SU1616888A1 - Способ разделени смеси винилбутиловый эфир-бутанол азеотропной ректификацией - Google Patents

Abstract

Изобретение касаетс  производства эфиров, в частности разделени  смеси винилбутилового эфира с бутанолом. Цель - повышение степени извлечени  целевых веществ при увеличении производительности установки и сокращении количества сточных вод. Разделение ведут азеотропной ректификацией с использованием воды в качестве азеотропного агента с получением гетероазетропа в виде дистилл та первой колонны с последующим разделением его во флорентийском сосуде на водный и органический слои. Во второй колонне ведут перегонку ректификацией органического сло  с отбором из куба колонны концентрированного винилбутилового эфира. Кубовый продукт первой колонны перегон ют в третьей колонне с выделением концентрированного бутанола. Полученный в третьей колонне дистилл т расслаивают на органический и водный слои и при этом органический слой используют дл  орошени  этой колонны, а водный смешивают с дистилл том первой колонны и после расслаивани  смеси водный слой направл ют на орошение первой колонны при температуре 10-40°С и массовом соотношении винилбутилового эфира в питании колонны и воды в водном слое дистилл та (6-9):1. В этих услови х степень извлечени  бутанола возрастает с 85 до 98% при получении продуктов с высокой концентрацией : винилбутилового эфира 99-99,8 мас.% и бутанола 98,1-99,6 мас.%. Степень извлечени  эфира 99%. 2 ил., 5 табл.

Description

. Изобретение относитс  к химической технологии,в частности к п олуче- нию концентрированных винилбутило- вого эфира и бутанола при разделении с помощью азеотропной ректифика- ции продуктов, винилировани  бутанола ацетиленом.

Винилбутиловый эфир используют в качестве мономера при производстве полимерных материалов, примен емых дл  изготовлени  товаров промыш- ленного и бытового назначени , бута- нол - ценный растворитель.

Целью изобретени   вл етс  увеличение производительности установки повышение степени извлечени  конечных продуктов и уменьшени  количества сточных вод.

Ma фиг. 1 предстат леиа принципиг льна  схема устанс вки дл  осуществлени  способа; на фиг, 2 - график по сн ющий способ.

Выделение винилбутилового эфира из смеси с бутанолом (фиг.1) провод т на трех колоннах: колонне 1 азео- тропной ректификации, колонне 2 извлечени  винилбутилового эфира и колонне 3 выделени  бутанола. |рец подают на верх колонны 1 Кубо- ;Вый остаток колонны 1, содержащий 1бутанол с примес ми винилбутилового эфира и смолообразных ве.ществзнаправ- ;л ют по линии 4 В КОЛОННУ 3с с низа ;колонны 2 по линии 5 получают кон-- центрированный винилбутиловый эфир, а и з промежуточного сечени  нижней части колонны 3 по линии 6 вывод т концентрированный бутанол. Остаток перегонки, содержащий в основном ди- бутилацеталь в смеси с небольшим количеством продуктов осмолени , вывод т из куба колонны 3 по линии 7,

Дистилл ты колонн 1 и 35представ- л ющие собой гетероазеотопы,расслаивают во флорентийских сосудах 8 и 9 причем нижний водный слой дистилл та колонны 3 смешивают (лини  10) с дистилл том колонны 1 (лини  11)5 полученную смесь раздел ют на органический и водный слои Бо флорентийском сосуде 8. Далее полученный орга- нический слой по линии 12 направл ют ;на разделение в колонну 2, а водный : слой подают в виде орошени  по лит;ии 13 на верх колонны 1, частично водный слой сливают в кгшалкзадию. Органический слой дистилл та колонны 3 из флорр-нтийского сосуда 9 возврашаю в колонну 3 по линии 14s а дистилл т колопны 2 направл ют в «олонпу 1 по линии 15, где его смеи ивают с исходным сырьем.

