Способ выделения муравьиной и уксусной кислот Советский патент 1986 года по МПК C07C51/44 C07C53/02 C07C53/08 

Изобретение относится к способам выделения муравьиной и уксусной кислот из водных растворов химического производства, широко используемых в различных отраслях промышленности и народного хозяйства.

Целъ изобретения - снижение энер-гетических и капитальных затрат путем использования на стадии отгонки воды и ректификации уксусной кислоты, добавок децилового спирта.

На чертеже дана схема процесса. Способ осуществляют следующим образом.

Водный раствор муравьиной и уксусной кислот, выделенный из фракций оксидата прямогонньгх фракций бензина, подают в колонну I обезвоживания. Обезвоживание раствора осуществляют при температуре верха колонны 100,1°С, низа 112,, в присутствии 0,2-0,4 мас.% децилового спирта. Конденсат из колонны подают в флорентину 4, в которой отделяют органический слой децилового спирта. Кубовый остаток колонны обезвоживания подают на тарелку питания колонны 2 выделения муравьиной кислоты, температура перха которой 60,, низа 75,5°С,,В виде дистиллята из . колонны отбирают .98-99%-ную муравьиную кислоту. Кубо-вую жидкость из колонны смешивают с дециловым спиртом, отделенным во флорентине, и подают на тарелку питания колонны 3 выделения уксусной кислоты, температура верха которой 106 С, низа 118,. Дистиллят из колонны, содержаишй дециловый спирт, муравьиную, уксусную кислоты и воду, .возвращают на стадию обезвоживания. Из куба колонны выводят 99,9%-ную уксусную кислоту.

Для получения сопоставимых результатов на одном и том же сырье проводят опыт в известных условиях,, Исходный водный раствор имеет следующий состав, %: вода 30,0, муравьиная кислота 13,0; уксусная кислота 57,0.

Пример 1 (известный). Водный раствор указан юго состава подают в колонну обезвоживания эффективностью 25 теоретических тарелок. Параметры ректификации: флегмовое число 7-7,5, температура верхнего отбора 100,, температура низа 112,2°С. В этой колонне высота слоя

иаслдки ) м и пмгота якгжналешчюй тооретнческой ступени разделения ВЭТ 0,2 м. Выделенную Родную смесь муравьиной и уксусной кислот с содержанием воды не более 5-7% направляют в колонну выделения муравьиной киглоты эффективностью 45 теоретических тарелок, и работающую при 200 мм рт.ст. 99%-ную муравьиную кислоту отбирают в виде дистиллята. Параметры ректификации: флегмовое число 8, температура отбора верхнего продукта 60,5-61,0°С, температура кубовой жидкости 75,, Высота слоя насадки 9 мм и ВЭТС 0,2 м, кубовую жидкость из этой колонны подают в третью колонну эффективностью 35 теоретических тарелок работающую при атмосферном давлении. 99,9%-ную уксусную кислоту отбирают из куба, колонны. Параметры ректификации: флегмовое число 5-8, температура отбора дистиллята 106°С, температура кубовой жидкости 118°С. Высота слоя насадки 7 м, ВЭТС 0,2 м. Дистиллят, получаемый в этой колонне, присоединяют к исходной водной смеси муравьиной и уксусной кислот, поступаемой на обезвоживание.

Пример 2. Водную смесь, содержащую муравьиную и уксусную кислоты указанного состава, подвергают ректификации в трех последовательно расположенных колоннах при параметрах, как и в примере I. Отгонку воды в обезвоживаюп1ей колонне ведут в присутствии 0,3 мае % децилового спирта до содержания воды в кубовой части 3,0 мас.%. Получаемый дистиллят подают во флорентину, где разделяют водный и органический слои Органический слой, содержащий дециловый спирт, подают в колонну выделения уксусной кислоты. Колонна 1 обезвоживания имеет 25 теоретических тарелок, высота эквивалентной теоретической ступени 0,11 м, высота насадки 2,75 м при той же эффективности разделения смеси. Кубовый остаток колонны I обезвоживания, содержаний, %: вода 3,0, муравьиная кислота 23,0, уксуснчя кислота 74, подают на тарелку питания колонны 2 выделения муравьиной кислоты, котора имеет 45 теоретических тарелок, ВЭТС 0,2 «, высота насадки 9 м. 98-99%ная муравьиная кислота отбирается в виде дистиллята. Кубовая жидкость

