Claims (4)
II
2. Способ по п. 1, отличающийс тем, что в качестве потока без катализатора используют один или несколько компонентов раздел емой смеси.2. A method according to claim 1, characterized in that one or more components of the mixture to be separated are used as the flow without a catalyst.
3. Способ по пп. 1 и 2, о ,т л ичающийс тем, что поток без катализатора предварительно пропускают через укрепл ющую часть колонны .3. The method according to paragraphs. 1 and 2, o, t l in that the flow without catalyst is preliminarily passed through the reinforcing part of the column.
Изобретение относитс к ректифика ционным способам разделени жидкостей , в состав которых вход т термолабильные компоненты и нелетучие сое динени (катализатор), ухудшаюидае те мостабильность смеси, и может приме н тьс в химической и нефтехимическо отрасл х промьшшенности. Наиболее близким к изобретению в л етс способ разделени смесей ректификацией с использованием ректификационной колонны, имеющей укрепл к цую и отгонную секции, заключающийс в том, что раздел ема смесь подаетс в среднюю часть колонны в виде жидкости или парожидкостной сме си. После взаимодействи нисход щего потока жидкости с восход щим потоком пара на контактных устррйствах колонны в нижнюю кубовую часть стекает жидкость, представл юша собой смесь, состо щую преимущественно из т желолетучих и нелетучих компонентов , а в дефлегматор из верха колонны постзтгают пары, состо щие преймущественно из легколетучих компонентов . Паровой поток по колонне создаетс путем испарени в испарителе колонны стекающей в кубовую часть жидкости l . Однако в известном способе термолабильные компоненты смеси с нелетучими соединени ми, ухудщающими их те мостабильность, попада в кубовую часть колонны, подвергаютс интенсив ному термическому воздействию, непосредственно контактиру с перегретой поверхностью испарител в,течение длительного времени. Это приводит к ухудшению качества кубового продукта и смолообразованию на поверхно сти испарител . Целью изобретени вл етс повышение качйства продуктов и предотвра щение смолообразовани при разделеНИИ термолабильных смесей, содержащих катализатор путем исключени термического воздействи на смесь, снижение энергозатрат .I , Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу разделени жидкостей ректификацией, включающему взаимодействие жидкости с паром на контактных тарелках колонны, жидкость раздел ют на два потока, один из которых содержит нелетучий компонент (катализатор), и подают каждьй в отдельности на изолированные одна от другой по жидкости четные И нечетные контактные тарелки дл поочередного взаимодействи их с паром,при этом поток, содержащий катализатор, вывод т из нижней части колонны в виде бокового отбора выше кубовой части колонны, а второй поток - из куба колонны. Кроме того, в качестве потока без катализатора используют один или несколько компонентов раздел емой смеси, При этом поток без катализатора предварительно пропускают через укрепл ющую часть колонны. Таким , в нижней части колонны создаютс два самосто тельных поочередно взаимодействукщих с общим паровым потоком жидкостных контура: контур питани ,жидкость которого содержит нелетучий компонент (кataлизaтop), ухудшающий термостабильность смеси, и контур флегмы общий дл всей колонны контур жидкость которого этого компонента не содержит. Причем жидкость контура питани ввод т из нижней части колонны в виде бокового отбора вьщ1е кубовой части колонны, не подверга ее термическому воздействию в испарителе колонны, а жидкость контура флегмы - из куба колонны. Паровой поток создаетс путем испарени жид кости контура флегмы. На фиг. 1 представлена схема азе отропной СУШКИ ректификационной сме синтеза бутоксибутенина (бутоксибутен-1-ин-З ), реализующа предлагаемый способ; на фиг. 2 - схема разделени реакционных смесей синтеза бутоксибутенина и 1-винш1-3(5)-мётилпиразола на целевой продукт и растворитель. Пример .Исходную смесь 100 кг подают потоком 1 (фиг. 1) в ректификационную колонну 2 при т.кип.87 Азеотропную-отгонку воды в колонне 2 ведут под вакуумом (остаточное давление 200 мм рт.ст.). Исходную смесь направл ют по тарелкам контура .