отбирают водно-щелочной слой.After 4 hours of boiling in the condensate return mode, the heating of the flask is turned off and the reaction mixture is cooled to 30°C. Pour the contents of the flask into a separating funnel and, after settling, the water-alkaline layer is taken through the lower drain.
Спиртовой слой заливают в колбу для перегонки, снабженную термометром, прямым холодильником и вакуум создающей аппаратурой. Давление в колбе устанавливают на уровне 100-300 мм.рт.ст. Начинают нагрев реакционной смеси, первые 5 г отгоняют в виде предгона. Затем начинают отбирать целевой очищенный спирт до температуры 87°С в пересчете на атмосферное давление. Выход целевого продукта в пересчете на 100% спирт составляет 83,9%.The alcohol layer is poured into a distillation flask equipped with a thermometer, a direct condenser and a vacuum generating apparatus. The pressure in the flask is set at 100-300 mm Hg. Start heating the reaction mixture, the first 5 g is distilled off in the form of a prerun. Then begin to select the target purified alcohol to a temperature of 87°C in terms of atmospheric pressure. The yield of the target product in terms of 100% alcohol is 83.9%.
Полученный очищенный спирт представляет собой прозрачную жидкость с желтоватым оттенком. Содержание ацетальдегида 212 мг/дм3, содержание высококипящих примесных соединений (легких полимеров и высокомолекулярных альдегидов, образующихся в процессе очистки) 41 мг/дм3. Степень очистки от ацетальдегида составляет 76,9%.The resulting purified alcohol is a clear liquid with a yellowish tint. The content of acetaldehyde is 212 mg/dm 3 , the content of high-boiling impurity compounds (light polymers and high molecular weight aldehydes formed during the purification process) is 41 mg/dm 3 . The degree of purification from acetaldehyde is 76.9%.
Пример 2.Example 2
Процесс осуществляется в условиях примера 1, но в качестве отходов спиртового производства используется концентрат головных и сивушных примесей с содержанием воды 6,0%, ацетальдегида 740 мг/дм3, а расход раствора гидроокиси натрия увеличен до 12,5 г при снижении массовой концентрации до 20%.The process is carried out under the conditions of example 1, but a concentrate of head and fusel impurities with a water content of 6.0%, acetaldehyde 740 mg / dm 3 is used as a waste of alcohol production, and the consumption of sodium hydroxide solution is increased to 12.5 g with a decrease in mass concentration to twenty%.
Полученный очищенный спирт представляет собой прозрачную и бесцветную жидкость. Выход в пересчете на 100% спирт составляет 87,4%. Содержание ацетальдегида 145 мг/дм3, высококипящие примесные соединения отсутствуют. Степень очистки от ацетальдегида составляет 80,4%.The resulting purified alcohol is a clear and colorless liquid. The output in terms of 100% alcohol is 87.4%. The content of acetaldehyde is 145 mg/dm 3 , there are no high-boiling impurity compounds. The degree of purification from acetaldehyde is 80.4%.
Пример 3.Example 3
Процесс осуществляется в условиях примера 1, но в качестве отходов спиртового производства используется концентрат головных и сивушных примесей с содержанием воды 9,2%, ацетальдегида 834 мг/дм3, а в качестве щелочного агента используют гидроокись натрия в сухом виде в количестве 2,5 г. Время работы реактора в режиме возврата конденсата 2 часа.The process is carried out under the conditions of example 1, but a concentrate of head and fusel impurities with a water content of 9.2%, acetaldehyde 834 mg / dm 3 is used as a waste of alcohol production, and sodium hydroxide in dry form is used as an alkaline agent in an amount of 2.5 d. The operating time of the reactor in the condensate return mode is 2 hours.
Полученный очищенный спирт представляет собой прозрачную и бесцветную жидкость. Выход в пересчете на 100% спирт составляет 89,5%. Содержание ацетальдегида 151 мг/дм3, высококипящие примесные соединения отсутствуют. Степень очистки от ацетальдегида составляет 81,9%.The resulting purified alcohol is a clear and colorless liquid. The output in terms of 100% alcohol is 89.5%. The content of acetaldehyde is 151 mg/dm 3 , there are no high-boiling impurity compounds. The degree of purification from acetaldehyde is 81.9%.