Пример 1, Процесс провод т s соответствии с описанной выше схемой (фиг-. ).Услови  . проведени  процесса по колоннам 1-3 приведены в табл,1-3 В ве рхнюю часть колокпы 1 при температуре кипени  подггют 417,6 кг/--; эфира-сырца., содержащего 87% винип- бути. эфира,, 1% воды, остальное бутанол и небольшое количество примесей продуктов винилированк 

С B(jpxa 1 в виде дистилл та П13И 77,3 С отбирают гетероазеот роп состава, мас..%: аинилбути.ловый эфир 57.,3| бутанол ,9| вода 40,8,

5

0

5

0

5

;

5

0

5

из куба получают гомог енную смесь бутанол - вода в количестве 170,2 кг/г с содержанием бутанола 92,66 мас.%а воды 6,18 мас.% и незначительным количеством примесей (табл,),, которую подают на разделе- ние в колонну 3.

Дистилл т из колонны 1 охлаждают в холодильнике оборотной водой,смешивают с водным слоем дистилл та колонны 3, содержащим 8,1% бутанола и 1,9% воды, расслаивают на водный и органический слои. Водный слой состава, мас,%; винилбутиловый эфир 0,1; вода 96,2; бутанол 3,7 - при температуре 20°С подают на орошение колонны 1. При этом отношение винил- бутш5ового эфира в питании колонны к количеству воды, поступающей в колонну , сортавл ет 8:1. Органический слой из флорентийского сосуда 8 состава , указанного в табл.1, подают в колонну 2 дл  концентрировани  ви- ни.лбутилового эфира до содержани  в кубовом остатке колонны 99,8 мас.% (табл.2)„ 3 колонну 3 подают 170,2 КГ/Ч кубовой жидкости из колонны i и из ншкней части колонны отвод т бутанольную фракцию с содержанием бутанола 98,4% в количестве 154,53 кг/ч (таблЛ), Колонна 3 оро- шаетс  органическим слоем дистилл та из сосуда 9, содержащим 76 мас,% бутакола и 24 мас.% воды. Степень извочечени  винилбутилового эфира, 995/%, г у-онол  95, -% от их потенциального ссдержанил в исходном сырье. I

Режим работы колонн указан в табл.4, полученные результаты приведены 3 табл.5.

Л р и м е р ы 2-13. Процесс осуществл ют в услови х примера 1 (параметры режима, составы потоков,степень извлечени  винилбутилового эфира и бутанола показаны в табл.1-5).

Исхо.о.лай смесь, поступающа  в колонну 1 содержит воды не более, 1 мас,%, Водный слой на орошение колонны 1 азеотропной ректификации подают исход  из содержани  винилбутилового эфира в сырьевой смеси при ус.позии образовани  в кубе колонны 1 смеси бутанол - вода гомогенного сос- тава5. характеризующейс  полной взаим- :.1(5Й растворимостью компонентов,что способствует стабильной работе коло нк и 3,

5

Изменение соотношени  ;зфир - вод вли ет на качество эфира-ректиЛика- та и на состав кубовой жидкости (примеры 9, 10 и 1 1) .

Оптимальное соотношение эАир.- вода в потоке, поступающем на орошение первой колонны, 6:1 - 8:1 (см примеры 1-6).

Температура водного потока после флорентийского сосуда, используемого дл  орошени  колонны 1, может выдерживатьс  в пределах , при этом нижний предел ограничен температурой замерзани  воды, а верхний предел температуры обусловлен степенью растворимости эфира в воде и воды в эфир ( см.фиг.2).

Чем ниже температура во флорентийском сосуде, тем лучше происходит расслаивание гетероазеотропа и тем выше концентраци  винилбутилового эфира в верхнем органическом слое.

При орошении водным слоем с температурой более содержание винилбутилового эфира в верхнем слое снижаетс , что ведет к остаточному содержанию винилбутилового эфира в кубе колонны 1 до I8 мас.%, увеличению примесей дибутилацетал  в кубе с 0,1 до 1,19 мас.% и снижению степени извлечени  винилбутилового эфира до 98%.

При работе в оптимальном режиме из.куба колонны 3 вывод т 5-10 кг дибутилацетал  и смолообразных примесей в расчете на 1 т концентрированного бутанола.

По предлагаемому способу количество сточных вод снижаетс  до минимума за счет рецикла водного сло  дистилл та колонны 3 совместно с водным слоем дистилл та колонны 1.

В схеме по прототипу помимо азеот- ропной ректификации используют экстрагирование водой при соотношении эфир-ректификат - вода 1:5.