.из данной колонны состава, %: вода 30, муравьиная кислота 12,0; уксусная кислота 85,0 поступает в колонну 3 выделения уксусной кислоты, К кубовой жидкости предварительно добавляют дециловый спирт из флорентины. Колонна имеет 35 теоретических тарелок, ВЭТС 0,11 м, высота насадки 3,85 м. Дистиллят колонны, содержащий муравьиную, уксусную кислоты, воду и дециловый спирт, возвращают на питание колонны обезвоживания. Из куба колонны отбирают 99,9%-ную уксусную кислоту.

Следутощие примеры осуществляют в условиях примера 2 при изменении содержания децилового спирта в смеси.

Результаты испытаний приведены в табл.1 (примеры 5, 6, выходят за пределы оптимальных значений; материальный баланс примеров 1-6 - в табл.2)

За пределами оптимальных концентраций децилового спирта в смеси (ниже 0,2%) не достигается достаточного повышения эффективности массообмена и, как следствие, недостаточно снижение высоты эквивалентной теоретической ступени разделения,

Превышение концентрации вьшге 0,4% не дает того же положительного эффекта и нецелесообразно с эконо

Ь856(4

мической точки зрения.

Предлагаемый способ позволяет iroвысить эффективность массообмена и, как следствие, снизить высоту эквивалентной теоретической ступени разделения по сравнению с известным в ,7,В раза. При этом пропорционально снижается высота насадочного слоя колонны, что позволиГ сократить Q металлоемкость и энергоемкость процесса на 25,7 и 2% соответственно.

Формула изобретения

5 Способ выделения муравьиной и уксусной кислот из водного раствора путем отгонки воды в ректификационной колонне при атмосферном давлении до содержания воды в кубовой жидкос20 ти не более 5-7 мас.% с последующим выделением муравьиной кислоты ректификацией при 200 мм рт.ст,, а затем при атмосферном давлении - уксусной -отличающийся

25 тем, что, с целью снижения энергетических и капитальных затрат, отгонку воды ведут в присутствии 0,20,4 мас.% от исходного водного раствора децилового спирта с последующим

30 отделением его от конденсата, вводом в состав питания процесса ректификации уксусной кислоты и возвратом на стадии отгонки воды с дистиллятом.

Таблица 1

Изобретение касается низших жирных кислот, в частности способа вьщеления муравьиной (МК) и уксусной (УК) кислот, широко используемых в различных отраслях промьппленности. Снижение энергетических и капитальных затрат достигается проведением отгонки воды и ректификации УК в присутствии децилового спирта (ДС). Сначала ведут обезвоживание водного раствора МК и УК (выделенного из фракции оксидата прямогонных фракций бензина) в присутствии 0,2-0,4% ДС при 100,PC верха колонны и 112, ;низа. Конденсат отгона разделяется па органический ДС и водный. Кубовый продукт как питание подают во вторую колонну выделения МК, дистиллят которой является 98-99%-ной УК, а кубовую жидкость после добавления ДС, вьщеленного в колонне обезвоживания, § направляют как питание в следующую третью колонну для выделения УК. (Л Дистиллят третьей колонны - водный раствор УК, МК и ДС возвращают в первую колонну, а из куба выводят 99,9%-ную уксусную кислоту. Металлоемкость и энергоемкость снижаются на 25,7 и 2% соответственно. 1 ил. 2 табл. ю О5 00 ел 05 4

1

извест ый)

0,2

2

0,3

0,11

.3 4 5 6

0,12 0,2 0,4 0,11 0,14 0,1 0,6 0,11

7

3,85

А,2

3,85

4,9

3,85

Дистиллит 1

::i

X

Пиша Huei

Дисгпи/1- остаток 1 i

йГПЗ

Ж

KgSodtiu. остатокS

Декано/r

Вода

Листилпит2

Fl

X

Нубовш

«см

11

Питание