SU1330122A1

SU1330122A1 - Способ выделени изобутилового спирта из спиртоэфирных фракций производства бутиловых спиртов методом оксосинтеза

Info

Publication number: SU1330122A1
Application number: SU864005681A
Authority: SU
Inventors: Лидия Сергеевна Кузьмина; Игорь Иванович Сабылин; Марат Абдулаевич Харисов; Виктор Алексеевич Миронов; Александр Ефимович Школьник; Николай Иванович Новоселов; Юрий Иванович Мичуров
Original assignee: Ленинградское Научно-Производственное Объединение По Разработке И Внедрению Нефтехимических Процессов
Priority date: 1986-01-10
Filing date: 1986-01-10
Publication date: 1987-08-15

Abstract

Изобретение относитс к алифатическим спиртам, в частности к выделению изобутанола (ИБС), который может быть использован в качестве растворител в химических производствах . Цель - повьппение качества ИБС и упрощение технологии процесса. Выделение ИБС ведут из спиртоэфирных фракций производства бутиловых спиртов методом оксосинтеза, которые ректифицируют в вакуумной колонне. Выделение ИБС ведут по низу колонны при давлении в верху колонны 60- 200 мм рт.ст. в присутствии смеси бутилформиата (БФ) и воды в качестве раздел ющего агента при массовом соотношении в питании колонны ИБС и БФ (5-30):1 и бутиловых эфиров (БЭ) и воды (2,5-8):1 с последующим отделением БФ и воды от БЭ. Способ позвол ет сократить число ректификационных колонн и увеличить чистоту целевого ИБС в 30 раз по остаточному содержанию примесей БЭ, по кислотности с 0,09 до 0,003-0,006% и по остаточному содержанию воды в 2,5 раза. 1 иЛ., 21 табл. с (О ел

Description

Изобретение относитс к алифатическим спиртам, в частности к усовершенствованному способу выделени изо- бутилового спирта из спиртоэфирных фракций производства бутиловых спиртов методом оксосинтеза.Спиртоэфирные фракции этого производства содержат ЗО-тЗО мас.% бутиловых эфиров, АО- ТО мас.% изобутанола, 0,5-1 мас.% бу- тилформиатов, 2-8 мас.% воды. Выделенный изобутиловый спирт может быть использован в качестве растворител в р де крупнотоннажных производств органического синтеза.

Цель изобретени - повьшение качества целевого продукта и упрощение технологии процесса, достигаетс ректификацией спиртоэфирных фракций в вакуумной колонне с выделением изобу- тилового спирта по низу колонны при давлении в верху колонны 60-200 мм рт.ст в присутствии смеси бутилформиата и воды при массовом соотношении в питании колонны изобутиловый спирт: бутил формиат (5-30):1 и бутиловые эфиры: вода (2,5-8):1 с последующим отделением бутилформиатов и воды от бутиловых эфиров.

На чертеже показана технологическа схема вьщелени изобутилового спирта из спиртоэфирных фракций производства бутиловых спиртов по предлагаемому способу.

Из емкости 1 спиртоэфирную фракцию производства бутиловых спиртов 2, содержащую изобутанол, бутиловые эфиры и воду, в присутствии раздел ющего агента 3 совместным потоком 4 подают в ректификационную колонну 5. В качестве раздел ющего агента используют смесь бутилформиатов и воды , в количестве, при котором соблюдаетс массовое соотношение компонентов в питании изобутанол:бутилформи- аты в диапазоне (5-30):1,а бутиловые эфиры: вода (2,5-8):1. Колонна работает в вакууме, остаточное, давление вверху колонны 60-200 мм рт.ст.

В качестве кубового продукта в колонне 5 выдел ют целевой изобутанол 6. Пары 7 с верха колонны после конденсации в конденсаторе-холодильнике 8 расслаиваютс во флорентине 9 на органический 10 и водный 11 слои. Часть 12 органического сло возвращают в колонну на орошение, зpyгa часть 13 отбираетс в виде дистилл та. Водный слой 11 направл етс в систему переработки сточных вод.

Дл регенерации раздел ющего агента и выделени чистых бутиловых эфиров прин т известный прием разделени при атмосферном давлении. Поток 13, содержащий бутиловые эфиры, раздел го- агент и некоторое количество изоQ бутанола, направл ют в колонну 14. В виде кубового продукта выдел ют практически чистые бутиловые эфиры 5. Пары дистилл та, содержащие раздел ющий агент 6 после конденсации

5 в конденсаторе-холодильнике 17-собирают в емкости 18. Часть 19 дистилл та подают в колонну на орошение, а другую часть 3 возвращают в колонну 5 в качестве р аздвл ющего агента.