Сточные воды после экстрагировани  и водный слой дистилл та с содержанием бутанола до 8% сбрасываютс  в канализацию.

Например, при производительности по винилбутиловому эфиру 3000 т/год и его концентрации после ректификации 94% до 6% бутанола тер етс  со сточными .водами, при этом наноситс  огромньм урон окружающей среде.

Таким образом, если по способу-прототипу колонна работает с флегмовым

68886

числом 3, по предлагаемому способу производ т замену Флегмы на орошение колонны при 12-40°С, причем орошение г представл ет собой смесь водной части дистилл тов колонн 1 и 3 с содержанием бутанола 4-7 мас.%. В отличие от способа-прототипа питание подают в верхнюю часть колонны 1, колонна IC работает в качестве отгонной без подачи флегмы. 3 результате исключаетс  необходимость испарени  потока флегмы, что делает процесс более технологичным и позвол ет повысить про- 15 изводительность установки (по винил- бутиловому эфиру до 1 т/ч в отличие от производительности по прототипу, составл ющей 0,3 т/ч).

Кроме того, изменение схемы рабо- 20 ты колонны азеотропной ректификации приводит к увеличению степени извлечени  эфира (до 99% против 95% по прототипу) и практически к отсутствию винилбутилового эфира в кубе ко- 25 лонны 1, что предотвращает образование дибутилацетал . Вследствие этого улучшаетс  работа колонны концентрировани  бутанола и растет степень извлечени  бутанола до 93%, тогда 0 как по способу-прототипу эта величина не превышает 85%. При этом по предлагаемому способу получают конечные продукты высокой концентрации , а именно винилбутиловый эфир 5 (99-99,8 мас.%) и бутанол (98,1 99 ,6 мас.%).

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ разделени  смеси винилбутиловый эфир - бутанол азеотропной ректификацией с использованием воды в качестве азеотропного агента,получением гетероазеотропа в виде дистилл та первой колонны азеотропной

   ректификации и последующим его разделением во флорентийском сосуде на водный и органический слои, перегонкой органического сло  во второй ректификационной колонне с отбором из

   куба колонны концентрированного винилбутилового эфира и последующей перегонкой кубового остатка первой колонны в третьей колонне с выделением концентрированного бутанола, о т- личаюшийс  тем, что, с целью повьш1ени  степени извлечени  конечных продуктов, увеличени  производительности устлновки и сокращени  количества сточных-вод, дистилл т третьей колонны расслаивают на органический и водный слои, органи- 1Геский слой истюльзуют в качестве орошени  этой же колонны, а водный слой смешивают с дистилл том первой колонны и после расслаивани  смеси

   полученный водный слой направл ют на орошение первой колонны при температуре 10-40°С и массовом отношении винилбутилового эфира в питании колонны к воде в водном слое дистилл та, составл ющем эфир - вода 6-8:1.

   Услови  пранеденкч процесса к его результаты по колонне

   Таблица2 Услови  проведени  процесса и его результаты по к-олонне 2

   Подача эфира-ректификата , кг/ч Температура,с

   верха

   куба

   питани 

   Состав кубовой жидкости мас.%

   Винилбутиловый эфир

   Вода

   Бутанол

   Степень извлечени  ВБ З, %:

   т а   л и ц

   420

   395

   420

   395

   99,65. 99,73

   QP

   ,2

   98,6

   ТаблицаЗ

   Услови  проведени  процесса и его результаты по колонне 3

   Со став дистилл та,мае.% Органический слой

   Бутанол

   Вода

   Водный слой, мас.%:

   Бутанол

   Вода

   Бутанольна  фракци ,мас

   Бутанол

   Зода

   Кубовьй остаток,мас.%:

   Бутанол

   Дибутилацеталь - Смола

   Степень извле.чени  бутанола , %

   79,1 20,8

   6,4 93,6

   99,07 0,61

   3,2 49,4 47,4

   97,5

   Таблица4

   Л.Веселовска 

   /- --U 1«ff fi 3we

    рч Рвтн.

   Фш.г

   Составитель Г.Степанова , Техред М.Дидык

   Корректор М.Самборска