SU739053A1 - Способ выделени метилтрет-бутилового эфира - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ МЕТИЛ-ТРЕТ-БУТИЛОВОГО ЭФИРА

Изобретение относитс  к способу выделени  метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) из сложных смесей, образую щихс  при получении МТБЭ межмолекул  ной дегратацией триметилкарбинола (ТМК) и метанола при неполном превращении исходных спиртов, который находит применение в качестве эффективной высокооктановой добавки мотор ного топлива. Трудность выделени  МТБЭ из получающихс  растворов заключаетс  в существовании азеотропной смеси МТБЭ-м танол, содержащей 15% последнего и гетерогенного азеотропа МТБЭ-вода, содержащего 4,5% воды. Известен метод выделени  МТБЭ с использованием азеотропной ректификации с н-пентаном по которому из реакционной смеси выдел ют азеотроп МТБЭ-метанол. Азеотропной ректификацией с н-пентаном из нее отгон ют азеотроп н-пентан- 1етанол. Кубовый продукт представл ет собой товарный МТБЭ. Из азеотропа н-пентан-метанол водной экстракцией с последующей рек тификацией выдел ют метанол, н-Пентан возвращают в процесс 1. Недостатком этого метода  вл етс  применение дополнительного раздел ющего агента н-пентана и наличие сложной и энергоемкой системы его десорвции . Известен также способ выделени  МТБЭ из смеси, содержащей метанол, воду и др. продукты реакции, по которому сначала отдел ют азеотропную сМесь МТБЭ-метанол, которую подвергают экстрактивной ректификации в присутствии раздел ющего агента триметилкарбинола . При этом в виде .дистилл та отбирают товарный МТБЭ. Кубовый продукт направл ют на десорбцию растворител  от метанола и воды 2. Недостатком данного способа  вл етс  необходимость создани  высокой концентрации раздел ющего агента ТМК на тарелке (более 40 вес.% или более 250% на отбираемый МТБЭ) дл  обеспечени  разделени  азеотропиой смеси МТБЭ-метанол. При концентрации ТМК 40% относительна  летучесть МТБЭ-метанол составл ет всего 1,25. Существует также необходимость частичной или полной десорбции ТМК, которую вследствие малой летучести метанола относительно ТМК (1,25-1,28) следует проводить на эффективных .ректифика ионных колоннах, работающих с боль 11ими флегмовыми числами ( 60-80,

5   22-18), что усложн ет аппаратур нее оформление процесса и ухудвзает его технико-экономические показатели .

Затраты греющего пара дл  обогрева кубов колонн при выделении 1 т ТБЭ 1,93 Мкал/т, количество тепла, отводимого с дефлегматоров колонн при выделении 1 т МТБЭ 1,87 Мкал/т суммарные энергетические затраты 14,73 руб/т.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ выделени  МТБЭ из сложных смесей, содержащих метанол воду путем экстрактивной ректификации с использованием в качестве разел ющего агента воды при котором в виде дистилл та отбирают влажный ТБЭ. Из кубового остатка выдел ют етанол и водный ТМК 3

Хот  э,тот способ более экономичен, по сравнению с известным, при его использовании возникает необходимость осушки МТБЭ и выделени  метанола и ТМК из разбавленного водного раствора , ухудшающие технико-экономические показатели процесса.

Затраты тепла на обогрев колонны 1,85 Мкал/т, количество тепла, отодимого из дифлегматора 1,81 Мкал/т. Затраты энергосредств на осуществление процесса 13,3 руб/т МТБЭ.

Цель изобретени  - упрощение процесса и снижение энергозатрат.

Поставленна  цель достигаетс  способом выделени  метил-треог-бутиловогс эфира из реакционной смеси, содержащей метанол, воду путем экстрактивной ректификации с использованием водал Р. качестве раздел ющего агента, отличи™ тельна  особенность которого состоит в том, что экстрактивную ректификацию ведут двухступенчато, причем на первую ступень подают воду в количестве 2-15% от веса отбираемого дистилл та , который затем направл ют на вторую ступень ректификации, проводимую с помощью триметилкарбинола, вз того в количестве 80-120% от веса выдел емого метил-трет-бутилового эфира с отбором последнего в виде дистилл та , причем кубовый остаток II ступени экстрактивной ректификации направл ют в реактор синтеза МТБЭ.

Принципиальна  технологическа  схема выделени  МТБЭ по предлагаемому способу приведена на чертеже.

