ОЧИСТКА ГЛИКОЛЯ Российский патент 2005 года по МПК C07C29/76 C07C27/26 C07C31/20 

Предпосылки создания изобретения.

1. Область, к которой относится изобретение.

Настоящее изобретение относится к получению этиленгликоля, имеющего пониженное содержание альдегидных примесей и повышенные характеристики пропускания в ультрафиолетовой области спектра, путем обработки предварительно дистиллированного этиленгликоля высокой чистоты (степень чистоты 99% или более) сильнокислой катионообменной смолой.

2. Описание известных технических решений.

Этиленгликоль является весьма важным промышленным химическим продуктом, который обычно получают реакцией оксида этилена с водой. Существующее затруднение заключается в том, что в процессе получения образуются примеси, например альдегиды, которые трудно отделить от этиленгликоля и которые вызывают затруднения при его применении в случаях, когда требуется весьма высокая степень чистоты, например, в производстве волокон.

Для отделения альдегидов от этиленгликоля разработаны как физические, так и химические способы. Например, в патенте США 4,349,417 в качестве способа очистки предложена дистилляция в присутствии соединений щелочных металлов. В этом патенте упоминается также выложенная заявка Германии №2, 558, 039, где описана очистка этиленгликоля с применением ионообменной смолы.

Этот германский источник, в свою очередь, ссылается на хозяйственный патент 43911, где указано, что алифатические спирты, содержащие более 2% формальдегидов, можно очистить путем конвертирования формальдегида в формаль с применением кислотного катализатора с последующей дистилляцией загрязненного спирта, содержащего формаль. В патенте утверждается, что при содержании формальдегида менее 2% количество формальдегида, превращаемого в соответствующий формаль, настолько незначительно, что указанная обработка становится неэкономичной. В качестве пригодных для указанной цели катализаторов указаны кислые формы ионообменных смол.

В патенте США 4,358,625 описано восстановление кислородсодержащих примесей путем обработки боргидридом щелочного металла.

В патенте США 3,904,656 описана обработка отходящего потока из колонны отдувки оксида этилена перед его возвратом в цикл катионообменной смолой Amberlyst A-15, анионообменной смолой Amberlyst A-21 и активным углем.

В патенте США 4,560,813 описан гидролиз оксида алкилена с применением материала, содержащего метилат-анион, и извлечение метилат-аниона путем контактирования с твердым материалом, таким как анионообменная смола.

В патенте США 5,440,058 упомянута обработка потоков водных растворов слабоосновными ионообменными смолами, которые предварительно вводят в реакцию с бисульфитом, с целью удаления примесей альдегидов.

Несмотря на усилия предыдущих исследователей дальнейшие усовершенствования в области удаления примесей, таких как альдегиды, из потоков водных растворов этиленгликоля имеют большое значение и являются желательными.

Присутствие примесей альдегидов даже в незначительных количествах, т.е. 2000 млн^-1 (мас.) или менее, отрицательно влияет на свойства этиленгликоля, и создание экономичных способов удаления этих примесей или превращение их в безвредные соединения имеет большое значение.

Краткое описание изобретения.

В соответствии с настоящим изобретением, поток дистиллированного этиленгликоля, содержащего примеси альдегидов в очень малых количествах, вводят в контакт с сильнокислой катионообменной смолой, предварительно обработанной с целью удаления выщелачиваемых примесей, и получают поток этиленгликоля, в котором содержание альдегидов значительно снижено и который обладает повышенным пропусканием в ультрафиолетовой области спектра.

Подробное описание

В способе в соответствии с настоящим изобретением применяют сильнокислые катионообменные смолы.

Особое предпочтение отдается катионообменным смолам, содержащим сульфокислотные функциональные группы, например сополимерам стирола с дивинилбензолом, содержащим сульфокислотные группы. Иллюстративным примером является продукт "Тулисон PTR" (Tulison PTR). Важное значение имеет предварительная обработка сильнокислой смолы, предпочтительно обработка горячей водой с последующей сушкой в вакууме, до практически полного извлечения из смолы выщелачиваемых примесей. Если это условие не выполнено, то, хотя смола и является пригодной для снижения содержания альдегидов, характеристики пропускания обработанного ею этиленгликоля в ультрафиолетовой области ухудшаются.

