Способ регенерации уксусной кислоты Советский патент 1983 года по МПК C07C53/08 

Изобретение относится к способу регенерации уксусной кислоты, образующейся в производстве ацетатов целлюлозы. Известен способ регенерации уксусной кислоты в производстве ацетата целлюлозы азеотропным и экстрак тивным способом, например этиловым эфиром или этилацетатом 1 . Однако способ не обеспечивает необходимой экономичности процесса за счет высоких потерь уксусной кислоты со сточными водами. Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ регенерации уксусной кислоты производства ацетатов целлюлозы,заключающийся в том, что исходную водную сме уксусной кислоты, содержащую серную кислоту и примеси, нейтрализуют раст вором ацетата натрия (при промывке нейтрализатора образуются концентрированные сточные воды 110 г/л в коли честве 1,6 т/сут) с последующим отфильтровыванием полученногораствора от механичес ких примесей и центри фугированием (промывание центрифуг создает сточные воды с Концентрацией 80 г/л в количестве 1,1 т/сут). В ре зультате получают раствор, который экстрагируют этилацетатом в экстракторе, из нижней части которого выводят тяжелую фазу, содержащую воды, В% этилацетата и 0,15 уксусной кислоты, а из верхней - легкую фазу, направляемую на азеотропную ректификацию. Последняя позволяетполучать дистиллят - азеотроп этилацетата и воды который расслаивается на верхний слой ( 37% этилацетата и 3 воды ), частично направляемый в виде флегмы в колонну, и нижний {Э2% воды и 8% этилацетата ), направляемый во ёторую колонну азеотропной ректификации, где отделяемая вода образует третий поток сточной воды, содержащей 2 г/л уксусной кислоты в количестве 1,2 т/сут. Во втсэрую колонну азеотропной ректификации поступает на разделение тяжелая фаза после экстракции этилацетатом. Получаемый в первой колонне азеотропной ректификации кубовый продукт подвергают очистке в колонне четкой ректификации с. получением 99,8-99,9 ной ледяной уксусной кислоты 2. В результате этого процесса образуются три потока сточных вод, которые не утилизируются и тем самым снижают общий выход регенерируемой уксусной кислоты. Целью изобретения является утилизация сточных вод и повышение выхода уксусной кислоты. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регенерации уксусной кислоты в производстве ацетатов целлюлозы путем нейтрализации исходной уксусной кислоты, содержащей серную кислоту и примеси,ацетатом натрия, фильтрования и центрифугирования раствора с последующей его экст 51акцией этилацетатом с разделением легкой и тяжелой фаз, из которых первая подвергается азеотропной ректификации с отделением гетероазеотропа - этилацетата и воды, расслаивающегося на верхний слой этилацетата, и нижний водный слой, содержащий примеси этилацетата, который подвергают второй азеотропной ректификации, где отделяется вода, причем в эту стадию поступает тяжелая фаза от эксдракции этилацетатом, а получаемый на первой азеотропной ректификации кубовый продукт подвергают ректификации с выделением ледяной уксусной кислоты, получаемые воды после промывки на стадии нейтрализации, центрифугирования и после второй азеотропной ректификации подвергают подщелачиванию до рН 6,,7 и электродиализу на катионитовых и анионитовых мембранах при силе тока 1, А и напряжении 200-300 В и полученный раствор ацетата натрия возвращают в стадию нейтрализации. Подщелачивание до рН 6,3-7,7 вод, полученных при промывке на стадии нейтрализации, центрифугирования и после второй азеотропной ректификации, с последующим электро иализом на катионитовых и анионитовых мембранах- при силе тока 1 , А и напряжении 200-300 В и возвратом полученного 8-12 -ного раствора ацетата натрия в стадию нейтрализации обеспечивает как утилизацию сточных вод, так и увеличение выхода целевой кислоты. Следует .отметить, что известный метод многокамерного электродиализа, например с помощью катионитовых. и анионитовых мембран (типа ЭОУ НИИПМ Рудник ), для очистки или концентрирования водных растворов солей с примесями органических соединений не име310ет общей закономерности по условиям электропроводности ионитовых мембран поэтому в каждом конкретном случае необходим подбор скорости пропускания, силы тока, напряжения и вида мембран 3 Указанные условия обеспечивают возможность не только повысить выход уксусной кислоты, но и возвратить ацетат натрия в стадию нейтрализации, снижая тем самым до 0, г/л (ПДК 0,6 г/л ) загрязнение сточных вод, направляемых на биоочистку. П р и м е р. В нейтрализатор поступает 23,-иэя уксусная кислота, содержащая серную кислоту и примеси, в количестве 138 т/сут в пересчете на IOOig-ную уксусную кислоту с содержанием 3 т/сут серной кислоты и 5,1 т/сут 10 -ного ацетата натрия. Количество уксусной кислоты после нейтрализации составляет Hi, т/сут Очищенная фильтрованием от механических примесей уксусная кислота подвер гается центрифугированию. В результате промывок центрифуг водой образуется 20 сток А,-содержащий Во г/л уксусной кислоты. Далее ,7 т/сут-уксусной кислоты поступает на экстракцию этилацетатом в экстрактор, из которого отделяют нижнюю тяжелую фазу, содержащую 91,85 воды, 81 этилацетата и 0,15 уксусной, кислоты, и верхнюю легкую фазу - этилацетата, воды и уксусной КИСЛОТЫ, которую подвергают азеотропной ректификации в первой колонне при температуре верха 70-75°С, низа 122-130°С, флегмовое число 0,25, 40 т.т. Отделяемый дистиллят расслаивается в декантаторе с образованием в верхнем слое 45 этилацетата 97% и воды 3, который частично возвращают в виде флегмы в колонну, а в нижнем слое - воды и этилацетата Л 5 м /ч ), который подвергают взеотропной ректификации во второй колон не при температуре верха 80-85°С и . низа 9б-110°С, причем в эту же колонну направляют 30 м /ч тяжелую фазу после экстракции,этилацетатом. 6 Отделяемая в этой колонне вода образует сток В в количестве 600 м с содержанием уксусной кислоты 2 г/л. Дистиллят в количестве k м /сут, сс держащий 97 этилацетата и 3% воды, возвращают на экстракцию. Концентрированная, но не очищенная уксусная кислота, которая в виде кубового продукта образуется в первой колонне азеотропной ректифик ации в количестве 139,8 т/сут поступает на дистилляцию в колонну 3, температура 122 С, где выделяют ледяную 99,899, уксусную кислоту в количестве 137,8 т/сут, выход 97,3. Кубовые остатки, содержащие 60% уксусной кислоты и kO% маслообразных -веществ в количестве 3 разбавляют водой 1000 л, дистиллируют в четвертой колонне и 20-122°С ) с отбором уксусной кислоты (99, ) 3,77 т/сут, которую направляют на хранение (общий выт ход 99,86% ). После работы эту колонну промывают. В результате этого образу., . ется сток С в количестве 10 , содержащий 110 г/л уксусной кислоты. Далее стоки А и В разбавляют стоком С до концентрации уксусной кислоты 6,3 г/л, подщелачивают до рН 6,5 (2,6 т едкого натра/сут ) и-подвергают электродиалиэу при силе тока 1,5 А и напряжении 200 В. В электродиализе используют многокамерный электродиализатор с катионитовыми и анионито, выми мембранами типа ЭОУ НИИПМ- -ВрЯ-ник. Состав раствора, nocTynaipiSjerro на электродиализ, г/л: уксусн0 :йсг лый натрий 8,2; этилацетат 0,1,-. этиловый спирт - примеси;- остальное вода. Выходящая из электродиализатрра вода содержит 0,34 г/л ацетата натрия и сбрасывается в канализацию (допуС- , тимая норма ПДК 0,5 г/л), образующий. ся после диализа раствор ацетата натрия содержит его 10%, т.е. 5,1 т/сут возвращают в стадию нейтрализации. В таблице показаны данные с учетом влияния на общий выход уксусной.кислоты условий проведения электродиализа .