0 Изобретение иллюстрируетс следующими примерами.

Пример . К спиртоэфирной фракции производства изобутанола,вз той в количестве 87,2 кг/ч и имеющей

5 состав, мас.%: изобутанол 55,9, бутиловые эфиры 40,4, вода 3,2, бутил- формиаты 0,5, добавл ют 4 кг/ч воды, и 2,5 кг/ч бутилформиатов. В результате получают 93,7 кг/ч продукта,

состав которого приведен в табл. 2f (поток 1). Указанный продукт подают в питание колонны 5 эффективностью 30 т.т., работающей при давлении в нерху 30 мм рт.ст., давлении в кубе 320 мм рт.ст,,, температуре в верху (tg.) 46 С, темпера.туре в кубе (t) . Разделение провод т при флег- мовом числе . Б-качестве кубового продукта колонны выдел ют целевой изобутанол (поток 3). Пары с верха колонны после конденсации расслаивают во фоторентин ;;. Органический слой направл ют на разделение в колонну 14, ,o 20 т.т., и работающую при атмосферном давлении и флегмовом числе , Дистилл т колонны 14 рециркулируют в питание колонны 5, кубовый продукт - целевые бутиловые эфиры.

Водный слой из флорентины направл ют в уз-ел очистки сточных вод. Материальный баланс и режимные показатели по примеру 1 - приведены в табл. 1. Материап зный баланс по кислоте , в силу малых ее концентраци, 5 в таблице не приводитс (тыс чные доли процента) Определ лось кислотное число только целевого изобутано- па специальным химическим методом.,

0

5

0

5

0

в исходной спиртоэфирной фракции анализ показывает-отсутствие кислоты

П р и м е р 2 (известный). Спир- тоэфирную фракцию состава, приведенного в примере 1, направл ют .в питание ректификационной колонны 5 эффективностью 30 т.т., работающей при повышенном давлении в верху 15 атм. Дистилл т колонны 5 - спиртова фракци , направл етс в колонну 14 дл выделени изобутанола, кубовый продукт - целевые бутиловые эфиры. Дис- тилл том 14 выдел ют водно-спиртовую фракцию, кубовым продуктом - целевой изобутанол.

Материальный баланс схемы и режимные показатели колонн приведены в табл. 3.- Состав целевого продукта - в табл. 4.

Как следует из данных табл. 4, в целевом изобутаноле завышенное содержание бутиловых эфиров, воды и особенно кислоты (в 30 раз).

П р и м е р 3 (сравнительный). . .Спир то эфирную фракцию состава, приведенного в примере 1, подвергают ректификации без добавлени раздел ющего агента в колонне эффективность т.т., работающей при атмосферном давлении.

Материальный баланс и режимные показатели разделени приведены в табл. 5.

Как следует из данных табл. 5, даже при значительных потер х изобутанола качество его ниже требуемого.

П р и м е р 4 (сравнительный).Ректификацию провод т аналогично примеру 1 с тем отличием, что давление в верху колонны К-1 устанавливают вьше предлагаемой границы, а именно 300 мм рт.ст.

Материальный баланс и режимные показатели разделени приведены в .табл. 6.

Как следует из данных табл. 6, содержание бутиловых эфиров в изобутаноле вьше, чем в известном способе .

П р и м е р 5 (сравнительный). Ректификацию провод т аналогично примеру 1, но давление в верху колонны 5 устанавливают ниже предлагаемого предела, а именно 50 мм рт.ст.

Материальный баланс и режимные показатели опыта приведены в табл. 7

Как следует из данных табл. 7, температура в верху колонны 5 низка

5

10

30122

что требует применени специальных хладагентов дл конденсации паров, что приводит к дополнительным затратам .

П р и м е р 6. Ректификацию провод т аналогично примеру 1, но давление в верху колонны 5 устанавливают, равным верхнему предлагаемому пределу 200 мм рт.ст.

Материальный баланс и режимные показатели опыта приведены в табл. 8.

Качество выдел емого изобутанола соответствует указанным требовани м.

П р и м е р 7. Ректификацию провод т аналогично примеру 1, но давление в верху колонны 5 устанавливают, равным нижнему предлагаемому примеру 60 мм рт.ст.