питани (в данном примере - не четные «тарелки исчерпывающей части колонны 2, нумераци тарелок с низа колонны) и вывод т уже осушенную из нижней тарелки того же контура потоком 3, не подверга ее термическому воздействию на поверхности испарител . Пары, образованные в испарителе колонны при испарении жидкости, не содержащей катализатор, поднимаютс по колонне (в верху колонны температзфа 60 С), конденсируютс в конденсаторе 4 и направл ютс в раз делительный сосуд 5. Нижний слой разделительного сосуда вывод т потоком 6, а верхний Ьлой потоком 7 подают на верхнкио тарелку колонны в качестве флегмы. Флегма, котора катализатора не содержит (катализатор нелетуч), проходит по тарелкам контура флегмы (тарелки укрепл ющей секции и четные тарелки исчерпывающей части колонны ) , обогаща сь высококип щими компотентами , и попадает в. кубовую часть колонны. Температура в кубе 95®С. Подпитку контура флегмы осуществл ют н-бутанолом, вводимым в укреп л к цую часть колонны потоком 8. Избыток кубовой жидкости отвод т по переливу потоком 9. Материальный баланс процесса сущ ки реакционной смеси синтеза бутокс бутенина приведен в табл. 1. Флегмовое число ,08.В процесс сушки на 100 кг исходной смеси тер с 0,12 бутоксибутенина за счет пол . меризации. Пример 2. Исходную смесь в перегретом состо нии при 95°С подают потоком 1 (фиг. 2) в колонну 2. Процесс ректификации ведут под вакуумом (остаточное давление 60 мм рт.ст.). За счет перегрева на тарелке питани жидкость раздел ют на две фазы - паровую и жидкую. Перва фаза поступает в колонну 3i взаимодействует с жидкостью на верхних тарелках контура флегмы, обогаща сь легколетучим компонентом (н-бутанолом), и конденсируетс в конденсаторе 4. Температура в верху колонны 50°С. Половину сконденсированных паров вывод т в виде дистилл та потоком 5, а остальное потоком 6 ввод т в виде флегмы в верхнюю часть колонны 3. Флегма стекает по тарелкам контура флегмы (тарелка колонны 3) в куб колонны, обогаща сь т желокип щими компонентами, и выводитс из куба колонны 3 при потоком 7. Жидка фаза исходной сме.си , содержаща катализатор, проходит сверху вниз по тарелкам контура питани (контактные устройства колонны 2) ,взаимодействует с паром и выводитс из ку- бовой части колонны 2 потоком 8, не подверга сь термическому воздействию со стороны испарител (движение пара по колоннам 2 и 3 указано пунктирными стрелками. Материальньй баланс процесса разделени реакционной смеси синтеза бутоксибутенина на целевой продукт и рас- творитель приведен в табл. 2. Флегмовое число процесса ректификации . Потери 0,42 кг бутоксибутенина на 100 кг исходного сырь за счет полимеризации бутоксибутенина . П р и.м е р 3. Исходную ректифи- кационную смесь синтеза 1-винил-3(5)-метилпиразола подают потоком 1 (фиг. 2) в перегретом состо нии при 90°С в колонну 2. Процесс ректификации ведут под вакуумом (остаточное давление 20 мм рт.ст.). Жидка часть исходной смеси взаимодействует с паром на контактных устройствах контура питани (тарелки колонны ). После этого потоком 8 из кубовой части колонны 2 льшод т не подвергавшуюс термическому воздействию в испарителе смесь т желокип щих компонентов с катализатором. Парова фаза, образованна путем перегрева жидкости, поступает в колонну 3, взаимодействует с жидкостью обогаща сь легколетучими компонентами , и частично конденсируетс в кон денсаторе The invention relates to distillation methods for the separation of liquids, which include thermolabile components and nonvolatile compounds (catalyst), impair the mixture's stability, and can be used in the chemical and petrochemical industries. Closest to the invention is a method of separation of mixtures by distillation using a distillation column, having a reinforced and distilled section, in which the separable mixture is supplied to the middle part of the column as a liquid or vapor-liquid mixture. After the downward fluid flow interacts with the upward vapor flow on the contact devices of the column, liquid flows into the lower cube part, which is a mixture consisting mainly of heavy and nonvolatile components, and into the reflux condenser from the top of the column, vapors consisting mainly of essentially volatile components. The vapor stream in the column is created by evaporation in the evaporator of the column of the liquid