Исходная уксусная кислота

71006426, 8

Как видно из данных таблицы, изме- ков (снижение с 99|86 -ного выхода до нение условий электродиализа сказы- 95,),В сравнении с извествается 1опыг 1 и 2 i) на извлечений ным способом, выход уксусной кислоты уксусной кислоты из объединяемых сто- также повышается.

СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ путем нейтрализации исходной уксусной кислоты, содержащей серную кислоту и примеси, с помощью ацетата натрия, фильтрования и центрифугирования полученного раствора с последующей экстракцией его этилацетатом с разделением легкой и тяжелой фаз, из которых первую подвергают азеотропной .i ректификации с отделением гетёроазеотропа - этилацетата и воды, расслаивающегося на верхний слой этилацетата и нижний водный слой, ссдерж ий примеси этилацетата, подвергаемого совместно с тяжелой фазой от этилацетатной экстракции повторной азеотропной ректификации с отделением воды а кубовый продукт после первой азеотропной ректификации повторно ректифицируют с выделением ледяной уксусной кислоты, причем после стадии нейтрализации и центрифугирования проводят промывку водой, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью утилизации промывных вод и повышения выхода целевой кислоты, получаемые промывные воды совместно с водой., отделяемой после второй азеотропной ректификации, подвергают подщелачиванию до рН 6,3-7,7 и электродиализу на катионитовых и анионитовых мембранах при силе тока 1,5-2 А и напряжении 200-300 В с получением 8-12%-ного раствора ацетата натрия, который возвращают в стадию нейтрализации. Од J О)