Способ очистки фурфурола-сырца,содержащего терпеновые производные Советский патент 1984 года по МПК C07D307/48 

ГО

о ю Изобретение относится к усовершенствованному способу очистки фурфурола-сырца, содержащего тврпеновые производные. Известен способ очистки фурфурола сырца, содержащего терпеновь{е производные, -для получения фурфурола I и II сорта, заключающийся в том, что фурфурол-сырец очищают на трехколонном вакуум-ректификационном аппарате непрерывного действия со скорость отбора фурфурола I и II сорта 0,200,22 Cl 3. Однако в этом способе скорости от бора фурфурола I и II сорта равны. Примеси в фурфуроле-сырце, содержащем терпеновые производные,, такие как п-цимол, ,oi и р -пинены, Е-камфен d-лимонен, образуют с фурфуролом азеотропиые смеси, характеризуемые минимумом температуры кипения и поло жительным отклонением от закона Рауля . Азеотропные смеси во всех случаях являются по отношению к фурфуролу низкокипящими компонентами. Основная их масса (терпеновые про наводные) удаляется из системы на ст дии, предшествующей получению товарного фурфурола, а часть примесей odтается в обезвоженном фурфуроле. Эти примеси концентрируются на первой от гонной колонне и выводятся из колонн вместе с фурфуролом.в виде продукта II сорта. Экспериментально установлено, что с увеличением скорости отбора фурфурола II сорта возрастает его выход и, как следствие, снижается выход фурфурола I сорта (ГОСТ-10437-63) , исключается также возможность получения фурфурола высшего сорта, что подтверждается да ными табл. 1. :Таблица1 Продолжение табл,1 Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ очистки фурфурола-сырца, заключающийся в том, что фурфурол-сырац, содержащий терпеновые производные, попадает на питающую тарелку обезвоживающей колонны, работающей при остаточном давлении 50-100 мм рт, ст., полученный обезвоженньй фурфурол из куба колонны подают на питакмцую тарелку первой отгонной колонны, работающей при остаточном давлении 40-100 мм рт. ст,, пары фурфурола конденсирует в дефлегматоре, дистиллат разделяют на флегму и продукт, который отбирают в виде фурфурола II сорта со скоростью 0,21-0,26 и флегмовом числе 0,5-1, полученный кубовый продукт из колонны направляют на питающую тарелку второй отгонной колонны. Пары фурфурола конденсируют в дефлегматоре, дистиллат разделяют на флегму и продукт, который отбирают в виде продукта I сорта 2 . Недостатками данного способа являются низкий выход фурфурола I сорта 68,8% от общего выхода и невозможность получения фурфурола высшего сорта, так как только при реализации этого способа на 3-колонной установке возможно получить фурфурол высшего сорта. Цель изобретения - пЬвьшение качества целевого продукта и увеличение выхода очищенного фурфурола со второй колонны. Цель достигается тем, что фурфурол-сырец, содержащий терпеновые производные, подвергают обезвоживанию на обезвоживающей колонне при остаточном давлении 50-100 мм рт. ст. с последующе подачей обезвоженного фурфурола на питающую тарелку первой отгонной колонны, работающей при остаточном давлении 40-100 лм рт, ст и отбором фурфурола II Сорта в виде дистиллата со скрростью 0,130,14 , флегмовом числе 2-3 и подачей из кубовой части первой отгонной колонны фурфурола на питающую тарелку второй отгонной колонны и отбором фурфурола высшего сорта в виде дистиллата со скоростью 0,260,28 флегмовом числе 1-2, Пропесс осуществляется по следующей схеме. фурфурол-сырец, содержащий помимо фурфурола воду, терпеновые производ ные, метилфурфурол, поступает на питающую тарелку обезвоживающей колонны с дефлегматором, работающей под вакуумом, разрежение в системе 50,0100,0 мм рт. ст. Обогревается колонна с помощью выносных циркуляционных трубчатых подогревателей. Обезвожеиньй фурфурол, содержащий терпеновые производные и метилфурфурол, поступает из куба обезвоживающей колонны на питающую тарелку первой отгонной колонны. Колонна работдет под вакуyMOMj разрежение в системе 40,0100,0 мм рт. ст. Пары фурфурола совместно с парами азеотропной смеси фурфурол-терпеновые производные поступают в дефлегматор и конденсируют ся. В качестве дистиллата отбирают фурфурол II сорта. Скорость отбора фурфурала II сорта 0,13-0,14 флегмовое число 2-3. Из кубовой части первой отгонной колонны фурфурол. освобожденньЕй от терпеновых производных, поступает на питающую тарелку второй отгонной колонны с дефлегматором,- где он освобождается от метилфурДурола и нелетучих продуктов осмоления фурфурола. В качестве дистиллата отбирают фурфурол высшего сорта. Скорость отбора фурфурола высшего сорта 0,260,28 , флегмовое число 1-2. Отбор продуктов производится после охлаждения в холодильнике. Выход фур фурола высшего сорта составляет 80,0-81,0% от общего выхода товарного продукта. Пример. Фурфурол-сырец в количестве 300,0 л/ч содержащий,%: фурфурол 91,5; вода 5,2 терпеновые производные 1 {35; метанол 0,7; ме62 .4 ,тилфурфурол 1,20.и уксусная кислота 0,05 поступает на 8-мую питающую тарелку обезвоживающей колонны (п 12 шт.). Колонна работает под вакуумом, разрежение в верху колонны 0,90 кгс/см. Колонна обогревается с помощью выносного циркуляционного трубчатого подогревателя. Пары низкокипящих примесей (вода, метанол, азеотроп вода-фурфурол) конденсируются в дефлегматоре, и дистиллат в количестве 18,0 л/ч отбирается из флегмовой линии в виде головной фракции. Обезвоженный фурфурол, содержащий, %: фурфурол 97,52%; вода 0,30; терпековые производные 0,86; органические кислоты 0,04; метилфурфурол 15285, в количестве 282,0 л/ч из кубовой части обезвоживающей колонны подается на 15-тую питающую тарелку первой отгонной колонны (п 30 тарелок). Разрежение в верху колонны 0,92 кгс/см. Пары фурфурола совместно с парами азеотропкой смеси фурфурол-терпеновые производные поступают в дефлегматор и конденсируются. Дистиллат в количестве 52,08 л/ч отбирается в виде фурфурола II сорта. Скорость отбора фурфурола II сорта 0,435 .ч, флегмовое число 2„ Из кубовой части первой отгонной колонны кубовый продукт направляется на питающую тарелку второй отгонной колонны. Разрежение в верху колонны 0,95 кг/см, Пары фурфурола, освобожденного от основных примесей, поступают в дефлегматор и конденсируются. Дистиллат в количестве 208,52 л/ч отбирается в виде фурфурола высшего сорта. Фурфурол отвечает требованиям ГОСТ 10437-80 на продукт высшего сорта. Скорость отбора 0,268 , флегмовое число 1,8. Общий выход товарного фурфурола 87,5%- от поступившего фурфурола-сырца, выход фурфурола высшего сорта 80,1%, II сорта - 19,9%. Состав фурфурола высшего сорта, %: фурфурол 99,7.; вода 0,1-5; органические кислоты 0,04; метилфурфурол 0,11 (определен методом ГЖХ), плотность т ,1 Г, 160 г/см епоказатель преломления I ,526. Состав фурфурола II,сорта, %: фурфурол 97,85.; вода 0,5; органические кислоты 0,1; метилфурфурол 0,90; терпеновые производные 0,65 (определен методомГЖХ) , плотность 1,156 г/см , показатель преломления 1,520. В табл, 2 приведены данные по режимным по-казателям работы установки.

