СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ И СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ Российский патент 2019 года по МПК C07C51/44 C07C51/47 C07C51/50 C07C53/08 B27K3/34 

Настоящая заявка заявляет приоритет европейской заявки № 14167588.4, все содержание этой заявки включено в настоящий документ в качестве ссылки для всех целей.

Настоящее изобретение относится к способу извлечения карбоновой кислоты, который особенно полезен для повышения экономической эффективности процессов обработки древесины с использованием производных карбоновых кислот, таких процессов, в частности, как ацетилирование древесины с использованием уксусного ангидрида в качестве реагента для ацетилирования. Обработанная древесина, такая как ацетилированная древесина, полезна, например, в качестве строительного материала, демонстрирующего долгий срок службы и отличную устойчивость к условиям окружающей среды и патогенных микроорганизмов.

Процесс ацетилирования древесины описан, например, в ЕР 680810, чье соответствующее содержание включено в качестве ссылки к настоящей патентной заявке.

Для того чтобы повысить эффективность и общую экономичность процесса обработки с использованием производных карбоновых кислот, таких, как вышеупомянутый процесс обработки древесины, настоящим изобретением в настоящее время предлагается способ извлечения карбоновой кислоты.

DE 2423079 С2 раскрывает способ извлечения уксусной кислоты из фракций отходов уксусной кислоты, содержащих уксусный ангидрид путем гидролиза уксусного ангидрида. Очищенные фракции подвергают перегонке в присутствии соли щелочного металла.

Настоящее изобретение относится к способу извлечения карбоновой кислоты, в частности уксусной кислоты, содержащей ангидрид карбоновой кислоты, в частности, ангидрид уксусной кислоты и другие примеси, который включает

(a) обработку фракции, в частности, фракции, получающейся из процесса обработки древесины, содержащей карбоновую кислоту и примеси с солью металла в присутствии воды;

(b) обработку, по меньшей мере, части фракции, полученной на стадии (а) для удаления соли металла и

(c) обработку, по меньшей мере, части фракции, полученной на стадии (b) путем перегонки, отбора из газовой фазы или мембранного разделения для извлечения, по меньшей мере, очищенной фракции карбоновой кислоты.

Было неожиданно обнаружено, что способ согласно настоящему изобретению обеспечивает эффективное извлечение карбоновой кислоты из фракций отходов карбоновой кислоты, в частности, уксусной кислоты. Эти фракции часто получаются путем ацетилирования полисахаридов, в частности, из процесса ацетилирования древесины. Очищенная карбоновая кислота может быть выделена, преимущественно, в сухой форме. Это полезный исходный материал, например, для получения ацилирующих реагентов. Способ по настоящему изобретению имеет также важные преимущества, касающиеся технологического процесса, например, предотвращение засорения аппарата.

В способе в соответствии с настоящим изобретением, карбоновую кислоту выбирают из C1-C6 алкил карбоновых кислот. Конкретные примеры включают пропионовую и, предпочтительно, уксусную кислоту.

В настоящем изобретении карбоновая кислота, в частности уксусная кислота, может, в частности, получаться в результате промышленных процессов, обеспечивающих получение, по меньшей мере, смеси карбоновой кислоты/ангидрида карбоновой кислоты, таких, например, как ацетилирование полисахаридов, таких как крахмал, и процессов обработки древесины. В предпочтительном варианте карбоновая кислота образуется в результате процесса обработки древесины, в частности, процесса ацетилирования древесины.

Конкретный вариант способа осуществления настоящего изобретения, следовательно, дополнительно включает в себя извлечение смеси карбоновой кислоты/ангидрида карбоновой кислоты, содержащей другие примеси из промышленных процессов, обеспечивая, по меньшей мере, смесь карбоновой кислоты/ангидрида карбоновой кислоты, в частности, к способу обработки древесины, и разделения указанной смеси, предпочтительно путем перегонки, на первую фракцию, состоящую, по существу, из ангидрида карбоновой кислоты, и, при необходимости, возвращения в оборот указанной первой фракции в технологическом процессе, таком как процесс обработки древесины, и на вторую фракцию, содержащую карбоновую кислоту, примеси, в частности, примеси, происходящие из древесины, и ангидрид карбоновой кислоты, и введение, по меньшей мере, части указанной второй фракции на стадии (а). В случае необходимости устройство, в частности, ректификационная колонна, используемая в способе согласно изобретению, содержит, по меньшей мере, одну часть, которая является устойчивой к коррозии, например, из эмали или стекла, например, с покрытием стальной детали из эмали или стекла или из другого устойчивого к коррозии материала, такого как титан, сталь Hastelloy^®, медь или из полимерных материалов, таких как PTFE.

