Способ выделения сложных эфиров уксусной кислоты с алифатическими спиртами С @ -С @ из азеотропных смесей эфир-спирт-вода Советский патент 1991 года по МПК C07C67/48 B01D3/40 

1

(21)4694122/04 (22)22.05.89 (46)30.06.91. Бюл. №24

(71)Ленинградский технологический институт им. Ленсовета

(72)И, Б. Ситняковский, А. А. Гайле, Л. В. Семенов и 3. Г. Гасанов

(53)547.292.07(088.8)

(56) Патент США 4379028, кл. В 01 D 3/40, 203-51, опублик. 1983.

(54)СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ С АЛИФАТИЧЕСКИМИ СПИРТАМИ Ci-C4 ИЗ АЗЕОТ- РОПНЫХ СМЕСЕЙ ЭФИР-СПИРТ-ВОДА

(57) Изобретение относится к эфирам уксусной кислоты, в частности к выделению слож- ных эфиров уксусной кислоты с алифатическими спиртами С-|-С4 из азеот- ропных смесей эфир-спирт-вода. Цель - по- вышение концентрации эфиров в дистилляте. Выделение ведут экстрактивной ректификацией в присутствии гексаме- тилтриамида, фосфорной кислоты ф-лы (СНз)21М з при массовом отношении 1:1-3 с получением дистиллята, содержащего эфир, и кубового остатка перегонки Концентрация сложного эфира в дистилляте 94,0-98,9%. 2 табл.

Изобретение относится к химической технологии, в частности к производству сложных эфиров карбоновых кислот, применяемых в качестве растворителей, и может быть использовано.при выделении ацетатов алифатических спиртов Ci-Oi из их водных азеотропных смесей.

Цель изобретения - повышение концентрации сложного эфира в дистилляте, выделяемом в процессе перегонки азеотропной смеси эфира со спиртом и водой.

Изобретение поясняется следующими примерами.

П р и м е р 1. Азеотропную смесь состава мас.%:этилацетат82,6,этанол 8,4 и вода 90, в количестве 30,0 г загружают в циркуляционный прибор отмера и туда же добавляют 70,0 г гексаметилтриамида фосфорной кислоты (ГМФТА) массовое соотношение растворитель - сырье 2,331. Смесь выдерживают при флегмовании в течение 3 ч, после чего отбирают пробы паровой и жидкой фазы, которые анализируют методом газожидкостной хроматографии. Состав паров, мас.%: этилацетат- 93,92, этанол 2,85, вода

3,23; состав жидкости, мас.%: этилацетат 80,54, этанол 9,60, вода 9,86. Коэффициенты относительной летучести паров бинарной смеси этилацетат - этанол ар 3,93. Аналогичным способом определяют коэффициент относительной летучести смесей спирт Ci- С4 ацетатспирта в присутствии растворителя.

Результаты приведены в табл 1.

Пример 2. В куб насадочной ректификационной колонны эффективностью 20 теоретических тарелок, снабженной компенсационным обогревом, загружают 44,9 г смеси этилацетат - этанол - вода азеотропного состава В верхнюю часть колонны из мерной емкости со скоростью 0,5 г/мин подают ГМФТА с температурой 80°С. Общее количество ГМФТА составляет 70,0 г (массовое соотношение растворитель- сырье 1,56:1). Отбор дистиллята начинают после полного смачивания насадки растворителем (при появлении растворителя в кубе колонны) и завершают при полном исчерпывании растворителя Через 140 мин после начала отбора дистиллята выход его

сл

с

о

СЛ

ю

со ю о

оставляет 37,3 г при составе, мас.%: этила- цетат 96,0, этанол 1,96, вода 2,04. Кубовый статок в количестве 7,6 г содержит (мас.%): тилацетат 16,8, этанол 40,0, вода 43,2, что оответствует степени извлечения этилаце- ата96,5%.

П р и м е р 3. Процесс экстрактивной ректификации проводят в тех же условиях, что приведены в примере 2, Однако ГМФТА подают со скоростью 0,32 г/мин и общее количество его составляет 44,9 г (массовое соотношение растворитель - сырье 1:1). Через 140 мин после начала отбора дистиллята выход его составляет 37,8 г при составе, мас.%: этилацетат 94,8, этанол 2,6, вода 2,6; кубовый остаток весом 7,1 г содержит, мас,%: этилацетат 17,6, этанол 39,3, вода 43,1, что соответствует степени извлечения этилацетата 96,6%.

П р и м е р 4. Процесс экстрактивной ректификации проводится в условиях по примеру 2, однако ГМФТА подают со скооо- стью 0,96 г/мин в количестве 134,7 г (массовое соотношение растворитель - сырье 3:1). Через 140 мин после начала отбора дистиллята выход его составляет 36,9 г при составе, мас.%: этилацетат 97,0. этанол 1,7, вода 1,3. Кубовый остаток массой 8,0 г содержит, мас.%: этилацетат 16,2, этанол 39,3, вода 44,5, что соответствует степени извлечения этилацетата 96,5%.