Пример 4.Example 4
Процесс осуществляется в условиях примера 1, но в качестве отходов спиртового производства используется концентрат головных и сивушных примесей с содержанием воды 11,0%, ацетальдегида 652 мг/дм3, а в качестве щелочного агента используют гидроокись калия в виде раствора с массовой концентрацией 50% в количестве 1,25 г.The process is carried out under the conditions of example 1, but a concentrate of head and fusel impurities with a water content of 11.0%, acetaldehyde 652 mg / dm 3 is used as a waste of alcohol production, and potassium hydroxide is used as an alkaline agent in the form of a solution with a mass concentration of 50% in the amount of 1.25 g.
Полученный очищенный спирт представляет собой прозрачную и бесцветную жидкость. Выход в пересчете на 100% спирт составляет 91,2%. Содержание ацетальдегида 125 мг/дм3, высококипящие примесные соединения отсутствуют. Степень очистки от ацетальдегида составляет 80,8%.The resulting purified alcohol is a clear and colorless liquid. The output in terms of 100% alcohol is 91.2%. The content of acetaldehyde is 125 mg/dm 3 , there are no high-boiling impurity compounds. The degree of purification from acetaldehyde is 80.8%.
Пример 5.Example 5
Процесс осуществляется в условиях примера 4, но в качестве щелочного агента используют гидроокись натрия в сухом виде в количестве 0,5 г. Время работы реактора в режиме возврата конденсата 12 часов при температуре 40°С.The process is carried out under the conditions of example 4, but sodium hydroxide in dry form in the amount of 0.5 g is used as an alkaline agent. The operating time of the reactor in the condensate return mode is 12 hours at a temperature of 40°C.
Полученный очищенный спирт представляет собой прозрачную и бесцветную жидкость. Выход в пересчете на 100% спирт составляет 89,7%. Содержание ацетальдегида 130 мг/дм3, высококипящие примесные соединения отсутствуют. Степень очистки от ацетальдегида составляет 80,1%.The resulting purified alcohol is a clear and colorless liquid. The output in terms of 100% alcohol is 89.7%. The content of acetaldehyde is 130 mg/dm 3 , there are no high-boiling impurity compounds. The degree of purification from acetaldehyde is 80.1%.
Пример 6.Example 6
Процесс осуществляется в условиях примера 1, но в качестве отходов спиртового производства используется концентрат головных и сивушных примесей с содержанием воды 14,8%, ацетальдегида 2882 мг/дм3, а в качестве щелочного агента используют гидроокись калия в сухом виде в количестве 2,5 г.The process is carried out under the conditions of example 1, but a concentrate of head and fusel impurities with a water content of 14.8%, acetaldehyde 2882 mg / dm 3 is used as a waste of alcohol production, and potassium hydroxide in dry form is used as an alkaline agent in an amount of 2.5 G.
Полученный очищенный спирт представляет собой прозрачную и бесцветную жидкость. Выход в пересчете на 100% спирт составляет 91,0%. Содержание ацетальдегида 214 мг/дм3, высококипящие примесные соединения отсутствуют. Степень очистки от ацетальдегида составляет 92,6%.The resulting purified alcohol is a clear and colorless liquid. The output in terms of 100% alcohol is 91.0%. The content of acetaldehyde is 214 mg/dm 3 , there are no high-boiling impurity compounds. The degree of purification from acetaldehyde is 92.6%.
Пример 7.Example 7
Процесс осуществляется в условиях примера 4, но после проведения щелочной очистки в течении 4 часов в реакционную смесь добавляют гидроксиламин в количестве 0,75 г и дополнительно кипятят смесь в режиме возврата конденсата еще 1 час.The process is carried out under the conditions of example 4, but after alkaline cleaning for 4 hours, hydroxylamine is added to the reaction mixture in an amount of 0.75 g and the mixture is additionally boiled in the condensate return mode for another 1 hour.