В способе согласно настоящему изобретению, соль металла, как правило, представляет собой не содержащую галогена соль. Часто соль металла представляет собой основную соль, выбранную из карбонатов или карбоксилатов металлов, в частности, из солей уксусной кислоты. Предпочтительно соль металла представляет собой не содержащую галогена соль щелочного металла. Предпочтительными являются соли калия и натрия, более предпочтительными являются соли натрия. Наиболее предпочтительно, соль металла выбрана из карбоксилата натрия, в частности, ацетата натрия, гидроксида натрия и их смесей.

В способе согласно настоящему изобретению фракция, вводимая на стадии (а), часто содержит хлорированные соединения. Примеры хлорированных соединений включают хлоридные соли, в частности, NaCl и хлорированные органические соединения, такие как ацилхлориды, в частности ацетилхлорид. В этом случае количество соли металла, поступающей на стадию (а), как правило, составляет от 10 до 10000, предпочтительно от 50 до 500 эквивалентов, более предпочтительно от 80 до 200 эквивалентов по отношению к количеству молей атомов хлора, содержащемуся в хлорированных соединениях, содержащихся во фракции поступающих на стадию (а).

В этом варианте способа в соответствии с настоящим изобретением, фракция, вводимая на стадии (а), как правило, содержит некоторое количество хлорированных соединений, соответствующих от 3 до 2000 мольных частей на миллион атомов хлора по отношению к карбоновой кислоте, в частности, к уксусной кислоте, содержащейся в упомянутой фракции. Часто, фракция, вводимая на стадии (а), содержит 3 или более мольных частей на миллион атомов хлора по отношению к карбоновой кислоте. Предпочтительно, фракция, вводимая на стадии (а), содержит 4 или более мольных частей на миллион атомов хлора по отношению к карбоновой кислоте. Более предпочтительно, фракция, вводимая на стадии (а), содержит 5 или более мольных частей на миллион атомов хлора по отношению к карбоновой кислоте. Часто, фракция, вводимая на стадии (а), содержит 2000 или менее мольных частей на миллион атомов хлора по отношению к карбоновой кислоте. Предпочтительно, фракция, вводимая на стадии (а), содержит 100 или менее мольных частей на миллион атомов хлора по отношению к карбоновой кислоте. Более предпочтительно, фракция, вводимая на стадии (а), содержит 20 или менее мольных частей на миллион атомов хлора по отношению к карбоновой кислоте. Количество молей атомов хлора, содержащегося во фракции, вводимой на стадии (а), может быть соответствующим образом определено с помощью следующего способа. Аргентометрическим титрованием, следуя следующей методике: 45 г фракции, содержащей примерно около 10 мольных частей на миллион хлорида, смешивали с 120 мл воды, 10 мл 0,2% водного раствора поливинилового спирта и 5 мл 2 н раствора HNO₃ и проводили титрование с использованием Methrom Titando 905 с Ag электродом, используя 0,01 н раствор AgNO₃ в качестве титранта при скорости дозирования 0,5 мл/мин.

В способе согласно настоящему изобретению фракция, вводимая на стадии (а), обычно содержит неорганические примеси, происходящие из древесины.

Например, фракция, вводимая в стадии (а), может содержать неорганические примеси, происходящие из древесины. Соли, такие как NaCl, являются примером таких примесей. Фракция, вводимая на стадии (а) может также содержать органические примеси, происходящие из древесины. Терпены и терпеноиды являются конкретными примерами органических примесей. Конкретные примеры терпенов и терпеноидов включают в себя терпины, терпинолены, ацетат α-терпинеола, альфа-фенхен, камфен, п-метил изопропилбензола (п-кумол), лимонены, ацетат α-фенхена, ацетат изоборнила, альфа-пинен, бета-пинен и ацетат пинокарвила.

