SU798089A1 - Способ очистки уксусной кислотыОТ пРиМЕСи уКСуСНОгО АНгидРи-дА - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к неорганической химии, а точнее - к способу очистки уксусной кислоты от примеси уксусного ангидрида.

б процессе совместного производства уксусной кислоты и уксусного ангидрида по методу окислени  ацетальдегида на меднокобальтовом катализаторе товарные продукты содержат примеси друг друга. Сложную сме . продуктов окислени , содержащих уксусную кислоту и уксусный ангидрид, раздел ют методом многоступенчатой ректификации 1 .

Однако при этом дл  получени  уксусного ангидрида, не содержащ его уксусной кислоты (в соответствии с требованием ГОСТ 21039-75 содержание уксусного ангидрида в товарном продукте должно быть не менее 98,5 вес.% дл  I сорта), необходимо повышать температуру кубовой части ректификационной колонны до 140 С, что приводит к попаданию в уксусную кислоту до 5% уксусного ангидрида . Однако, требовани  к качеству товарной уксусной кислоты также высокие . По ГОСТ 19814-74 содержание основного вещества должно быть не менее 99,5 вес.% дл  уксусной

кислоты 1 сорта: 98,5 вес.% - дл  II сорта. Кроме того, примесь уксусного ангидрида в уксусной кислоте вредна в р де промышленных процессов , где уксусна  кислота используетс  как сырье.

Поскольку метод совместного производства уксусной кислоты и уксусного ангидрида  вл етс  эконоo мически эффективным и широко распространен во многих промышленно развитых странах, в том числе и в СССР, весьма актуальной  вл етс  задача разработки простых и эф5 фективных методов очистки уксусной кислоты от примесей уксусного ангидрида.

Метод гидролиза уксусного ангидрида до уксусной кислоты можно рассматривать как способ, который

0 позвол ет очистить уксусную кислоту от уксусного ангидрида.

Известны методы гидролиза уксусного ангидрида в отсутствии катали5 затора и с использованием в качестве катализатора сильных минеральных кислот 2 и 13 .

Однако использовать эти методы в промышленных услови х затруднительно , поскольку без катализатора про0 цесс протекает очень медленно (дес тки часов), а при использовании сильных минеральных кислот значительно возрастают коррозионные свойства уксусной кислоты. Поэтому оборудование дл  таких процессов необг ходимо изготовл ть только из высоколегированных сталей, что дорого. Кроме того, требуетс  очищать уксусную кислоту от примеси гомоген1ОГО катализатора, что возможно только при проведении ректификации, требует больших затрат тепла. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  способ очистки уксусной кислоты дистилл цией уксусной кислоты с уксусным ангидридом образующимс  в р де производств в качестве отходов, где перед дистилл цией смесей уксусный ангидрид гидролизуют 5-20%-ным из бытком воды в присутствии ацетатов щелочных или щелочно-земельных металлов , чаще всего ацетата натри  в количестве 0,3-30% к весу смеси. Этот метод выгодно отличаетс  от методов, в которых примен ютс  силь ные кислоты тем, что при использова нии ацетата натри  отсутствует силь на  коррози  4 . Однако уксусную кислоту необходим очищать от ацетата натри  ректификацией , т.е. затрачивать дополнител ное количество тепла. Возникают также трудности, св занные с очистк кубов ректификационных колонн, на трубчатках которых откладываетс  ац тат натри  в виде твердой соли. Цель изобретени  - упрощение про . цесса. Поставленна  цель достигаетс  способом очистки уксусной кислоты от примесей уксусного ангидрида путем гидролиза последнего водой в присутствии катализатора, в котором процесс провод т при 70-85°С и используют в качестве катализатора макропористую сульфосополистирольную смолу (КУ-23)с удельной поверхностью 55-70 . Процесс желательно вести при стехиометрическом количестве воды и уксусного ангидрида. Метод осуществлен на укрупненной лабораторной устано1вке. Уксусную кислоту, содержащую примесь уксусного ангидрида в количестве 2-4 вес.% с помощью дозирующего устройства непрерывно подают в реактор,представл ющий собой цилиндрическую колонку с обогревом, заполненную катионообменной смолой КУ-23. Перед проведением эксперимента катионообменную смолу КУ-23 подвергают предварительной обработке с целью удалени  примесей низкомолекул рных веществ и железа, а также обезвоживани . Врем , за которое степень гидролиза уксусного ангидрида составл ет 97-98%, примерно 2,5 ч. За реакционное врем  прин то врем  нахождени  продукта в колонке, заполненной катионообменной смолой КУ-23. Длительность работы образца смолы КУ-23 в проведенных экспериментах превынает 300 ч,причем каталитическа  активность катионообменных смол неизменна. Материальный баланс процесса гидролиза представлен в табл.1. Услови  эксперимента: Температура, °С 80 Реакционное врем ,ч 2,5 Степень гидролиза,% 97,5 Таблица 1

