Способ выделения фурфурилового спирта из продуктов гидрирования фурфурола Советский патент 1983 года по МПК C07D307/44 

ел ел

о

САЭ Изобретение относится к усовер. шенствоваиному способу выделения Фурфурилового спирта из продуктов гид рирования фурфурола„ Фурфуриловый спирт широко используется в производстве полимерных материалов, как ингредиент связующего вещества для литейных стержней, как основа для кор розионно-стойкой смолы Известен способ ij выделения фурфурилового спирта из продуктов гидрирования фурфурола методом азеотропной дистилляции, процесс проводится в три стадии, причем на первой отгоняется сильван и вода, эти продукты разделяются и получаемый сильван, подвергнутый очистке на специальной колонне, как азеотропный агент, повторно используется в процессе дистилляции, на второй стадии подвергается дистилляции под пониженным давлением (25 мм рт,стс) , смесь фурфурола, Фурфурилового спирта и высокО кипящих компонентов; здесь фурфурйловый спирт освобождается от фурфурола и на третьей стадии Фурфуриловый спирт очищается от высококипящих компонентов и смол путем ректификации под пониженным давлением (25 мм рт„ст„). Качественные показатели Фурфурилового спирта, мас.: Фурфуриловый спирт 98,7 ТГФС (тетрагидроФурфуриловый спирт) 0,5 Фурфурол0,8 Недостатком указанного способа явля ется высокая концентрация фурфурола в целевом продукте до 0,8 нас Л, Кроме того, отгонка Фурфурилового спирта на первой стадии при атмосферном давлении приводит к потерям фурфурилового спирта за счет смолообразо вания (температура в кубе обезвоживающей колонны 170-180 0), Фурфуриловый спирт относится к термически нестойким, продуктам, при высоких температуpax образуются смолистые вещества Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ выделе;ния фурфурилового спирта из продуктов гидрирования фурфурола, заключающийся в том, что Фурфуриловый спирт-сырец (гидрюр), содержащий кроме фурфурилового спирта сильван, воду, фурфурол и тяжелые продукты, смешивают с водой в количестве 20% от гидрюра 1и насосом подают на питающую тарелку обезвоживающей колонны, работающей при остаточном давлении ЮбНЭО гПа и с флегмовым числом 8-10 с последующим от6о1ром головной фракции, содержащей сильван, воду, фурфурол как легкокипящие компоненты при скорости 0,10-0,16 MVM ч и температуре верха колонны 70-80 Со Фурфуриловый спирт и высококипящие примеси выводят из куба обезвоживающей колонны и направляют во вторую отгонную колонну, работающую при остаточном давлении 60-100 гПа, и отбирают Фурфуриловый спирт при скорости 0,310-0,320 м и флегмовом числе 0,5-1,0, а головную фракцию, содержащую до 801 Фурфурилового спирта, направляют в колонну для регенерации Фурфурилоёого спирта. По данной технологии получают фурфуриловый спирт следующего состава, масД: Фурфуриловый 98,5; Фур фурол 0,6; вода 0,5 zj. Недостатком известного способа является то, что при расходе воды, поДаваемой с гидрюром в первую колонну ё 20% от объема гидрюра, не обеспечивается более полное освобождение фурфурилового спирта от фурфурола и воды, а содержание фурфурилового спирта в головной фракции составля- . ет 60% из-за неудовлетворительного разделений головных примесей и целевого продукта даже при флегмовом числе 8-10, Это обусловливает необходимость в регенерации фурфурилового спирта и приводит к значительному удельному расходу тепла как на образование , флегмы, так и на последующую регенерацию. Кроме того, примесь фурфуро ла составляет 0,6%, а содержание целевого продукта 98,5% Цель изобретения - упрощение процесса путем исключения одной стадии ректификации и снижения энергозатрат, а также повышение качества целевого продукта за счет уменьшения содержания фурфурола. Поставленная.цель достигается тем, что выделение фурфурилового спирта из продуктов гидрирования фурфурола путем ректификации проводят в две стадии, причем на первой стадии осуществляют подачу воды с температурой АО50 С в верхнюю часть колонны в количёстве 12,0-И,5% от веса сырья и процесс ведут при остаточном давлении 53,0-80,0 гПа с отбором головной фР51Кции при скорости О,Oj-0,05

/м ч, флегмовом числе 1-2, а на вто рой стадии осуществляют отбор целевого продукта при скорости отбора 0,200-0, м/м ч, флегмовом числе 1-2 и давлении 53,0-67,0 гПа.