Обработку фракции, содержащей карбоновую кислоту и примеси, с солью металла на стадии (а) проводят в присутствии воды. Количество воды, присутствующей на стадии (а) связано с количеством молей ангидрида карбоновой кислоты, содержащихся во фракции карбоновой кислоты. Как правило, воду добавляют к фракции перед добавлением соли металла. Кроме того, также может быть осуществлено добавление раствора соли металла к фракции или добавления воды к фракции после соли металла. Соответственно, количество молей ангидрида карбоновой кислоты, содержащейся во фракции карбоновой кислоты, анализируют перед стадией (а). Подходящие методы анализа, например, газовая хроматография известны специалистам в данной области техники. Количество воды, присутствующей на стадии (а) рассчитывается соответствующим образом. Количество воды, присутствующей на стадии (а), как правило, равно или выше, чем 0,8 экв. количества молей ангидрида карбоновой кислоты. Более предпочтительно, количество воды, присутствующей на стадии (а), равно или выше, чем 0,85 экв. количества молей ангидрида карбоновой кислоты. Количество воды, присутствующей на стадии (а), как правило, равно или выше, чем 0,8 экв. количества молей ангидрида карбоновой кислоты. Количество воды, присутствующей на стадии (а), как правило, равно или выше, чем 1,2 экв. количества молей ангидрида карбоновой кислоты. Более предпочтительно, количество воды, присутствующей на стадии (а), равно или ниже, чем 1,15 экв. количества молей ангидрида карбоновой кислоты. Наиболее предпочтительно, количество воды, присутствующей на стадии (а), равно или ниже, чем 1,1 экв. количества молей ангидрида карбоновой кислоты. В наиболее предпочтительном аспекте этого варианта осуществления настоящего изобретения, количество воды, присутствующей на стадии (а) составляет от 0,95 до 1,05 экв. мольного количества ангидрида карбоновой кислоты. Добавление регулируемого количества воды на этой стадии, позволяющее избежать слишком большого избытка воды, допускает гидролиз остаточного ангидрида карбоновой кислоты, в то время как существует возможность эффективного разделения или существенного снижения содержания солей и галогенсодержащих примесей во фракции. Путем добавления контролируемого количества воды на этой стадии, можно избежать засорения и/или коррозии устройства, расположенного ниже по потоку, что, особенно отсутствие загрязнений, является особенно предпочтительным, когда процесс протекает непрерывно. Другим предпочтительным аспектом является предотвращение проблем качества, таких как окрашивание конечного продукта. Содержание термина «вода» объясняется далее ниже.

Когда фракция, поступающая на стадию (а), содержит органические примеси, в частности, как описано ранее в настоящем документе, в частности, терпены и терпеноиды, то их концентрация, как правило, составляет от 50 до 1500 частей на миллион по весу, предпочтительно от 100 до 1000 частей на миллион по весу, более предпочтительно от 300 до 700 частей на миллион по весу по отношению к общей массе фракции.

В способе согласно настоящему изобретению, соль металла может быть отделена на стадии (b) с помощью различных методик, пригодных для удаления твердого вещества из жидкой фазы, таких как фильтрация, осаждение, кристаллизация и, предпочтительно, выпаривание. В случае если выделение соли металла осуществляют путем выпаривания, выпаривание предпочтительно осуществляют в форсированном испарителе потока, естественном испарителе потока, термосифонном испарителе или роторном испарителе. Предпочтительным является естественный испаритель потока.

В случае необходимости, испаритель предпочтительно изготовлен из коррозионно-стойких материалов, таких как эмаль или стекло, например, из эмали или стали с покрытием из стекла или из другого устойчивого к коррозии материала, такого как титан, сталь Hastelloy^®, медь или из полимерных материалов, таких как PTFE, или из материалов с облицовкой или покрытием, по меньшей мере, из одного из вышеперечисленных коррозионно-стойких материалов.

