SU559641A3 - Способ очистки и осушки монокарбоновых кислот" - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ И ОСУШКИ МОНОКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ

ВЫСОКОКШШ1ДИХ н низкокип щих примесей путем дислы1ЛЯ1ЩИ (при температуре 110-120° С) и ректификации (при TeNfflepatype. верха колонны 95-105°С и низа колонны 118°С), но эти услови  не позвол ют очищать от галоидсодержаших прим сей .

Целью изобретени   вл етс  разработка сиособа очистки и осушки карбоновых кислот Cj-Сю, содержащих воду, галоидалкилы и примеси галондводородов, обеспечивающего получе1ше кислот высокой стенени чистоты.

Дл  достижени  поставленной цели предлагаетс  проводить процесс очистки и осушки карбоновых кислот последовательно в двух ректифика даанных колоннах, работающих при давлении 1 атм и теь шратуре куба 100-165° С, с отгонкой iia первой колонне 30-50 вес.% от количества исходного потока первого потока - головной фракции, содерх ащей воду и галоидный алкил, с отделением 0,5-6 вес.% кубового продукта второго потока, содержащего галоидводород, и с вьщеле шем 50-60 вес.% третьего потока - фракщи бокового отбора, содержащей целевой продукт и примеси. При этом фракцию бокового отбора дн  дальнейшей очистки направл ют в среднюю часть BTCpofj колош1ы, где в виде четвертого потока головной фракции отгон ют 20-50 вес.% от коли«юства третьего потока, в виде п того потока 42-79 вес.% целевого кубового продукта и в виде jUBCToro потока 1-8 вес.% фракщш бокового отбора, которую возвращают в первую колонну Ш1же ТОЧ1СИ отбора третьего потока, причем фракгада первого и четвертого потока автономно наиравл ют во флорентины на разделение пзтем естественного расспаива ш  на органический слой и водный слой, который части1шо направл ют, на флегмирование соответствующих колонн. В процессе можно использовать как уксусную кислоту, содермсашую йодиды, так и смесь монокарбоновых .лот Cj-Ci 0. содержащую йодид,ы или бромиды.

На чертеже изображена схема дл  осущесшлеВИЯ способа очистки и осушки карбоновых кислот.

Карбоновую кислоту, под ежао ую очистке в газовСй или жидкой фазе, ввод т по лишш 1 в середину, предпочтительно в нижнюю половину, колонны 2. Кубовый продукт, в котором концентрируетс  в основном весь галоидводород и который содержит большое количество воды, удал ют по линии 3 и направл ют на стадию синтеза . Дистилл т колонны 2 после конденсащт в холодильнике 4 поступает во флорентину 5, где за счет естественного расслаивани  происходит разделение на два сло . Верхний, водный слой, содержащий незначительное количество карбоновой кислоты, очень малые количества сконденсировавщегос  простого эфира и галоидный алкил, частично направл ют в качестве флегмы в колонну 2, а небольигую его часть вывод т из колон ны Нижний, орга{шческий слой, содержащий в оснонIHOM галоидные алкилы, а также примеси воды.

эфира и карбоновой кислоты, собирают в oTCi Jt; кике 6 ii направл ют no линии 7 на ста;щю синтеза. Из флорентины 5 нековденсировашшш газы, содержапще в основном окись углерода с примес ми 5 испар емого галоидаого алкила, ;мбо удал ют в виде отходов, либо возвращают на стадию синтеза по линии 8.

Таким образом, на ректификационной колонне 2 концентрируют и вьщел ют галоидный Q алкил,  вл ющийс  необходимым компонентом каталитической системы, и уд,ал ют основную массу воды, содержащейс  в исходных кислотах.

Поток, содержащий преимущественно карбоновые кислоты и воду, удал ют из средно части

5 ректификационной колонны 2 и по пинии 9 направл ют в верхнюю половину ректификационной колонны 10 по линии 11 направл ют сначала в конденсатор 12, а затем во флорентину 13. Песков- денсировавшиес  летучие вещества по линии 14 из

-. флорентины 13 отвод т либо в отходы, либо возвращают на стадию синтеза. Флегкшрование колонны 10 осуществл ют верхним слоем из флорентины 13, представл ющим собой разбав , ленный раствор карбоновых кислот, часть верхнего сло  удал ют по пинии 15.