Полученный очищенный спирт представляет собой прозрачную и бесцветную жидкость. Выход в пересчете на 100% спирт составляет 91,4%. Содержание ацетальдегида 37 мг/дм3, высококипящие примесные соединения отсутствуют. Степень очистки от ацетальдегида составляет 94,3%.The resulting purified alcohol is a clear and colorless liquid. The output in terms of 100% alcohol is 91.4%. The content of acetaldehyde is 37 mg/dm 3 , there are no high-boiling impurity compounds. The degree of purification from acetaldehyde is 94.3%.
Пример 8.Example 8
Процесс осуществляется в условиях примера 6, но после проведения щелочной очистки в течении 4 часов в реакционную смесь добавляют гидразин сернокислый в количестве 1,25 г в пересчете на чистый гидразин и дополнительно кипятят смесь в режиме возврата конденсата еще 1 час.The process is carried out under the conditions of example 6, but after alkaline purification for 4 hours, hydrazine sulfate is added to the reaction mixture in an amount of 1.25 g in terms of pure hydrazine and the mixture is additionally boiled in the condensate return mode for another 1 hour.
Полученный очищенный спирт представляет собой прозрачную и бесцветную жидкость. Выход в пересчете на 100% спирт составляет 91,9%. Содержание ацетальдегида 88 мг/дм3, высококипящие примесные соединения отсутствуют. Степень очистки от ацетальдегида составляет 96,5%.The resulting purified alcohol is a clear and colorless liquid. The output in terms of 100% alcohol is 91.9%. The content of acetaldehyde is 88 mg/dm 3 , there are no high-boiling impurity compounds. The degree of purification from acetaldehyde is 96.5%.
Пример 9.Example 9
В реактор из нержавеющею стали объемом 10 м3, снабженный механической мешалкой, рубашкой для обогрева паром и охлаждения водой, датчиками температуры, давления, верхнего и нижнего уровней, линией вакуума, патрубками для загрузки, отгонки и слива спирта и кубового остатка, патрубком для подачи раствора гидроокиси натрия, теплообменником и системой для сбора предгона, основной фракции и кубового остатка, загружают 7500 кг концентрата головных и сивушных примесей с содержанием воды 11,0%, ацетальдегида 652 мг/дм3, включают мешалку и обогрев, нагревают массу до 40°С и через линию подачи гидроокиси натрия загружают 150 кг раствора с массовой концентрацией 50%, доводят реакционную смесь до кипения.In a stainless steel reactor with a volume of 10 m 3 , equipped with a mechanical stirrer, a jacket for heating with steam and cooling with water, sensors for temperature, pressure, upper and lower levels, a vacuum line, pipes for loading, stripping and draining alcohol and distillation residue, a pipe for supplying sodium hydroxide solution, a heat exchanger and a system for collecting the pre-run, the main fraction and the bottoms, load 7500 kg of a concentrate of head and fusel impurities with a water content of 11.0%, acetaldehyde 652 mg / dm 3 , turn on the stirrer and heating, heat the mass to 40 ° With and through the supply line of sodium hydroxide load 150 kg of a solution with a mass concentration of 50%, bring the reaction mixture to a boil.
После 4 часов кипячения в режиме возврата конденсата (режим "на себя") реактор переводят в режим отгонки, для чего открывают вентиль отгона спирта и закрывают вентиль возврата конденсата. Отбирают 200 кг предгона, используемого для промывки реактора. После этого прекращают подачу греющего пара и захолаживают реактор до 30°С путем подачи воды в теплообменник. Затем останавливают мешалку и после отстоя через нижний слив отбирают водно-щелочной слой, который может использоваться в других технологических процессах. Далее включают мешалку, нагрев, вакуумируют систему до остаточного давления 400 мБар и производят отбор очищенного продукта путем отгонки.After 4 hours of boiling in the condensate return mode ("to itself" mode), the reactor is switched to the distillation mode, for which the alcohol removal valve is opened and the condensate return valve is closed. Select 200 kg pregon used for washing the reactor. After that, the supply of heating steam is stopped and the reactor is cooled down to 30°C by supplying water to the heat exchanger. Then the stirrer is stopped and, after settling, an aqueous-alkaline layer is taken through the lower drain, which can be used in other technological processes. Then turn on the stirrer, heating, evacuate the system to a residual pressure of 400 mbar and select the purified product by distillation.