В том случае, если выделение соли металла осуществляют путем выпаривания, то давление выпаривания составляет, как правило, от 10 мбар до 4 бар абс., предпочтительно, от 50 мбар до 1 бар абс., более конкретно от 100 мбар до 500 мбар абс.

В том случае, если выделение соли металла осуществляют путем выпаривания, то температура, при которой проводят разделение, как правило, равна температуре кипения фракции, содержащей карбоновую кислоту, при вышеуказанном давлении.

В том случае, если выделение соли металла осуществляют путем выпаривания, то процесс согласно настоящему изобретению обычно включает в себя отвод потока газа, содержащего карбоновую кислоту и примеси, из указанного процесса выпаривания и подачу, по меньшей мере, части газового потока на стадию (с). В этом случае соль металла можно выделить либо в твердой форме или в виде раствора в карбоновой кислоте. Соль металла может быть подходящим образом извлечена и повторно использована на стадии (а).

В конкретном варианте способа осуществления настоящего изобретения соль металла, которая удаляется из фракции, полученной на стадии (а) на стадии (b), является твердой и может быть извлечена с помощью соответствующих методов, таких как декантация, вращение, или, в частности, фильтрация. Соль металла, которая получена в твердой форме, включает в себя, как правило, металлическую соль, добавляемую на стадии а), или соль металла, полученную на стадии а) из примесей, содержащихся во фракции, подаваемой на стадию а) и соли металла, добавляемой на стадии а). В частности, такие соли, образованные на стадии а), могут включать в себя щелочные хлориды металлов, в частности NaCl. В одном из аспектов, фракцию, из которой соль металла удаляется в твердой форме, охлаждают перед удалением соли для ускорения кристаллизации, и/или обрабатывают затравочными кристаллами.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения, соль металла удаляется на стадии b) в виде потока жидкости, содержащего соль металла и карбоновую кислоту. Часто этот поток жидкости является остатком от операции разделения, в частности, операции выпаривания, выполняемой на стадии b). В одном аспекте жидкий поток отделяется от любых твердых веществ, присутствующих в потоке жидкости, путем декантации, вращения или, в частности, фильтрации. Опционально, жидкий поток охлаждают до выделения твердой фазы для ускорения кристаллизации, и/или обрабатывают затравочными кристаллами. Как правило, твердые частицы, выделенные из потока жидкости, являются хлоридами металлов, в частности NaCl. Как правило, поток жидкости, в частности, после удаления твердых частиц, практически не содержит примесей хлорида. В одном из аспектов настоящего изобретения поток жидкости, который обычно содержит карбоновую кислоту и соль металла, добавленные на стадии а), возвращают на стадию а).

Стадия (с) предпочтительно представляет собой перегонку, проводимую в ректификационной колонне, выполненной, по меньшей мере, частично из коррозионно-стойких материалов, таких, как было описано выше.

В одном варианте способа осуществления настоящего изобретения фракцию, полученную на стадии b), подают на стадию с) в качестве газового потока. Как правило, поток газа, подаваемый на стадию (с), по существу, свободен от соли металла.

В этом варианте способа осуществления настоящего изобретения поток газа, подаваемый в стадию (с), как правило, содержит менее 2 весовых частей на миллион галогена, в частности, хлорида. Предпочтительно, чтобы поток газа, подаваемый на стадию (с) включал в себя 1 весовую часть на миллион % или менее галогена. Более предпочтительно, чтобы поток газа, подаваемый на стадию (с) включал в себя 0,5 весовой части на миллион % или менее галогена. Наиболее предпочтительно, чтобы поток газа, подаваемый на стадию (с) практически не содержал галогена, в частности хлорида.

В качестве альтернативы, поток газа, полученный при выпаривании на стадии b) может быть сконденсирован и подан в дальнейшем, например, в жидкой форме на стадию с). В этом случае соль металла и галогены, содержащиеся в конденсате, как это описано выше для газового потока в случае, когда фракцию, полученную на стадии b), вводят на стадию с) в виде потока газа.