-уксусна  кислота 97,18 7358,21 Уксусный ангидрид 2,40 181,73 вода0,42 32,06

100,00 7572,00

Всего:

Проведен также гидролиз примесного уксусного ангидрида в уксусной кислоте стехиометрическим количеством воды в аппарате с перемешивающим устройством. Количество катализа тора, вз того дл  реакции составл ет 6-10% к весу смеси. Температура реакции 70-85°С, скорость перемешивани  200 об/мин. В таких услови х проведени  процесса степень гидролиза уксусного ангидрида составл ет 98,0% за реакционное врем  1,5 ч. Продолкислота 99,92 7565,67 ангидрид 0,06 4,54 0,01 0,79

0,01 1,00

100,00 7572,00

жительность эксплуатации образца

смол в проведенных экспериментах составл ет 200 ч без изменени  каталитической активности.

Материальный баланс процесса гидролиза в услови х периодического проведени  процесса представлен в табл. 2.

Услови  опыта:

Температура,С 70-85

Реакционное врем ,ч 1,5 Степень гидролиза, % 98,0

Проведение исследовани  подтверждают целесообразность проведени  гидролиза уксусного ангидрида в услови х периодического проведени  процесса в апКак видно из табл. 3, уксусна  кислота, прошедша  очистку, полностью удовлетвор ет требовани м дей- . ствующего ГОСТ 19814-74 к качеству кислоты I сорта. Предлагаемый метод очистки уксусной кислоты от примеси уксусного ангидрида эффективен, поскольку степен конверсии уксусного ангидрида и воды составл ет 97,5-98%, и прост в техно логическом оформлении, В качестве ре актора очистки уксусной кислоты от примеси уксусного ангидрида можно использовать стандартные смешивающие устройства, снабженные пористыми прокладками во избежание уноса ка- тионообменной смолы.

Таблица 2

паратах с перемешивающим устройством .

В табл. 3 приведены результаты анализа продукта, полученного после гидролиза уксусного ангидрида.

Claims (4)

1. Таблица 3 Использование твердого катализатора , не раствор ющегос  в уксусной кислоте, исключает необходимость проведени  дополнительной очистки ук- . сусной кислоты, как это .имеет место в случае применени , например, хлорной кислоты или ацетата натри . Важной особенностью предлагаемого метода с использованием катионообменных смол  вл етс  м гкое проведение процесса, что исключает возможность , протекани  побочных процессов. Селективность реакции достигает 100%. Значительно упрощаетс  процесс отделени  и регенерации катализатора. Кроме того, предлагаемый метод легко вписываетс  в технологическую схему процесса действующих производств совместного получени  уксусной кислоты и уксусного ангидрида. Уксусна  кислота, отделенна  от основных количеств уксусного ангидрида и содержаща  его в виде примеси, направл етс  в смеситель, снабженный перемешивающим устройством, куда подаетс  в расчетном количестве паровой конденсат. На выходе из реа тора устанавливаетс  насос, который откачивает чистую уксусную кислоту. Формула изобретени  1 .Способ очистки уксусной кислоты примеси уксусного ангидрида путем гид лиза последнего водой в присутствии катализатора, отличающийс   тем, что, с целью упрощени  процесса, его ведут при 70-85 С, а в качестве катализатора используют макропористую сульфосополистирольную смолу с удельной поверхностью 55-70 MVr. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что процесс ведут при стехиометрическом количестве воды и уксусного ангидрида. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Технологический регламент Совместного производства уксусной кислоты и уксусного ангидрида Невинномысского п.о. Азот,, утв. 71.
2. 2.. J.Chem.Soc, 1968, № 11, 89, р. 1036-1042.
3. 3..Org.Chem, 1965, № 5, 30. р, 1365.
4. 4.За вка ФРГ № 2423079, кл. С 07 С 53/08, 1975 (прототип).