flowing down to the bottom. L. However, in the known method, the thermolabile components of the mixture with nonvolatile compounds that deteriorate their stability, fall into the bottom of the column, are subjected to intense thermal effects, which are in direct contact with the superheated surface of the evaporator for a long time. This leads to deterioration of the quality of the bottom product and gum formation on the evaporator surface. The aim of the invention is to improve the quality of the products and prevent gum formation when separating the thermolabile mixtures containing the catalyst by eliminating the thermal effect on the mixture, reducing energy consumption. I, The goal is achieved by the method of liquid separation through rectification, including liquid interaction with vapor on the contact plates the columns, the liquid is divided into two streams, one of which contains a non-volatile component (catalyst), and is fed separately to each data from one another in fluid even and odd contact plates for alternately interacting with steam, the stream containing the catalyst being removed from the bottom of the column as side extraction above the bottom of the column and the second stream from the bottom of the column. In addition, one or more components of the mixture to be separated are used as a flow without a catalyst. At that, the flow without a catalyst is preliminarily passed through the reinforcing part of the column. Thus, in the lower part of the column, two self-contained liquid circuits are alternately interacting with the common vapor flow: the power circuit, the liquid of which contains a nonvolatile component (catalysis agent), which deteriorates the thermal stability of the mixture, and the reflux circuit, which does not contain the same component. Moreover, the feed loop liquid is introduced from the bottom of the column in the form of a lateral selection of the bottom of the column without exposing it to thermal effects in the column evaporator, and the reflux loop liquid from the bottom of the column. The vapor flow is created by evaporating the liquid of the reflux loop. FIG. Figure 1 shows the scheme of ase from the dry drying of a distillation mixture for the synthesis of butoxybutenin (butoxybutene-1-in-3), which implements the proposed method; in fig. 2 is a diagram of the separation of the reaction mixtures of the synthesis of butoxybutenin and 1-vinsh-3 (5) -methylpyrazole into the desired product and solvent. Example. An initial mixture of 100 kg is fed with stream 1 (Fig. 1) to distillation column 2 at a boil of 87. Azeotropic distillation of water in column 2 is carried out under vacuum (residual pressure 200 mm Hg). The initial mixture is directed along the plates of the power circuit (in this example, the even-numbered plates of the exhaustive part of column 2, the numbering of the plates from the bottom of the column) and the already dried out bottom tray of the same circuit is removed by stream 3 without exposing it to thermal effects on the surface. evaporator. The vapors formed in the column evaporator, when the catalyst-free liquid is evaporated, rise through the column (at the top of the 60 ° C temperature column), condense in the condenser 4 and flow into the separation vessel 5. The bottom layer of the separation vessel is withdrawn by stream 6, and the top A solid stream 7 is fed to the Upper plate of the column as reflux. Reflux, which does not contain a catalyst (non-volatile catalyst), passes through the plates of the reflux circuit (plates of the reinforcing section and even plates of the exhaustive part of the column), enriched with high-boiling compotent materials, and enters the. the bottom of the column. Cubed temperature 95®С. Reflux of the contour of the reflux is carried out with n-butanol introduced into the fortified part of the column with a stream 8. Excess bottoms liquid is withdrawn through the overflow 9. The material balance of the process of the reaction mixture of butox butene synthesis is given in Table. 