В способе в соответствии с настоящим изобретением, в частности, когда выделяют уксусную кислоту, стадию (с) обычно проводят при давлении от 0,01 до 4 бар абс., предпочтительно от 0,05 до 1 бар абс. и более предпочтительно от 100 мбар до 500 мбар абс., но при более низком абсолютном давлении, чем на стадии (с), чтобы обеспечить поток пара без промежуточной компрессии.

Когда стадия (с) представляет собой перегонку, последнюю предпочтительно проводят в колонне, имеющей от 20 до 60 теоретических тарелок, более предпочтительно от 30 до 40 теоретических тарелок.

В этом случае, если газовый поток поступает из стадии (b) на перегонку на стадию (с), он, как правило, подается на уровень от нижней части колонны, который соответствует от 60% до 90% от общего объема число теоретических тарелок, предпочтительно от 65% до 80% от общего числа теоретических тарелок колонны.

Если поток жидкости поступает из стадии (b) на перегонку на стадию (с), то он, как правило, подается на уровень от нижней части колонны, который соответствует от 60% до 90% от общего числа теоретических тарелок, предпочтительно от 65% до 80% от общего числа теоретических тарелок колонны.

На стадии (с), как правило, предпочтительно вывести очищенную карбоновую кислоту в виде бокового потока или в виде кубового потока из процесса перегонки; вывод очищенной кислоты из бокового потока является предпочтительным. Если очищенная карбоновая кислота отбирается в виде бокового потока, то вывод обычно осуществляется на уровне от нижней части колонны, соответствующем от 0% до 20% от общего числа теоретических тарелок, предпочтительно от 5% до 10% от общего числа теоретических тарелок колонны. В этом случае предпочтительным является использование колонны с разделительной перегородкой.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, воду добавляют к фракции, полученной на стадии (b) перед стадией (с). Это, в частности, происходит в случае, когда способ разделения на стадии (с), является перегонкой и/или отбором из газовой фазы. Добавление воды в этот момент позволяет эффективно сокращать или практически удалять оставшиеся органические примеси, в частности терпены и/или терпеноиды на стадии (с). Количество воды, добавленной к фракции, полученной на стадии (b), как правило, составляет 1 вес.% или более, рассчитанный на основе от общей массы фракции, полученной на стадии (b). Предпочтительно, чтобы количество воды, добавляемой к фракции, полученной на стадии (b), было равно или более чем 3 вес. %. Более предпочтительно, количество воды, добавляемой к фракции, полученной на стадии (b), равно или более чем 5 вес.%. Более предпочтительно, количество воды, добавляемой к фракции, полученной на стадии (b), равно или более чем 7 вес.%. Предпочтительно, чтобы количество воды, добавляемой к фракции, полученной на стадии (b), было равно или менее чем 25 вес. %. Предпочтительно, чтобы количество воды, добавляемой к фракции, полученной на стадии (b), было равно или менее чем 20 вес.%. Более предпочтительно, количество воды, добавляемой к фракции, полученной на стадии (b), равно или менее чем 15 вес.%. Более предпочтительно, количество воды, добавляемой к фракции, полученной на стадии (b), равно или менее чем 12 вес.%. Вода может быть добавлена к фракции, полученной на стадии (b) в жидком виде, или в виде пара. Термин "вода" обозначает воду любого качества (например, деионизированную воду, очищенную воду, дистиллированную воду, дважды дистиллированную воду, отфильтрованную воду, воду из промышленных процессов или также муниципальную или городскую воду, водопроводную воду, жесткую воду, мягкую воду), а также водную фазу, содержащую одну или более солей металлов и/или водную фазу, дополнительно содержащую органические вещества. В одном аспекте, предпочтительно, чтобы вода была без солей или дополнительных органических веществ. В другом аспекте настоящего изобретения, вода, добавленная к фракции, полученная на стадии (b) возвращается в оборот из фракции дистилляции со стадии (с). Дистиллят из стадии (c) в общем случае содержит воду, карбоновую кислоту и органические примеси, которые имеют тенденцию разделяться на фазы после конденсации. Отделенная водная фаза дистиллята может быть повторно использована в качестве "воды", то есть водной фазы, содержащей, главным образом, воду и карбоновую кислоту, которая должна быть добавлена к фракции, полученной на стадии (b) до перехода на стадию (с). Это эффективно снижает потери карбоновой кислоты в процессе. В другом, особенно предпочтительном аспекте, если на стадии (с) используют перегонку, то воду добавляют к фракции, полученной на стадии (b), в виде пара или жидкости в ректификационную колонну ниже точки подачи в колонну фракции, полученной на стадии (b). Если вода, вводится в колонну в виде жидкости, наиболее предпочтительно, чтобы вода добавлялась непосредственно в распределитель жидкости или в перераспределитель секции отбора из газовой фазы.