Как видно из данных табл. 2 для первой отгонной колонны при флегмовом числе 3,5-4,0 содержание фурфурола в продукте высокое, однако при снижении скорости отбора продукта снижается производительность колонны, а высокое флегмовое число 4 требует увеличенного расхода пара на процесс. Резкое снижение флегмового числа до 0,5-1,0 не позволяет получать продукт, соответствующий ГОСТу-1043780 на продукт высшего сорта. Поэтому оптимальным является выбранные пределы флегмового числа 2,0-3,0. Анализ работы второй отгонной колонны показывает, что при снижении флегмового числа до 0,5 в продукте высшего сорта появляютсй следы терпеновых соединений, что не приемлемо для фурфурола высшего сорта.

I

Как видно из данных табл. 3 для

второр отгонной колонны при скорости отбора фурфурола 0,26-0,28

при флегмовом числе 1-2 получают весь фурфурол высшего сорта от поступившего на колонну. Увеличение скорости указанных значений (0,285-0,29 ч) не позволяет получить продукт высшего сорта.

СПОСОБ ОЧИСТКИ ФУРФУРОЛАСЫРЦА, СОДЕРЖАЩЕГО ТЕРПЕНОВЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ, включакщий обезвоживание фурфурола-сырца и вакуум-ректификацию на двух отгонных колоннах с последующим выделением фурфурола отгонкой с первой и со второй колонн, отличающийся тем, что, с целью повышения качества целевого продукта и увеличения выхода фурфурола со второй колонны, отгонку фурфурола с первой колонны проводят со скоростью 0,13-0,14 и флегмовом числе 2-3, а со второй колонны - со скоростью 0,26-0,28 и флегмовом числе 1-2. (Л

колонне.

Первая отгонная колонна.

Таблица 3

В табЛо 4 приведены данные по на грузке на колонну по жидкости и времени пребьшания фурфурола в колонне.

Из табл. 4 следует, что с возраста- Из табл. 5 следует, что соответнием скорости отбора фурфурола 11 сорта ;ственно при уменьшении времени пребыи фпегмового числа возрастает количест- вания фурфурола в колонне снижаются

во фурфурола,единовременно находящего-общие потери фурфурола при вакуумся в колонне.Соответственно сн,ижаетсяректификации от 7,8% до нормативных

время пребывания фурфурола в колонне.6,8%.

С увеличением скорости- отбора фур- приведеншйс в табл. 5, а именно при |фурола II сорта растет его выход, скорости отбора 160 и флегмороскольку оказывается недостаточно 55вом числе 1,5 выход фурфурола II сорвремени для полного отделения приме-та возрастает до 26,2% от общего высей, сопутств мцих фурфуролу. Так,хода против 19-29% при оптимальных при наихудших условиях ректификации,условиях.

Таблица 4

Т а б л и ц. а 5 В табл. 6 приведены данные о влиянии режима-работы первой отгонной

показывают, что максимальный общий выход фурфурола, равный 87,5,может быть получен при скорости отбора фурфурола II сорта 0,13-0,14 м ч..25

Вторая- отгонная колонна.

Нагрузка на колонну 231 л/ч, отбор высшего сорта 209,5 л/ч при оптимальных условиях: удельная скорость отбоИз табл. 8 следует, что в резуль-табл, 3. На величину дополнительтате увеличения количества жидкости потерь снижается соответственв колонне несколько возрастают потерино относительный выход фурфурола

фурфурола от осмоления. Приведенныевысшего сорта от общего выходанные следует прибавить к данным-да.

Таблица 6

1 + 2 . .

число 19 J.

в табл. 7, составленной для второй отгонной колонны и аналогичной табл.2,, следует5 что и в этой колонне по мере возрастания скорости отбора дистиллата и флегмового числа увеличивается количество жидкости в колонне и снижается время пребывания фурфурола в колонне.

Таблица 7 колонны на общий выход фурфурола OT-I сырца, как это следует из данных табл.5 .

При данной запредельной скорости удельного отбора и любом флегмовом числе высший сорт получить невозможно, так как в дистиллят переходят высококипящие примеси, как следствие чрезмерно увеличенного его отбора. И, наконец, из табл. 7 и 8 еледует, что увеличение флегмового числ за указанные пределы, а значит и рас хода греющего пара не оказывает поло жительного влияния на выход фурфурол высшего сорта, что также свидетельствует об.обоснованности выбранных пределов параметров режима вакуумректификации фурфурола-сьфца. Фурфурол относится к термолабнль ным органическим соединениям и при температуре окисления 161, (760 мм рт. ст.) (и бодее высоких) способен к конденсации, приводящей к образованию смолистых темноокрашенных веществ. .

Таблица 8 Поэтому для снижения температуры кипения, а значит и потерь от осмоления, процесс ректификации фурфурола-сырца проводят при пониженном давлении. Этот параметр выбирается как можно ниже, в пределах реально достижимых в практических условиях производства, Преимуществом предлагаемого способа по сравнению с известным является возможность получения фурфурола высшего сорта с выходом - 80%, согласно прототипу получают только фурфурол 1 сорта с выходом 68,8%.