П р и м е р 5. Экстрактивную ректификацию проводят в условиях примера 2, однако ГМФТА подают со скоростью 0,64 г/мин в количестве 89,8 г (массовое соотношение растворитель-сырье 2:1). Через 140 мин после начала отбора дистиллята выход его составляет 37,05 г при составе, мас.%: этилацетат 96,6, этанол 1,82, вода 1,58. Кубовый остаток весом 7,85 г содержит, мас.%: этилацетат 16,5, этанол 39,5, вода 44,0, что соответствует степени извлечения этилацетата 96,5%.

П р и м е р 6, Азеотропную смесь состава, мас.%: метанол 18,7, метилацетат 81,3, в количестве 44,9 г загружают в куб насадоч- ной ректификационной колонны эффективностью 20 теоретических тарелок., снабженной компенсационным обогревом. В верхнюю часть колонны из мерной емкости со скоростью 0,5 г/мин подают ГМФТА при температуре 60°С. Общее количество ГМФТА составляет 70,0 г (массовое соотношение растворитель - сырье 1,56:1), Отбор дистиллята начинают после полного смачивания насадки растворителем (при появлении растворителя в кубе колонны) и завершают при полном исчерпывании растворителя. Через 140 мин после начала отбора дистиллята выход его составляет 35,7

г при составе, мас.%: метилацетат 98,6, метанол 1,40. Кубовый остаток весом 9,2 г содержит, мас.%: метилацетат 14,1, метанол 85,9, что соответствует степени извлечения

метилацетата 96,5%.

П р и м е р 7. Азеотропную смесь в количестве 44,9 г состава, мас.%: пропила- цетат 76,0, пропанол 13,0, вода 11,0,.разделяют экстрактивной ректификацией в

0 условиях примера 6 при массовом соотношении растворитель - сырье 1,56:1, причем ГМФТА подают при 85°С. Через 140 мин после начала отбора дистиллята выход его составляет 34,7 г при составе, мас.%: про5 пилацетат 94,8, пропанол 2,81, вода 2,39, Кубовый остаток весом 10,2 г содержит, мас.%: пропилацетат 11,8, пропанол 47,3, вода 40,9. что соответствует степени извлечения пропилацетата 96,5%.

0 ПримерЗ. Азеотропную смесь в количестве 44,9 г состава, мас,%: бутилаце- тат 81,0, бутанол 13,0, вода 6,0, разделяют экстрактивной ректификацией при тех же условиях, что приведены в примере 6 (мас5 совое соотношение ГМФТА - сырье 1,56; 1), причем ГМФТА подают при 95°С. Через 140 мин после начала отбора дистиллята количество его составляет 37,35 г при составе, мас.%: бутилацетат94,0%, бутанол 2,42, во0 да 3,58. Кубовый остаток весом 7,55 г содержит, мас.%: бутилацетат 17,0, бутанол 64,8, вода 18,2, что соответствует степени извлечения бутилацетата 96,5%.

Результаты экстрактивной ректифика5 ции по примерам 2-8, так же как и результаты разделения азеотропных смесей при других, чём в примерах 2-8,. количествах растворителя приведены в табл. 2. Там же имеются сравнительные данные в случае ис0 пользования в качестве растворителя диме- тилформамида.

Данные, представленные в табл. 1 показывают, что в присутствии гексаметилфос- фортриамидакоэффициенты

5 относительной летучести для всех разделяемых смесей при различных соотношениях растворитель - сырье значительно выше, чем для диметилформамида. Следовательно, предложенный растворитель обладает

0 более высокой селективностью по отношению к азеотропным смесям спирт - ацетат-соответствующего спирта, что и подтверждают результаты экстрактивной ректификации, приведенные в табл. 2, Для всех

5 исследованных смесей при практически одинаковой степени извлечения сложного эфира (96,4-96,7%) использование в качестве растворителя гексаметилфосфортриами- да позволяет достичь более высокой концентрации сложного эфира в дистилляте

(94,0-98,9), чем при использовании диме- тилформамида (83,9-88,9), причем в первом случае содержание спирта в дистилляте Значительно ниже, чем во втором (табл. 2).

Формула изобретения

Способ выделения сложных эфиров уксусной кислоты с алифатическими спиртами из азеотропных смесей эфир-спиртвода экстрактивной ректификацией в присутствии селективного растворителя с получением дистиллята, содержащего эфир, и кубового остатка перегонки, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения концентрации эфиров в дистилляте, в качестве растворителя используют гексаметилт- риамид фосфорной кислоты, формулы (СНзЬ N , при массовом отношении

растворител ь - азеотро п ная смесь 1-3:1.

Таблица 1