В конкретном варианте осуществления способ согласно настоящему изобретению включает в себя (I), получение фракции, введенной на стадии (а) путем перегонки из смеси карбоновой кислоты/ангидрида карбоновой кислоты, содержащей другие примеси (II) обработку на стадии (b), по меньшей мере, части фракции, полученной на стадии (а) путем выпаривания и (III) обработку хотя бы части фракции, полученной на стадии (b) путем перегонки.

В этом варианте осуществление потребности в тепле для испарителя, использованного на стадии (II), и/или в ректификационной колонне, использованной на стадии (III) может быть соответствующим образом обеспечено использованием энергии, подаваемой из конденсатора дистилляционной колонны на стадии (I).

Очищенная карбоновая кислота, полученная в соответствии с настоящим изобретением, обычно является практически безводной, имея, например, содержание воды от 1 до 5000 весовых частей на миллион. В случае, когда фракцию, поступающую на стадию (а), получают из процесса ацетилирования древесины, опционально с последующей стадией дальнейшего разделения, как это описано в конкретном вышеописанном варианте способа осуществления настоящего изобретения, где фракцию подвергают этапу разделения, обеспечивая получение первой и второй фракции, очищенная кислота, в частности уксусная кислота, полученная на стадии (с), как правило, содержит от 50 до 1500 частей на миллион органических примесей, происходящих из древесины. Очищенная карбоновая кислота, в частности, уксусная кислота, может быть соответствующим образом использована для получения ангидридов карбоновых кислот, например, уксусного ангидрида. В одном предпочтительном аспекте, очищенная карбоновая кислота может быть подвергнута взаимодействию в качестве абсорбционной кислоты с кетеном для получения ангидрида карбоновой кислоты. В другом аспекте очищенная карбоновая кислота может быть превращена в кетен, который вступает в реакцию с карбоновой кислотой с образованием ангидрида карбоновой кислоты. Эти ангидриды карбоновых кислот, полученные таким образом, могут быть соответствующим образом использованы в промышленных процессах, рассмотренных выше, в частности, в процессе обработки древесины, таком как процесс ацетилирования древесины.

В конкретном варианте осуществления способ согласно настоящему изобретению включает в себя (I), получение фракции, введенной на стадии (а) путем перегонки из смеси карбоновой кислоты/ангидрида карбоновой кислоты, содержащей другие примеси (II) обработку на стадии (b), по меньшей мере, части фракции, полученной на стадии (а) путем выпаривания и (III) обработку хотя бы части фракции, полученной на стадии (b) путем перегонки.

Изобретение также относится к способу получения обработанной древесины, например, как описано в ЕР-А-0680810, в частности, ацетилированной древесины, который включает в себя способ извлечения карбоновой кислоты в соответствии с изобретением.

Способ в соответствии с настоящим изобретением и его конкретные аспекты и варианты способов осуществления настоящего изобретения могут быть соответствующим образом работать в периодическом или непрерывном режиме.

В случае если раскрытие каких-либо патентов, заявок на патенты и публикаций, которые включены в настоящий документ в качестве ссылки, противоречат описанию настоящей заявки в той степени, что это может представлять термин неясным, то настоящее описание имеет преимущественную силу.

Примеры, нижеприведенные в настоящем документе, предназначены для иллюстрации настоящего изобретения, однако не ограничивая его.

Пример

Непрерывный поток фракции, содержащей карбоновую кислоту и примеси, представляющие собой жидкий сток из процесса ацетилирования древесины, содержащий 50 вес.% уксусной кислоты, 49 мас. % уксусного ангидрида и 1 мас. % терпенов, полученных терпеновых примесей и других органических примесей, подается на первую перегонку, используя дистилляционную колонну из титана.

