СПОСОБ ОЧИСТКИ ЭТИЛОВОГО СПИРТА Российский патент 1995 года по МПК C07C31/08 C07C29/88 

Изобретение относится к области нефтехимического синтеза и может быть использовано при очистке этилового спирта, полученного гидратацией этилена.

Известен способ выделения этилового спирта, согласно которому спирт выделяют в ректификационной колонне из продуктов гидратации этилена, а из выделенного спирта удаляют ректификацией легколетучие примеси [1] Указанный способ не позволяет получить спирт высокого качества, в частности содержание в нем эфиров и альдегидов достигает 1 мас.

Наиболее близок по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способ очистки этилового спирта обработкой его раствором щелочи [2] Способ не позволяет удалить из этилового спирта в заметных количествах альдегиды, являющиеся одними из основных примесей при производстве этилового спирта гидратацией этилена.

Целью изобретения является повышение качества этилового спирта, полученного гидратацией этилена.

Указанную цель достигают обработкой спирта щелочью. Новым в заявляемом способе является то, что спирт обрабатывают твердой щелочью, затем отгоняют от продуктов его взаимодействия со щелочью, разбавляют, эпюрируют (эпюрация выделение легколетучих примесей) и укрепляют эпюрат, причем на разбавление спирта рециркулируют кубовый остаток колонны укрепления (спиртовая колонна) при содержании в нем спирта 1-10 мас.

При обработке щелочью сложные эфиры омыляются, в частности при омылении уксусно-этилового эфира образуется уксусно-кислый натрий и этиловый спирт:
CH₃COOC₂H₅+NaOH __→ CH₃COONa+C₂H₅OH
Кислоты образуют соответствующие соли, например уксусную кислоту:
CH₃COOH+NaOH __→ CH₃COONa+H₂O
На твердой щелочи при температуре около 80^оС альдегиды вступают в реакцию альдольно-кротоновой конденсации, образуя высококипящие продукты:
CH₃-C + CH₃-C __→ CH₃CHOH-CH₂-C CH₃-CH=CH-C __→
CH₃-CH=CH-CHOH-CHOH-C
__→ CH₃-CH=CH-CH=CH-C и т.д.

Полимерные смолообразные продукты образуются как по вышеописанному механизму (СН₃-СН (СН-СН)_n СН-СНO), так и, возможно, за счет полимеризации получающихся альдегидов с сопряженными кратными связями. После отгонки от продуктов его взаимодействия со щелочью спирт разбавляют и эпюрируют. При разбавлении спирта возрастают коэффициенты относительной летучести легколетучих примесей и улучшаются условия их выделения. Понижение концентрации спирта в кубовом остатке продуктовой колонны ниже 1 мас. нецелесообразно, так как колонна укрепления требует большего расхода пара и увеличения числа тарелок в ее исчерпывающей части.

Повышение концентрации спирта в кубовом остатке колонны укрепления больше 10 мас. не имеет смысла, поскольку это не приводит к заметному повышению качества спирта и не позволяет снизить расход пара, так как в этом случае расход пара будет определяться условиями работы укрепляющей части колонны, которая обеспечивает получение этилового спирта заданной концентрации.

Принципиальная технологическая схема очистки этилового спирта приведена на чертеже.

Исходный спирт по трубопроводу 1 направляют в аппарат 2, где спирт контактирует с твердой щелочью (NaOH). Спиртовый раствор щелочи частично по линии 3 рециркулирует в аппарат 2, а частично по трубопроводу 4 подают в аппарат однократного испарения 5. Кубовый остаток из аппарата по линии 6 выводят из системы. Часть кубового остатка по трубопроводу 7 рециркулируют в аппарат 2. Спирт (в паровой или жидкой фазе) по линии 8 направляют в эпюрационную колонну 9. Перед колонной 9 спирт разбавляют кубовым остатком колонны 10, который выводят из нее по трубопроводу 11. Предусмотрено разбавление спирта водой. Эфироальдегидную фракцию после узла конденсации 12 выводят по трубопроводу 13. Водно-спиртовый раствор по линии 14 направляют в спиртовую колонну 10. Спирт-ректификат после узла конденсации 15 по трубопроводу 16 отводят на склад. Спирт-ректификат могут выводить с одной из верхних тарелок колонны 10. Схема может быть дополнена узлом адсорбционной очистки. В случае накопления в технологическом потоке 11 тяжелокипящих примесей, часть его выводят в аппарат 2 или 5. С целью снижения потерь спирта часть (или всю) эфироальдегидной фракции могут рециркулировать в аппарат 2.

П р и м е р 1. Этиловый спирт очищают согласно предлагаемому способу при содержании спирта в кубовом остатке колонны его укрепления 1 мас. В этом и последующих примерах расход щелочи 0,4 кг/ч. Основные показатели процесса приведены в табл.1. Номера технологических потоков в примерах такие же, как и в описании технологической схемы.

П р и м е р 2. Этиловый спирт очищают согласно предлагаемому способу при содержании спирта в кубовом остатке колонны его укрепления 5 мас. Основные показатели процесса приведены в табл.2.

П р и м е р 3. Этиловый спирт очищают согласно предлагаемому способу при содержании спирта в кубовом остатке колонны его укрепления 10 мас. Основные показатели процесса приведены в табл.3.

Как следует из приведенных примеров, в результате очистки практически полностью удаляется кротоновый альдегид и резко снижается концентрация уксусного альдегида и этилового эфира. Резкое повышение качества синтетического этилового спирта значительно расширяет области его возможного применения и во многих случаях позволит заменить спирт, полученный из растительного сырья, в частности, в лабораторных исследованиях, в электронной промышленности и в некоторых областях органического синтеза.

Использование: в нефтехимии, при очистке синтетического этилового спирта. Сущность изобретения: продукт-этиловый спирт. Б.Ф. C₂H₆O содержание основного вещества 92,22-92,28 мас. уксусного альдегида 0,01-0,03 мас. кротонового альдегида 2-8 мг/л; этилового эфира 0,01-0,05 мас. Синтетический этиловый спирт обрабатывают твердой щелочью, отгоняют, разбавляют, эпюрируют и укрепляют. Для разбавления спирта используют кубовый остаток колонны укрепления при содержании в нем спирта 1-10 мас. 1 ил. 3 табл.

СПОСОБ ОЧИСТКИ ЭТИЛОВОГО СПИРТА, включающий его обработку щелочью, отличающийся тем, что этиловый спирт обрабатывают твердой щелочью, отгоняют от продуктов его взаимодействия со щелочью, разбавляют, эпюрируют и укрепляют эпюрат, причем на разбавление спирта рециркулируют кубовый остаток колонны укрепления при содержании в нем спирта 1 10 мас.