Материальный баланс и режимные показатели опыта приведены в табл. 9,

Качество выдел емого изобутанола

15

20

5

0

5

0

5

соответствует указанным требовани м температура в верху колонны 40 С, что делает возможным использование вода в качестве хладагента.

П р и м е р 8 (сравнительный). Ректификацию провод т аналогично примеру 1, но раздел ющий агент в питание колонны 5 не ввод т.

Материальный баланс и режимные показатели опыта приведены в табл. 10.Качество выдел емого изобутанола неудовлетворительное.

П р и м е р 9. Ректификацию провод т аналогично примеру 1, но соотношение изобутанола:бутилформиаты в питании колонны соответствует нижней предлагаемой границе 5,0.

Материальный баланс и режимные по- казатели опыта приведены в табл. 11,

Качество изобутанола удовлетворительное .

Пример 10. Ректификацию провод т аналогично примеру 1, но соот0

ношение изобутанол:бутш1формиаты в питании колонны 5 соответствует верхней предлагаемой границе 30,

Материальный баланс и режимные показатели опыта приведены в табл. 10.

Качество изобутанола удовлетворительное .

Пример 11 (сравнительный). Ректификацию провод т аналогично примеру , но соотношение изобутанол:бу- 5 тилформиаты в питании колонны 5 ниже предлагаемой границы 3,0.

Материальный баланс и режимные показатели опыта приведены в табл.13.

5 13

Качество выдел емого иэобутанола неудовлетворительное.

П р и м е р 12 (сравнительный). Ректификацию провод т аналогично примеру 1, но соотношение изобутанол: бутилформиаты в питании колонны 5 выше предлагаемой границы 40,0.

Материальный баланс и режимные ло- казатели опыта приведены в табл, 14.

Качество выдел емого изобутанола неудовлетворительное.

Пример 13. Ректификацию провод т аналогично примеру 1, но соотношение бутиловые эфиры (БЭ): вода отвечает нижнему предлагаемому преде- лу, а именно 2,5.

Результаты разделени приведены в табл. 15.

Качество целевого изобутанола удовлетворительное .

Пример 14. Ректификацию провод т аналогично примеру 1, но соотношение БЭгвода отвечает верхнему предлагаемому пределу, а именно.8,9.

Результаты разделени приведены в табл. 16.

П р и м е р 15. Ректификацию провод т аналогично примеру 1, но разделение осуществл ют при соотношении БЭ: вода ниже предлагаемо и границы, а именно 2,0

Результаты разделени , материаль- ный баланс и режимные показатели к примеру 15 приведены в таблице 17.

Качество целевого изобутанола неудовлетворительное .

Пример 16 (сравнительный). Ректификацию провод т аналогично при меру I, но разделение провод т при соотношении БЭ:вода выше верхнего за вл емого предела, а именно 9,0

Результаты разделени приведены в табл. 18.

Пример 17 (известный). Спир- тоэфирна фракци состава, приведенного в -абл. 5, поступает в среднюю часть колонны 5,,имеющей 30 т.т., работающей при атмосферном давлении при флегмовом числе ,0, на 4 т.т.

i;

fO

15

0

5

Q

35

0

5

0.

22 6

от верха колонны подают раздел ющий агент - диметнлформамид (.ДМФА)в соотношении к сырью 5-1,

Результаты разделени приведены в табл. 19.

Как следует из данных табл, 19, целевой изобутанол содержит 1,3 мае,7, воды и имеет существенно завышенное кислотное число.

Пример 18 (сравнительный). Ректификацию провод т аналогично примеру 1, но в состав раздел ющего агента, поступающего в питание колонны 5, вместо бутилформиатов ввод т н-зтилпропионат, имеющий температуру кипени , близкую к бутилформиатам.

Материальный баланс и режимные показатели опыта приведены в табл.20,

Качество изобутанола более низкое, чем в случае использовани бутилформиатов .

В табл. 21 представлены результаты по примерам 1-18,

Насто щий способ позвол ет упростить технологию выделени товарного изобутанола за счет снижени числа ректификационных колонн, повысить качество целевого изобутанола за счет снижени концентрации примесей бутиловых эфиров кислот и воды.