Эта ректификационная колонна снабжена структурированной насадкой, которая равна 20 теоретическим ступеням разделения. Выбранное флегмовое число равно 3. Колонна работает при давлении 0,5 бар абс. в верхней части колонны. Из этой первой дистилляционной колонны конденсированный поток удаляют при 93,6°С с содержанием уксусной кислоты 98 вес.%, 20 частей на миллион хлора (в пересчете на атомы хлора), а остальное остается уксусным ангидридом, терпенами и терпеноидами.

В качестве стадии (а) в промежуточном перерабатывающем сосуде верхний продукт первой перегонки обрабатывают небольшим количеством воды, чтобы дать ей прореагировать с оставшимся уксусным ангидридом. В том же сосуде для промежуточной обработки к полученной фракции добавляют поток 50%-ного водного раствора NaOH, чтобы обеспечить 200 мольных эквивалентов Na⁺ по отношению к количеству молей атомов хлора, содержащихся в хлорированных соединениях верхнего продукта первой перегонки. Соотношение потоков воды и раствора NaOH в промежуточной емкости вычисляют таким образом, что содержание воды в реакционной смеси составляет 1,05 экв. по отношению к содержанию уксусного ангидрида при сохранении соответствующего количества NaOH.

На стадии (b) фракцию, полученную на стадии (а), подают в естественный испаритель потока, который работает при давлении 0,3 бар абс. Фракция, полученная на стадии (b), практически не содержит галогена, в частности, хлорида.

Небольшой боковой поток 0,5 вес.% остатка испарения жидкости отводят из испарителя, охлаждают до 30°С и пропускают через фильтр. Поскольку образованный NaCl, в основном нерастворим в уксусной кислоте при низкой концентрации воды, он удаляется в виде осажденной соли с помощью стадии фильтрации. Растворенный ацетат Na проходит фильтр и возвращается в промежуточную емкость для обработки, в которой выполняется стадия (а).

Содержание воды в паровой фракции, полученной на стадии (b), дополнительно увеличивается до 10 вес.% и поступает на стадию (с).

Для выполнения стадии (с), фракция, полученная на стадии (b) и обогащенная водой, поступает в виде потока пара в дистилляционную колонну. Эта ректификационная колонна снабжена структурированной насадкой, которая равна 35 теоретическим ступеням разделения. Выбранное флегмовое число равно 5. Колонна работает при давлении 0,2 бар абс. в верхней части колонны.

Из этой дистилляционной колонны конденсированный верхний поток отводят при 60,3°С с содержанием воды 95 вес%. Этот поток содержит более чем 80% от всех терпенов, полученных терпеновых примесей и других органических примесей, которые содержались во фракции, поступающей на стадию (с).

Уксусная кислота, выводимая в нижней части колонны стадии (с), с концентрацией 99,5%, в основном не содержит галогена, в частности, хлорида, включая в себя менее 20% всех терпенов и других органических примесей, которые содержатся во фракции поступающей на стадию (с).

Материал хранится в сосуде из нержавеющей стали и имеет коррозионную активность чистой уксусной кислоты. Никакой окраски продукта не наблюдается в течение долгого времени.

Изобретение относится к способу извлечения карбоновой кислоты, в частности уксусной кислоты, содержащей ангидрид карбоновой кислоты, в частности уксусный ангидрид, а также другие примеси, который включает (a) обработку фракции, в частности фракции, получающейся из процесса обработки древесины, содержащей карбоновую кислоту и примеси с солью металла, в присутствии воды, (b) обработку по меньшей мере части фракции, полученной на стадии (а), для удаления соли металла и (c) обработку по меньшей мере части фракции, полученной на стадии (b), путем перегонки или отбора из газовой фазы для извлечения, по меньшей мере, очищенной фракции карбоновой кислоты, причем воду добавляют к фракции, полученной на стадии (b), перед стадией (с). Изобретение относится также к способу производства обработанной древесины, в частности ацетилированной древесины. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 пр.