Процесс осуществляют следующим обраэомо

Фурфуриловый спирт-сырец, содержащий кроме фурфурилового спирта сильван, воду, фурфурол, тетрагидрофурфуриловый спирт, направляют на питаю цую тарелку (езвоживающей колонны, работающей при давлении 53,0-80,0 гПа

Ректификацию на этой стадии произ- водят при пониженном давлении с целью сократить до минимума образование продуктов осмоления фурфурилового спирта в колонне. Пределы остаточного давления а колонне выбирают экспериментально с учетом реальных возможное тай вакуумирования ректификационных колонн на производстве.

.Легколетучие примеси фурфурилового спирта концентрируются в верхней чйсти колонныо Это обусловливает подачу подогретой воды в верхнюю часть колон ны. Вода при температуре по.дается в количестве 12,,5% от :сырья. Количество воды определяется условиями выделения фурфурола и других легколетучих продуктов (например сильвана в виде азеотрЬпов с водой - фурфурол-вода, сильванвода и дро .Экспериментально установленное количество воды обеспечивает возможность совмещения на первой стадии процессов освобождения фурфурилового спирта-сырца от всех легколетучих продуктов и его обезвоживания. 0(5разование азеотропов с минимумом температуры кипения позволяет одновременно снизить содержание фурфурилового спирта в головной фракции. При температуре верха колонны 30-3бс скорости 0,ОА- i 0,05 и флегмовом числе 1-2

отбирают дистиллят, содержащий азеотропы летучих примесей, и небольшое количество фурфурилового спирта. Из куба колонны выводят обезвоженный фурфуриловый спирт, содержащий не более 0,100 воды и фурфурола .и направляют на питающую тарелку отгонной колонны, работающей при давлении 50,0-67,0 гПа,

При температуре верха колонны 91-95°С при скорости 0,200-0, MV /м ч и флегмовом числе 1-2 отбирают в виде дистиллята чистый фурфуриловый спирт. ,

Состав дистиллята, мас.%; вода 0,016, фурфурол 0,022, фурфуриловый спирт 99,90, ТГФС 0,062. Выход фурфурилового спирта от сырца 90,0%. Расход пара 0,7 т на 1 т товарного . продукта.

Оптимальная величина скоростей отбора и флегмовых чисел обусловлена реально-возможным составом гидрюра (фурфурилового спирта-сырца), поступающего на очистку с целью получения товарного фурфурилового спирта.

Согласно практики работы предприятий промышленности показано, что в гидрюре содержание фурфурола колеблется в пределах О,5-Ц2%, сильвана 0,,12%. Превышение содержания данных примесей в гидрюре выше указанных пределов не допускается. Этим и объясняется выбранный диапазон параметров процесса ректификации.

По существупцей в промыишенности технологии гидрпр перед ректификацией смешивается с водой и затем подается на колонну (количество воды 20% от питания) , По данному способу расход воды на гидроселекцию обусловливается составом гидрюра и рассчитывается по составам азеотрогк в вода-фурфурОл и вода-сильван.

Выбранный диапазон иллюстрируется данными табл. t. ,

Таблица 1

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ФУРФУРИЛОВОГО СПИРТА ИЗ ПРОДУКТОВ ГИДРИРОВАНИЯ ФУРФУРОЛА ректификацией фурфурилового спирта-сырца с подачей воды на первой стадии и отбором целевого . продукта, о т л-и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения процесса и повышения качества целевого продукта, ректификацию проводят в две стадии, причем подачу воды с температурой Ш-50 с осуществляют в обезвоживающую колонну в количестве 12-1А,5 от веса сырья и ректификацию проводят при остаточном давлении 53,0-80 гПа с отбором головйой фракции при скорости 0,,05 /н ч и флегмовом числе 1-2, а на второй стадии ректификацию проводят при остаточном давлении ,0 гПа с с отбором целевого продукта при скорости отбора 0,200-0, и (Л флегмовом ч.исле 1-2,