Отбор очищенного бесцветного спирта составляет 91,0% в пересчете на абсолютированный спирт. Содержание ацетальдегида 118 мг/дм3, высококипящие примесные соединения отсутствуют. Степень очистки от ацетальдегида составляет 81,9%.The selection of purified colorless alcohol is 91.0% in terms of absolute alcohol. The content of acetaldehyde is 118 mg/dm 3 , there are no high-boiling impurity compounds. The degree of purification from acetaldehyde is 81.9%.
Пример 10.Example 10
Процесс осуществляется в условиях примера 9, но щелочную очистку ведут твердым NaOH в количестве 60 кг, а после проведения щелочной очистки в течении 4 часов в реакционную смесь добавляют мочевину в количестве 60 кг и дополнительно кипятят смесь в режиме возврата конденсата еще 1 час.The process is carried out under the conditions of example 9, but alkaline purification is carried out with solid NaOH in the amount of 60 kg, and after alkaline purification for 4 hours, urea in the amount of 60 kg is added to the reaction mixture and the mixture is additionally boiled in the condensate return mode for another 1 hour.
Отбор очищенного бесцветного спирта составляет 90,6% в пересчете на абсолютированный спирт. Содержание ацетальдегида 47 мг/дм3, высококипящие примесные соединения отсутствуют. Степень очистки от ацетальдегида составляет 94,4%.The selection of purified colorless alcohol is 90.6% in terms of absolute alcohol. The content of acetaldehyde is 47 mg/dm 3 , there are no high-boiling impurity compounds. The degree of purification from acetaldehyde is 94.4%.
Таким образом, заявленный способ щелочной очистки отходов спиртового производства от карбонильных соединений, отличающийся тем, что содержание воды в отходах спиртового производства находится на уровне не менее 6% об., а щелочной агент подается в массовом отношении от 0,2 до 5%, позволяет получать очищенный спирт с выходом не менее 87% и остаточным содержанием ацетальдегида не более 20% от исходного, а также полностью соответствует критериям новизны и полезности. По сравнению с прототипом заявленный способ позволяет увеличить выход целевого продукта, отказаться от технически сложной аппаратуры для точного контроля рН, а также либо обеспечить аналогичную глубину очистки при меньшем количестве используемых реагентов и технологических стадий процесса, либо провести глубокую очистку до остаточного содержания ацетальдегида не более 10% от исходного при таком же количества реагентов и технологических стадий.Thus, the claimed method of alkaline purification of alcohol production waste from carbonyl compounds, characterized in that the water content in the alcohol production waste is at least 6% by volume, and the alkaline agent is supplied in a mass ratio of 0.2 to 5%, allows to obtain purified alcohol with a yield of at least 87% and a residual content of acetaldehyde of not more than 20% of the original, and also fully meets the criteria for novelty and usefulness. Compared with the prototype, the claimed method allows to increase the yield of the target product, to abandon the technically sophisticated equipment for accurate pH control, and also to either provide a similar purification depth with fewer reagents and process steps used, or carry out deep purification to a residual acetaldehyde content of not more than 10 % of the original with the same amount of reagents and technological stages.