Claims

Формулаиз обретени Способ выделени изобутилового спирта из спиртоэфирных фракций производства бутиловых спиртов методом оксосинтеза ректификацией, о т л - чающийс тем, что, с целью повьш1ени качества целевого продукта. и упрощени технологии процесса, ректификацию провод т в вакуумной колонне с вьщелением изобутилового спирта по низу колонны при давлении в верху колонны 60-200 мм рт.ст, в присутствии смеси бутилформиата и воды в качестве раздел ющего агента при массовом соотношении в питании колонны йзобутиловый спирт:бутилфор- миат (5-30):1 и бутиловые зфиры:во- да (2,5-8):1 с последующим отделением бутилформиатов и воды от бутиловых эфиров.

80760

320920

48112 .

86143,0

8,010,0

3020

Бутиловые эфиры35,2 37,56 34,89 84,45 0,14 0,31 0,17 2,23 5,33 45,5 22,56 9,9

Изовутанол48,7 51,98 3,2 7,8044,6 99,6 0,9 11,8 3,17 27,2 0,03 0,1

Вода 6,8 7,26 0,4 0,97 0,04 0,09 6,36 83,35 0,4 3,4

Бутилформиаты3,0 3,20 2,8 6,78 - - 0,2 2,62 2,8 23,9

Итого93,7 10041,29 100 44,78 1007,63 100 11,7 100 22,59 100

ИБС:БФ16,2

БЭ:Вода5,2

Кислотное число

иэобуганола0,002

Р , ата

Р,. ата

t/c t/c

n, т.т,

Таблиц 2

Таблица 3

1,0 J,2 96 177 40

Компоненты

Вутило ые эфнры

Изобутанол

Вода

Бутилформиаты

Итого

Кислотное число иэовутанола

35,2 40,40,270,5234,9399,70,04 0,440,23 0,53

48,7 35,848,693,16 0,10,35,86Л,3642,8 99,22

2,8 3,22,85,36 --2,6929,70,1 0,25

0,5 0,60,50,96 - -0,5 Г),5

в7р210052,1710035,031009,310043,4 100

0,09

Бутиловые спирты

Изобутанол

Вода

35,2 37,56 0,33 0,765 34,87 69,02 48,7 51,98 43,0 99,12 5,7 11,3 6,8 7,26 0,05 , 0,П5 6,75 13,36

Таблица 4

Продолжение табл.6

Номер потока. Компоненты

1.23

кг%кг I %кг I

Бутилформиаты 3,0 3,203,20 6,33

Итого93,7 100 43,38 100 50,52 100,0

Кислотное число изобутанола 0,004

ИБСгБФ16,2

БЭгВода5,2

Примечание: пЗОт.т., 7 300 мм рт.ст.,

Р 540 мм рт.ст., tj, , t 99°С, К 8,0.

Таблица 7

Номер потока Компоненты

123

кг%кг% кг

Бутиловые спирты35,237,5635,0770,52 0,13 0,30

Изобутанол48,751,984,9 9,9 43,8 99,60

Вода 6,8.7,266,7613,59 0,04 0,10

Бутилформиаты 3,003,203,0 6,0

Итого93,710049,73100 43,97 100

ИБС:БФ16,2 БЭ:Вода5,2

Кислотное число изобутанола 0,002

Примечание: п 30 т. т., Р. 50 мм рт. ст.,

Р 290 мм рт.ст., tp 35 С, t , R 8,0.

36,2 37,56

48,7 51 98

6,8 7,26

3,0 3,20

93,7 100

16,2

5,2

0,003

П р и м е ч а н и е: п 30 т.т., Р 200 мм рт„ст.5

Р 440 мм рт.ст,, tg 59°С, t,, 94°С, R 8,0.

Т а е; л и ц а 9

ы

о

35,237,56

48,751,98

6,8- 7,26

3,03,20

93,7100

16,2 5,2

0,002

Примечание: п 30 т.т,, Pg 60 мм рт.ет,,

мм рт„ст., t 40 c, t , R 8,0.

Таблица

34,9970,62 0,,2Г0,48

4,8 9,7 43,999,42

6,7613„58 0,040,iO 3,0 6,

49,55 100

44,15 100

71,,66 0,150,33

8,,699,58

13,82 0,040,09

6,12

10044,79100

Примечание: п 30 т.т., Р 80 мм рт.ст.,

Р 320 мм рт.ст,, tj 48°С, t 87°С, R 8,0.

Таблица

Бутиловые эфиры

Изобутанол

Вода

Бутилформиаты

Итого

ИБСгБФ

БЭ:вода

Кислотное число изобутанола

35,2 35,035,01 61,84 0,19 0,43

48,7 48,515,1 9,0 43,6 99,47

/

6,8 6,86,76 11,94 0,04 0,10

9,74 9,69-9,74 17,22

100,44 10056,6 JOO Л3,83 fOO 5

5.