5

Благодар  растворимости шлоидводорода в водных смес х карбоновых кислот, содержащих 3-8 вес.% воды, в средней части колонны 10 наблюдаетс  концентрирование .галоидводорода, От бором бокового потока пь линии 16 из точки максимальной концентрап йИ галоидводорода удал ют почти весь галоидаодород, поступающий в коло1шу 10. Отбор бокового потока можно осуществл ть с нескольких тарелок средней части

колонны 10. фракцию бокового отбора по линии 16 возвращают в нижнюю часть колонны 2 (лини  16 снабжена вентилем 17) или отбирают по лишш 18, что позвол ет накапливать или удал ть фракцию бокового отбора дл  последующей переработки. Из

д куба колонны 10 отбирают практически сухую карбоновую кислоту, в основном , свободную от галоидных соедцленкн.

Дл  того, чтобы в колонне 2 наиболее полно отдел лс  галоидводород, поступающий в колонj ку 2 с исходной смесью и с фракцией бокового отбора из колонны 10, в кубе колонны 2 должна поддермдаватьс  определенна  концентраци  воды, достаточна  дл  полного растворени  галоидводорода . Это создают за счет рецикла части боковой фракции колонны 2 по лишш 19 в колонну 2 ниже

0 тарелки, с которой отбираетс  боковой поток.

Предлагаемый процесс наиболее применим дл  очистки и осушки карбоновых кислот Сз - С{ о предпочтительно С €4.

J Дл  осуществлени  способа можно примен ть ректификационные колонны любой конструкгда. При использовании тарельчатых колонн перва  колонна должна иметь 5-20 тарейок, втора  10-90, предпочтительно 20-60 тарелок. Температурные

режимы и давлени , при которых работают обе рек-

гификациош ые копо1шы, могут варьироватьс , так как они в значительной степени завис т от при}1одь карйоновой кислоты, подлежащей очистке. Колонны могут работать при любых давлени х.

Если предлагаемый процесс примен ют дл  очистки уксусной илл протшоновой кислот, обе колонны обычно работают при избыточных давлени х (до 3 атм). При этих давлени х температуры кубов в обоих колоннах наход тс  в диапазоне от примерно температуры кипени  кислоты при рабочем давлении до 165°С и выше, но предпочтите .лъно-несколько ниже 165° С. Телшературы верхних частей колонн должны лежать в интервале от 100° С до температуры кипени  кислоты при рабочем давле1щи. Температуры и давлени  в обеих колоннах могут бьпь ощшаковылт iism различными , НО чаще во второй колонне температуру поддерживают несколько более высокой, чем в первой колонне.

Исходную смесь подают в нижнюю половину первой колонны, предпочтительно в нижнюю ее треть. Фракцию бокового отбора отвод т с промежуточной ;тарелки, расположенной выше точки ввода исходной смеси и ниже точки ввода флегмы. Смесь на этой промежуточной тарелке приблизительно содержит 80 вес.% кислоты и 20 вес.% воды.

фракцию бокового отбора колонны 2 ввод т в верхнюю треть коло1шы 10. Фракцию бокового отбора из колонны 10 отвод т с тарелки, подобранИой при рабочих давлени х и температурах так, чтобы концентраци  галоидводорода была наивысшей или близкой к наивысшей. Отбор целевого продукта - осуше шых. и очищенных кислот - провод т либо непосредственно из куба, когда требуетс  получить из куба осушенные кислоты, либо из куба в проозой фазе, если недопустимо наличие примесей галоидов металлов в кислотах. В общем случае целевой продукт можно отбирать из нижней трети колошты 10, предпочтительно из к жней 1/10 части колонны.,

Данный способ обеспечивает выделение карбоновых кислот высокой степени чистоты. Например , содержание примесей в уксусной кислоте составл ет 1-10 ч./млн. йодистого водорода, менее f 50 ч/млн, йодистого метила и менее 100 ч/млн. воды. Нар ду с этим предлагаемый способ о шстки и осушки карбонов ых кислот позвол ет практически ПО.ПНО выдел ть активные компоненты каталитической системы и непрореагаровавшую окись углерода, которые возвращают на стадию синтеза.