Исходную смесь (1) содержшд1уто МТБЭ, метанол, ТМК и воду после реактора направл ют в колонну I экстрактивной ректификации первой ступв ни с использованием в качестве раздел ющего агента воды (2), В виде дистилл та (3) отбирают смесь МТБЭметанол-вода , которую направл те)т в колонну II экстрактивной ректификации второй ступени с использованием в качестве раздел ющего агента триметилкарбинола (4). Сверху колонны II

отбирают товарный МТБЭ (5). Кубовый продукт колонны II, представл ющий собой раствор метанола в ТМК (6), направл ют в реактор синтеза МТБЭ. Кубовый продукт (7) КОЛОННЫ1 первой ступени экстрактивной ректификации, содержа111ий воду, ТМК к метанол, направл ют в ректификационную колонну III, где происходит выделение метанола и ТМК (8), возвращаемых в реактор синтеза МТБЭ, от воды (9),сбрасываемой с установки,

Пример 1. Исходную смесь состава , вес,%: МТБЭ 46,4, метанола 12,3, ШК 31,5 и воды 2,8 в количестве 368,3 г раздел ют на лабораторной установке согласно известного способа .

Исходную смесь подают на 18 теоретических тарелок (т.т.) колонны выделени  МТБЭ экстрактивной ректификацией . На 5 т.т. подают воду в количестве 180 г/ч. В виде дистилл та отбирают в количестве 171,3 смесь, содерй:ащу о %: 98,4 МТБЭ, 0,1 метанола и 1,5 воды. Температура верха колонны 57с, куба - . Флегмовое число 1,3, эффективность колонны 35 т.т Дистилл т направл ют в колонну азеотропной осушки. Снизу колонны отвод т товарный МТБЭ в количестве 168,9 г, содержащий 0,1% воды и метанола . С верха колонны отбирают пары , содержагдие 2,9% воды. После конденсации и расслаивани  верхний эфирный слой возвращают на верх колонны азеотропной осушки, а нижний - в колонну экстрактивной ректификации. Эффективность колонны 10 т.т.

Кубовый продукт колонны экстрактивной ректификации состава, г: МТБЭ 0,6, метанол 12,0, ТМК 30,8, воды. 56,6 направл ют на выделение непрореагировавших спиртов. В количестве 377,0 г кубовый остаток подают на 15 т.т. ректификационной колонны . Температура верха колонны 80 куба - 105с, ФлегмоБое число 2, эффективность колонны 35 т.т, С верха колонны отбирают непрореагировавшие спирты в количестве 179,3 г состава, %: МТБЭ 1,3, метанол 25,1, TMIC 64,8 и воды 8,8.

8 кубе колонны остаетс  вода в количестве 197,7 г по чистоте соответствующа  требовани м, предъ вл емыги к сточным водам,. которую сбрасывают с установки.

Количество аппаратов при осуществлении процесса 3. Затраты тепла на обогрев кубов колонн 1,85 Мкал/т. Количество теплаf отводимого из дефлегматоров 1,81 Мкс1л/т. Затраты энергосредств на осуществлени  процесса 13,3 руб/т МТБЭо