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2775964C1 true RU2775964C1 (en) | 2022-07-12 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2091260A (en) * | 1981-01-10 | 1982-07-28 | Bp Chem Int Ltd | Purification of fermentation alcohol |
| RU2158727C2 (en) * | 1999-01-05 | 2000-11-10 | Гареев Гегель Амирович | Method of retreating ester aldehyde |
| RU2183616C2 (en) * | 2001-04-16 | 2002-06-20 | ЗАО "Нитрометан" | Method of processing ethyl alcohol head fraction and concentrate head fraction |
| RU2001123598A (en) * | 2001-08-23 | 2003-07-20 | Владимир Владимирович Бовт | A method of processing the head fractions of alcohol production (options) |
| RU2272018C1 (en) * | 2004-11-09 | 2006-03-20 | ЗАО "Нитрометан" | Alcohol production waste processing method (options) |
| RU2686071C1 (en) * | 2019-02-15 | 2019-04-24 | Общество с ограниченной ответственностью "АГ ОРГАНИКС" | Method of purifying a fraction of head ethyl alcohol |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2091260A (en) * | 1981-01-10 | 1982-07-28 | Bp Chem Int Ltd | Purification of fermentation alcohol |
| RU2158727C2 (en) * | 1999-01-05 | 2000-11-10 | Гареев Гегель Амирович | Method of retreating ester aldehyde |
| RU2183616C2 (en) * | 2001-04-16 | 2002-06-20 | ЗАО "Нитрометан" | Method of processing ethyl alcohol head fraction and concentrate head fraction |
| RU2001123598A (en) * | 2001-08-23 | 2003-07-20 | Владимир Владимирович Бовт | A method of processing the head fractions of alcohol production (options) |
| RU2272018C1 (en) * | 2004-11-09 | 2006-03-20 | ЗАО "Нитрометан" | Alcohol production waste processing method (options) |
| RU2686071C1 (en) * | 2019-02-15 | 2019-04-24 | Общество с ограниченной ответственностью "АГ ОРГАНИКС" | Method of purifying a fraction of head ethyl alcohol |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101583331B1 (en) | Process for preparing cyclohexanol and cyclohexanone by cyclohexane oxidation, and device for same | |
| US2877274A (en) | Production of sodium methoxide | |
| EP1131278B8 (en) | Process for production of esters | |
| RU2692801C2 (en) | METHOD OF PRODUCING γ, δ-UNSATURATED ALCOHOLS | |
| JP2003512930A (en) | Process for purifying industrial wastewater from propylene oxide production process | |
| RU2677460C2 (en) | Alkylene oxide separation systems, methods and apparatus | |
| JPH1087609A (en) | Cumene oxidation process | |
| RU2012111226A (en) | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING ALKYLENE OXIDES AND ALKYLENE Glycols | |
| KR100891230B1 (en) | Method and system for manufacturing cumene hydroperoxide | |
| RU2775964C1 (en) | Method for purifying alcohol production waste | |
| JP2003026633A (en) | Method for producing methacrylic ester | |
| EP3853195B1 (en) | Process to recover high quality 3-methyl-but-3-en-1-ol | |
| CN110372476B (en) | Rectification process of 2, 2-dimethyl-1, 3-propylene glycol | |
| RU2716265C2 (en) | Method of producing styrene | |
| RU2008145110A (en) | METHOD FOR PRODUCING PHENOL | |
| JP2002205971A (en) | Method for purifying (meth)acrylate and (meth)acrylate | |
| TWI574943B (en) | Process for preparation of methacrylic acid and methacrylic acid esters | |
| JP2003267970A (en) | Method for producing ethylene carbonate | |
| Stout et al. | Preparation of Aldehyde-Free Ethyl Alcohol: Rapid Method | |
| RU2102371C1 (en) | Method of removing aldehyde and ketone impurities from industrial synthetic alcohol | |
| RU2619117C2 (en) | Method for producing alpha-methylstyrene from cumene | |
| CN111377798B (en) | Purification equipment and process of 3-methyl-3-butene-1-ol | |
| CN110872223A (en) | Device of acetaldehyde impurity in desorption acetic acid | |
| WO2021037572A1 (en) | Process for treating wastewater from an aldolization process | |
| EA027382B1 (en) | Process for the production of a mixture comprising cyclohexanol and cyclohexanone |