0,003

Примечание: п 30 т.т., Pg 80 мм рт.ст.,

Рц 320 мм pT.CT.,-t. 43 С, t 86 С,

.R 8,0.

35,2 38,13 48j7 52,69

6,8 7,98

,62 92,32 30

5,2

0,003

1,,75

100

П р и м е ч а н и е: п 30 т.т,, Р, 80 мм рт,со«,

Р 320 мм рт.ст., t, ,

Бутиловые эфиры

Изобутанол

Вода

Бутилформиаты

Итого

Ш5СГБФ

ВЭ;вода

Кьслоткое число (3утанола

35з2 34,36 60,07 0,20

8.41 43.,8 99„18

48,,7 47,55

i Q

.- ;,

6,.8 6э64 6.76 ii,60 О .,04 11,73 11,45 11,6 19,92 О,.

0.09

0.. 27

102, 58,27 100 44,16 00

3,0

5,2,

0,006

Примечание; п 30 TST,,; g 80 мм рт.ст,,

PJ, 320 км v)T,cT.. tj, 41 С, t, 84 с, R 8,0,

1 . б j: И Ц а 12

34,99 68,37ОЛ10.52

7,8 55,2440,999,39

6,76 13,7.10.040,1 ,,62 3J8

5 1 J 7 00Д Ь

i Q

.- ;,

0.09

0.. 27

Примечание: пЗО.т.т,, Р 80 мм рт.ст.,

Р 320 мм рт.ст.,, tg, 41°С, t| , R 8,0.

Табл. ица 15

ы

о

35,234,85

48,748,22

14,113,96

3,02,97

101100 16,2

2 с f0 ,003

Примечание: п 30 т.т., Pg 80 мм рт.ст.,

Р 320 мм рт.ст., Ц 45°С, t 87 c.

61,05 0,160,37

9,23 43,499,54

24,49 0,040,09 5,23

100 43,6100

Примечание: п 30 т.т,, tg 49 С, t 87 с,

Pg 80 мм рт.ст., Р 320 мм рт.ст,, R 8,0.

ы

о

35,233,69

48,746,60

17,616,84

3,02,87

104,5100 16,2

2,0

0,003

П р и м е ч а н и е: п 30 т,т.5 Рц 80 мм рт.ст.,

РН 320 мм рт.ст., tg , t, 83°С, R 8,0.

Т а б л и ц а 16

Таблица 17

54,350,250,62

15,8039,7199,23

27,200,060,5 4,65

10040,02100 23

Кислотное число кзобутанола0,003

Примечание: п 30 т.т., Р. 80 мм рт.ст.,

Р 320.мм рт.ст., t 50°С, t 87°С, R 8,0.

Тавлнцв )9

Примечание: К-1: п 40 т.т., Р, 760 ын рт.ст., Р, 1080 мм рт.ст., tj , t, 139°С, R 5,0. К-2: п 20 т.т., Р, 100 им рт.ст., Р 260 мм рт.ст., t 59°С, t lia C.

Таблица 20

Бутиловые эфиры Изобутанол

35,2 37,56 34,89 65,55 0,48 1,18 48,7 51,98 8,6 16,16 40,1 .98,67

330122

24 Таблица 18

25

Компоненты

Вода

Этилпропионат

Итого

ИБСгЭП

БЭгвода

Кислотное число изобутанола

0,002

Примечание: п 30 т.т., Pg 80 мм рт.ст.,

Р 320 мм рт.ст., tg , t, 88°С, R 8,0.

330122

26 Продолжение табл.20

Таблица 2i

По известному дл сравнени ,

Р - предельного Р предельного Р - верхнему пределу

Р нюхнему пределу Вез добавлени агента

ИБС+БФ нижней границе: ИБС+БФ верхн граница ИБС-ьБФ - нижней границы ИБС+БФ верхней граниьда: БЭ:аод ни н граница БЭгвода верхн границе ВЭ:вода и нижней гранииы БЭ: вода. р рхней границы

27

17760-5,297,62 1,10 1,28 Q,09 По известному

188016,2 5,298,67 1,18 0,15 0,003 С этилпропнонатом

Редактор М.Недолуженко

Составитель Н.Капитанова Техред В. Кадар

Заказ 3537/25

Тираж 371Подписное

ВНШШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

1330122

28 Продолжение табл,2i

I

rs

Корректор Л.Пилипенко