Пример 2. Исходную смесь (см. пример 1) подвергают разд елению на лабораторной установке (см. чертеж ) . Исходную смесь в количестве 1156 г подают на 15 т.т, в колонну Т первой ступени экстрактивной ректифи кации. В качестве экстрагента испол зуют воду в количестве 17,4 г подаваемую на 5 т.т. Эффективность коло ны 35 т. т. флегмовое число 0,8, тем пература верха , куба - 93°С. В качестве дистилл та в количест ве 579,4 г отбирают МТБЭ,содержащий 7,0% вес метанола и 0,5% воды, который направл ют на 35 т.т. колонны экстрактивной рзктификации второй ступени. Раздел ющий агент ТМК подают на 10 т.т. колонны в количестве 695 г. Эффективность колонны 60 т.т., флегмовое число 1,35, концентраци  ТМК на терелке около 38%. Температура верха колонны 5бс, куба - . С верха колонны отбирают МТБЭ в количестве 537,5 г, содержащий по 0,1 вес,% воды, метанола и ТМК, Чис тота МТБЭ составл ет 99,8%, выход количественный. Кубовый продукт колонны ТМК, содержащий 5,5 вес.% метанола и 0,40% воды, отбираемый в количестве 736,9 г, подают в реакто синтеза МТБЭ. Кубовый продукт колон ны экстрактивной ректификации 1-й ст пени состава, вес.%: МТБЭ 0,05, метанола 17,11, ТМК 61,32 и воды 21,5 в количестве 593,8 г поступает на 15 т.т. колонны выделени  непрореаг ровавших спиртов. Эффективность колонны 30 т.т. флегмовое число 1,5. Температура верха колонны ВО-С, куба - 105°. Сверху в количестве 515, отбирают смесь состава, вес.%: МТБЭ 0,06, метанола 19,69, ТМК 70,62 и 9,63 воды. Кубовый продукт вода в количестве 78,2 г, из которых 17,4 была подана в качестве раздел ющего агента на колонну 1-й ступени экстрактивной ректификации, а 60,8 г сбрасывают с установки. Количество колонных аппаратов дл выделени  МТБЭ из рекционной смеси Количество тепла, необходимого дл  поддержани  теплового баланса колон ны 1,38 Мкал/т МТБЭ. Количество теп ла, отводимого с дефлегматоров колонны 1,32 Мкал/т МТБЭ. Затраты эне горесурсов дл  выделени  1 т МТБЭ 11,52 руб/т. Пример 3. Исходную смесь с става (по примеру 1) в количестве 2300 г подвергают разделению на лабораторной установке (см. чертеж). Исходную смесь направл ют на 15 т.т колонны 1-й ступени экстрактивной ректификации, В качестве раздел юще агента используют воду, подаваемую в количестве г на 5 т.т. колон ны. Эффективность колонны 35 т.т. Флегмовое число 0,5. Температура ве ха , куба - , В качестве ди тилл та в количестве 1094,0 г отбирают МТБЭ, содержащий 1,5 вес,% мет нола и 1,0% воды, который подают на 40 т.т. колонны экстрактивной ректификации 2-й ступени. Эффективность колонны 60 т.т. Флегмовое число 1,5, Температура верзса колонны 56®С, куба - . Раздел ющий агент - ТМК в количестве 904,1 г направл ют на 10 т.т. колонны. Сверху отбирают метил-трет-бутиловый эфир в количестве 1069,1 г,содержащий по 0,1 вес.% ТМК, метанола и воды. Чистота МТБЭ составл ет 99,7%, выход количественный. Кубовый поодукт представл ет собой ТМК, содержащий 1,7% метанола и 1,05% воды , в количестве 929,0 г подают в реактор синтеза МТБЭ. Кубовый продукт колонны экстрактивной ректификации 1-й ступени, содержащий , вес.%: 0,04 МТБЭ, 20,61 метанола , 56,11 ТМК и 23,34 воды в количестве 1293,8 г подают на 15 тарелку колонны выделени  непрореагировавших спиртов. Эффективность колонны 30 т.т. Температура верха колонны 81°с, куба - 105°С. Флегмовое число 1,5. С верха колонны в количестве 1095,1 г смесь, содержащую, вес.%: 0,05 МТБЭ, 24,33 метанола, 66,17 ТИК, 9,45 воды. Кубовый продукт, вода в количестве 198,7 г, сбрасывают с установки . Количество колонных аппаратов дл  выделени  МТБЭ - 3. Количество тепла, необходимого дл  обогрева кип тильников колонны, 1,25 Мкал/т МТБЭ. Количество отводимого из дефлегматоров тепла, при выделении 1 т МТБЭ 1,19 Мкал/т. Суммарные энергетические затраты на 1 т МТБЭ 9,51 руб/т. Пример 4. Исходную смесь состав а, вес.%: МТБЭ 46,4, метанола 12,3, триметилкарбинола 31,5, воды 9,8 подвергают разделению на лабораторной установке согласно.известному способу. Исходную смесь в количестве 2100 г подают в колонну выделени  аэеотропа МТБЭ-метанол на 12 т.т. Эффективность колонны 27 т.т. Температура верха 60°С, куба .- 96°С. Флегмовое число 1-. В виде дистилл та в количестве 1115,7 i отбирают смесь, содержащую, вес.%: МТБЭ 87,3, метанола 12,5, ТМК0,1, воды 0,1, которую подают на 40 т,т. колонны выделени  МТБЭ экстрактивной ректификацией с триметилкарбинолом. Эффективность колонны 70 т.т. Флегмовое число 4. Температура верха , куба - 93°С. Триметилкарбинол в коли-. честве 2610,4 г (т.е. около 265% от МТБЭ) подают на 10 т.т. Концентраци  ТМК на тарелке 40%. Б виде дистилл та в количестве 977,0 г отбирают,товарный МТБЭ, содержащий, вес.%: 0,1метанола , 0,1 триметилкарбинола, 0,1 воды. Чистота МТБЭ составл ет 99,8%, выход количественный. Снизу колонны

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ выделения метил-трет-бутилового эфира из реакционной смеси, содержащей метанол, воду путем экстрактивной ректификации с использованием воды в качестве разделяющего агента, отличающийс я тем, что, с целью упрощения процесса и снижения энергозатрат, экстрактивную ректификацию ведут двухступенчато, причем на первую ступень подают воду в количестве 2-15% от веса отбираемого дистиллята, который затем направляют на вторую ступень ректификации, проводимую с помощью триметилкарбинола, взятого в количестве 80-120% от веса выделяемого метил-трет-бутилового эфира с отбором последнего в виде дистиллята.