12,06 18,72

12,7

И.5

И,О

13,5

Данные, представленные в табл. I, рассчитывают следующим образом. При концентрации фурфурола в гидрюре 1,0 и сильвана 0,04 для образования азео тропов вода-фурОУРОл (содержание фурфурола 35,2°;) и вода - сильван /содержание сильвана ,3% необходиМО 17+18 мл 35 мл водып Головную фракцию необходимо выводить в виде нерасслаивающейся жидкости., Для этого, учитывая растворимость фурфу0ола в воде 8,0-8,5 при 20°С, вводится избыток воды для получения 8 -ного раствора„ В сумме на гидроселекцию необходимо ввести 58,75 мл воды или k% от веса питания„

Пределы давления, указанные в формуле изобретения, выбраны, исходя из следующих соображений

Дли обезвоживающей колонны необходимо понизить давление до 5380 гПа (т„кип„ Зб-40 С вверху колонны, 90-100 С в кубе колонны),, более глубокого разрежения в колонне не требуется, так как понижение температуры вверху колонны потребует специального охлаждения воды, подаваемой в дефлегматор, для исключения потерь головной фракции в вакуумную линию.. При выбранном давлении заметного осмоления фурфуриловый спирт в fcy6e колонны не претерпевает

Температура кипения веществ определяется остаточным давлением в системе, поэтому в формуле приведены только данные по давлению,

Для отгонной колонны пределы остаточного давления выбраны с учетом реальных возможностей вакуумирования ректификационных колонн на про. изводстве без использования прецизионной вакуумной техники Расширения диапазона давления не требуется

Пример 1 Фурфуриловый спиртсырец, содержащий, %: сильван 0,0if; вода 1,77; Фурфурол 1,02; фурфуриловый спирт 96.41: тетрагидрофурфурилового спирта (ТГФС) - 0,06 и пентадиолов - 0,09) в количестве 420,0 мл/ч подают на питающую - двенадцатую тарелку обезвоживающей колонны (число тарелок 20), работающей при остаточном давлении в колонне 60 гПа В верхнюю часть обезвоживающей колонны подают воду, подогретую до 55С в количестве 60 мл/ч„ При температуре 36 С вверху колонны со скоростью 0,04 и флегмовом числе 2 отбирают головную фракцию в количестве 84 мл/ч„ Головная фракция имеет состав, сильван 4,70; вода 78,70 фурфурол 5,03 и фурфуриловый спирт 11,57 масо Обезвоженный фурфуриловый спирт в количестве 396,0 мл/ч, содержащий, вода 0,013, Фурфурол 0,020, фурфуриловый спирт 99,80, ТГФС 0,0б5; пентадиолы 0,098 поступает на питающую тарелку отгонной колонны (число тарелок 20), работаюи ей при остаточном давлении в колонне 40 мм (53,0 гПа),

При температуре вверху колонны 91 С при скорости 0,22 ч и флегмовом числе 1 отбирают фурфуриловый спирт заданной степени чистоты в количестве Зб5 мл/ч

Состав фурфурилового спирта, вода 0,016; фурфурол 0,022;, ТГФС 0,062, фурфуриловый спирт99,90

Состав всех продуктов определяют газовым хроматографом

Зависимость качества фурфурилового спирта От режима показателей работы ректификационной установки дана в табЛо 2 о

Г ТХ

rf

оо

см ff

аvO

оо ;г 1Л см о о

о

сооо

хО

eg

см

о о

оооо

vO

i

оо

f

СП

ОЛ

г оч

o г

сг г

хл

п

vO

г

гм

о о

чО 1Л

п см гг

о

о гз

о

о

сэ

«

«ъ

«ъ

о

о

о м

сэ

о®

см см

о о

о о

о

о

яь О

оо

о г

о см

ш

1Г О

ъ

А

см

о

г

г

(П о см см pTi ,- о Г чО

чО см

1Л см смсмсм-«-

о

ГЧ

-3см

со

г оо

1Л г

г

чО

о

сэ

VO

оо

г

см см«-

rv.

1Л

о

см

1Л

о с

h

ч

оо

- о

о

о

о

о

о о

ъ

ч

«

о

оо

о

о

ITk

1Г

о

о

О

Р-

ол

1Л

со

1Л

о

ч

v Г

о

о о

о ITk су оо о 1Л

м -

. -3о о

о

о о о с

9105750310

Предлагаемый способ позволяет yrt- жание фурфурилового спирта, уменьростить процесс путем исключения од- шить содержание фурфурола в ценой стадии ректификации и снижения левом продукте и удешевить проэнергозатрат, а также повысить содер- цесс.