Пример. Реакцио1шую смесь, представл ющую собой уксусную кислоту, содержащую 15-20 вес.% воды, 25-30 вес.% мепишодида и следы {менее 50 ч./млп) йодистого водорода, полученную взаимодействием окиси углерода с метанолом в присутствии катюгазатора, состо щего из благородного металла и йодида, очипхают в соответствии с предлагаемым способом в двух

В качестве первой колонны испо ьзукп кглпн ну насадочно-тарельчатого типа диаметром 15,24см, эффективностью 9 теоретических тарелок , а в качестве второй - колошгу насадочното

типа диаметром 15,24см и эффективностью 35 теоретических тарелок. Давление в верхней части первой колонны поддерживают около 4,7 атм, второй колонны - около 16,1 атм. Температуры куба, верхней части и температуры отбора боковой

фракции поддерживают соответственно дл  первой колонны 124-125°С, 106-109 С и lll-lH C, дл  второй колонны 152-154°С, 130-131°С и 145-147°С. Далее приведены характеристики конечнь х продуктов разделени  обеих колонн

(получены при работе в течение 5 суток).

Перва  колотша. Кубовый продчтст содержит 4,0-7,0 вес.% воды и 220-4700 ч/млн, йодистого водорода: фракш1  бокового отбора содержит 16,1-21,6 вес.% воды, 0,2-23 вес.% мегилйодида и

97-264 ч./млн. йо/щстого водорода; водна  фаза дистиллата содержит 59-75 вес.% воды, 2,8-5,8 вес.% метилйодвда и 28-74 ч./млн. йодистого водорода.

Втора  колонна. Кубовый продукт представл ет собой указан1ту1о кислоту с примес ми 1-10 ч./млн. йодистого водорода, менее 50ч./млн. йощстого метила и менее 10 ч./кетн. воды; фракци  бокового отбора содержит 3,7-7,1 вес.% воды и 1040-2630 ч./млн. йодистого водорода; водиа 

фаза дистиллата содержит 59-84 вес.% воды, 1,0-3,1 вес.% метилйодида и 55-225 ч./млн. йодистого водорода.

35

Claims (3)

1. Способ очистки и осушки монокарбоновых

кислот Са - Сю, содержащих воду, галоидвоД1 роды и галоидалкилы, путем ректификации, о т

Гхичающиис  тем, что, с целью повышени  чистоты целевого продукта, процесс провод т в двух колоннах при давлении 1 -7 атм и температуре куба ШО-165°С с выделеш)ем в вес;% отколичества исходного продукта, на первой колонне 30-50 вес.% первого потока - головной фракции, содержащей воду и галоидньп алкил, 0,5-6 вес.% второго потока - кубового продукта, содержшцего галоидводород, и 50-60 вес.% третьего потока - фракщш бокового отбора, содержащего целевой прощтст и примеси, который дл  доочистки направл ют в среднюю часть второй колонны, где в виде четвертого потока - головной фракции выдел ют .20-50 вес.% от количества третьего потока, 42-79 вес.% п того истока - кубового целевого продукта и 1-8 вес.% шестого потока - фракции бокового отбора, который возвращают в первую колошу ниже точки отбора третьего потока, причем фракщш ггервого и четвертого потоков направл ют на разделение водного и органического слоев.

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что в качестве исходного продукта используют монокарбоновые кислоты Cj - С ю, содержащие йодиды или бромкцы.

3.Способ по пп. 1 и 2, отличающийс  тем, что в качестве исходного продукта используют уксусную кислоту, содержащую йодиды.

Источники информации, прин тые во внимение при экспертизе:

1.Патент СССР № 453824, М. кл. С 07 С 51/00, 1967.

2.Патент США № 893923, кл. 203-31, 1959.

3.Авторское свидетельство СССР № 196792, М.кл. С07С53/08, 1965.

16

7 ,

ОН