1. Reflux number, 08. In the process of drying per 100 kg of the initial mixture ter with 0.12 butoxybuthenine due to the floor. merization. Example 2. The initial mixture in a superheated state at 95 ° C is fed with stream 1 (Fig. 2) into column 2. The rectification process is carried out under vacuum (residual pressure 60 mm Hg). Due to overheating on the feed plate, the liquid is divided into two phases — vapor and liquid. The first phase enters the column 3i and interacts with the liquid on the upper plates of the reflux loop, enriched with a volatile component (n-butanol), and condenses in the condenser 4. The temperature at the top of the column is 50 ° C. Half of the condensed vapors are removed as a distillate by stream 5, and the rest by stream 6 is introduced as reflux into the upper part of column 3. Reflux flows down the plates of the reflux loop (plate of column 3) into the bottom of the column, enriched with yellow components, and is withdrawn from the bottom of the column 3 at flow 7. The liquid phase of the initial mixture containing the catalyst passes from the top downwards through the plates of the feed loop (contact devices of the column 2) interacts with the steam and is withdrawn from the cube part of the column 2 by the flow 8 without exposing Thermal recovery evaporator side (movement of steam in columns 2 and 3 is indicated by dotted arrows. The material balance of the separation of the reaction mixture for the synthesis of butoxybuthenin into the desired product and solvent is given in Table 2. The reflux number of the rectification process. Loss of 0.42 kg of butoxybutenin per 100 kg of feedstock due to the polymerization of butoxybuthenin.Pr and m e p 3. The initial rectification mixture for the synthesis of 1-vinyl-3 (5) -methyl pyrazole is fed with stream 1 (FIG. 2) in a superheated state at 90 ° C in column 2. The rectification process is carried out under vacuum (residual pressure of 20 mm Hg). The liquid part of the initial mixture interacts with the steam on the contact devices of the power circuit (column plates). After that, stream 8 from the bottom of the column 2 is better than a mixture of catalyst components with no catalyst which is not exposed to heat in the evaporator. The vapor phase formed by overheating the liquid enters the column 3, interacts with the liquid enriched with easily volatile components, and partially condenses in the condenser.
4. Температура в верху колонны . Половину сконденсировавшихс паров вывод т в качестве дистилл та потоком 5, а половину потоком 6 ввод т в виде флегмы в вер нюю часть колонны 3. Флегма стекает по тарелкам контура флегмы (тарелки колонны 3) в куб колонны, обога-s ща сь-т желокип щими компонентами, и выводитс из куба колонны 3 п,ри потоком 7.4. The temperature at the top of the column. Half of the condensed vapors are removed as a distillate by stream 5, and half by stream 6 is introduced as reflux into the upper part of column 3. Reflux flows down the plates of the reflux loop (plates of column 3) into the bottom of the column. by the yellowing components, and is withdrawn from the bottom of the column 3 by flow 7.
Бутоксибуте30 00 26,35 нинButoxibute30 00 26.35 Nin
3,003.00
3,123.12
КОН (катализ.атор )KOH (catalysis.ator)
1,01.0
1,00 100,00 107,76 Итого1.00 100.00 107.76 Total
Т а б л и.ц а 1Table 1
3,533.53
9,08 Материальный баланс процесса раз делени смеси синтеза 1-винш1-3(5)-метилпиразола пр.иведен в табл.З. Флегмовое число ,04, Потери 0,2 кг 3(5)-метилпиразола за счет его полимеризации. Предлагаемый способ разделени жидкостей позвол ет повысить качество продукта за счет уменьшени (в 5-16 раз) образовани полимеров и снизить смолообразование на поверхности испарител за счет исключени термического воздействи в испарителе колонны на жид«кость , содержащую катализатор. 3,16 19,2 209.08 The material balance of the process of separation of the mixture of the synthesis of 1-vinsh-3 (5) -methylpyrazole is given in Table III. Reflux number, 04, Loss of 0.2 kg 3 (5) -methylpyrazole due to its polymerization. The proposed liquid separation method improves the product quality by reducing (by a factor of 5 to 16) the formation of polymers and reduces the resin formation on the evaporator surface by eliminating the thermal effect in the column evaporator on the fluid containing the catalyst. 3.16 19.2 20