Этиленгликоль, очищаемый в соответствии с настоящим изобретением, представляет собой дистиллят, полученный при конверсии оксида этилена известными способами; общее содержание альдегидов в нем составляет приблизительно 2000 млн^-1 или менее, предпочтительно от 5 до 100 млн^-1. В общем случае этиленгликоль, поступающий на обработку, содержит незначительное количество воды, не более 0-1% (мас.). В гликоле, поступающем на обработку, могут присутствовать также незначительные количества ненасыщенных органических соединений.

Подлежащий очистке раствор этиленгликоля вводят в контакт с сильнокислой смолой при умеренной температуре, например приблизительно от 30 до 50°С, хотя можно использовать и температуры, лежащие вне пределов указанного диапазона. Предпочтение отдается атмосферному давлению, хотя можно использовать и повышенные давления. Что касается скорости потока, то в качестве примеров можно назвать значения приблизительно от 1 до 10 объемов раствора на один объем смолы в час, хотя этот показатель можно варьировать в широких пределах.

Ионообменные смолы, применяемые при осуществлении настоящего изобретения, представляют собой сильнокислые катионообменные смолы, являющиеся хорошо известными промышленными продуктами.

Подробное описание сильнокислой ионообменной смолы, пригодной для применения в соответствии с настоящим изобретением, и ее приготовления можно найти в "Энциклопедии химической технологии" Кирк-Отмера (Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 5^th Edition, Vol.14, pages 747-749 (1990)).

Изобретение иллюстрируется нижеприведенными примерами.

Поток этиленгликоля, содержащего 99,8% (мас.) этиленгликоля, 0,05% (мас.) воды и 20 млн^-1 альдегидов (в основном, формальдегида), пропускали через слой гранулированной сильнокислой макропористой стиролдивинилбензольной смолы, содержащей сульфокислотные группы (Tulison PTR), при 35°С. Смолу предварительно обрабатывали путем промывки горячей водой и сушки в вакууме до практически полного удаления выщелачиваемых примесей. После обработки этой смолой этиленгликоля в количестве 5 объемов на один объем смолы концентрация альдегидов в выходящем потоке продукта была ниже 2 млн^-1.

Вышеприведенный пример был повторен с использованием технологического потока моноэтиленгликоля, содержащего 99,9% (мас.) моноэтиленгликоля, 0,02% (мас.) воды и 10 млн^-1 альдегидов. В результате контактирования со смолой общее содержание альдегидов в выходящем потоке снизилось до 1 млн^-1.

Помимо эффективного снижения содержания альдегидов, достигаемого в соответствии с настоящим изобретением, в качестве положительного результата следует отметить улучшение характеристики пропускания в ультрафиолетовой области спектра с 93% (для необработанного гликоля) до 96% пропускания на длине волны 220 нм для обработанного гликоля и с 92% (для необработанного гликоля) до 97% пропускания на длине волны 275 нм для гликоля, обработанного в соответствии с изобретением.

Изобретение относится к усовершенствованному способу снижения содержания альдегидов в этиленгликоле, содержащем 2000 млн^-1 альдегидов или менее, включающему введение гликоля в жидкой фазе в контакт с твердой сильнокислой катионообменной смолой. Этиленгликоль высокой чистоты вводят в контакт с сильнокислой катионообменной смолой и получают этиленгликоль с пониженным содержанием альдегидов и с повышенными характеристиками пропускания в ультрафиолетовой области спектра. 4 з.п. ф-лы.

1. Способ снижения содержания альдегидов в этиленгликоле, содержащем 2000 млн^-1 альдегидов или менее, включающий введение гликоля в жидкой фазе в контакт с твердой сильнокислой катионообменной смолой.2. Способ по п.1, где содержание альдегидов в обрабатываемом этиленгликоле составляет 5 - 100 млн^-1.3. Способ по п.1, где твердая сильнокислая катионообменная смола содержит сульфокислотные группы.4. Способ по п.1, где содержание воды в гликоле составляет 0-1 мас.%.5. Способ по п.1, где твердая сильнокислая катионообменная смола перед контактированием с этиленгликолем предварительно обработана с целью практически полного удаления из нее выщелачиваемых примесей.