1. Способ извлечения карбоновой кислоты, в частности уксусной кислоты, содержащей ангидрид карбоновой кислоты, в частности уксусный ангидрид, а также другие примеси, который включает

(a) обработку фракции, в частности фракции, получающейся из процесса обработки древесины, содержащей карбоновую кислоту и примеси с солью металла в присутствии воды,

(b) обработку по меньшей мере части фракции, полученной на стадии (а), для удаления соли металла и

(c) обработку по меньшей мере части фракции, полученной на стадии (b), путем перегонки или отбора из газовой фазы для извлечения, по меньшей мере, очищенной фракции карбоновой кислоты, причем воду добавляют к фракции, полученной на стадии (b) перед стадией (с).

2. Способ по п.1, в котором соль металла представляет собой соль щелочного металла, предпочтительно выбранную из группы, состоящей из гидроксида натрия и карбоксилата натрия, в которой ацетат натрия является наиболее предпочтительным.

3. Способ по п.1 или 2, в котором фракция карбоновой кислоты, поступающая на стадию (а) содержит хлорированные соединения, предпочтительно в количестве, соответствующем от 3 до 2000 частей на миллион мольных эквивалентов атомов хлора по отношению к карбоновой кислоте.

4. Способ по п.3, в котором количество соли металла, поступающей на стадию (а), составляет от 10 до 10000 эквивалентов по отношению к количеству молей атомов хлора, содержащемуся в хлорированных соединениях.

5. Способ по любому из пп. с 1 по 4, отличающийся тем, что фракция, поступающая на стадию, происходящую из (а), содержит примеси, происходящие из древесины, в частности терпены и терпеноиды.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что фракция, поступающая на стадию (а), содержит от 50 до 1500 частей на миллион по весу органических примесей, в частности терпены и терпеноиды.

7. Способ по любому из пп. с 1 по 6, в котором количество воды, присутствующей на стадии (а), составляет от 0,8 до 1,2 мольных эквивалентов ангидрида карбоновой кислоты, присутствующего во фракции, подаваемой на стадию (а), предпочтительно от 0,95 до 1,05 мольных эквивалентов.

8. Способ по любому из пп. с 1 по 7, в котором соль металла, отделена на стадии (b) путем выпаривания, предпочтительно проведением выпаривания в испарителе с естественным потоком.

9. Способ по любому из пп. с 1 по 8, в котором соль металла удаляется в виде твердого вещества, предпочтительно путем фильтрации, из фракции, полученной на стадии (а), и/или из остатка, полученного от операции выпаривания на стадии (b), и/или в котором соль металла удаляют в виде потока жидкости, содержащей соль металла, полученного из выпаренного остатка от операции выпаривания на стадии (b).

10. Способ по п.8, который включает отвод потока газа, содержащего карбоновую кислоту и примеси от выпаривания со стадии (b), и подачу по крайней мере части потока газа на стадию (с), где поток газа, подаваемый на стадию (с), включает менее чем 1 вес. ч. на миллион галогена, в частности хлорида.

11. Способ по п.1, в котором количество воды составляет от 1 до 25 вес.% в расчете на общую массу фракции, полученную на стадии (b), предпочтительно, чтобы количество воды составляло от 7 до 12 вес.%.

12. Способ по любому из пп. с 1 по 11, который включает в себя отведение очищенной карбоновой кислоты в виде бокового потока или кубового потока из перегонки на стадии (с).

13. Способ по любому из пп. с 1 по 12, который дополнительно включает в себя извлечение смеси карбоновой кислоты/ангидрида карбоновой кислоты, содержащей другие примеси из процесса обработки древесины и разделения указанной смеси, предпочтительно путем перегонки, на первую фракцию, состоящую по существу из ангидрида карбоновой кислоты, и опционально с повторным использованием указанной первой фракции в процессе обработки древесины, и вторую фракцию, содержащую карбоновую кислоту, примеси, происходящие из древесины, и ангидрид карбоновой кислоты, и введение по меньшей мере части указанной второй фракции на стадии (а).

14. Способ производства обработанной древесины, в частности ацетилированной древесины, включающий способ выделения карбоновой кислоты по любому из пп. с 1 по 13.