Способ очистки уксусного ангидрида Советский патент 1992 года по МПК C07C53/12 

Изобретение относится к усовершенствованию технолоши производства уксусного ангидрида пиролизом уксусной кислоты, конкретно к его химической очистке от окисляемых примесей.

Уксусный ангидрид, получаемый указанным путем на Ферганском ПО Азот, Энгельсском ПО Химволокно и Ереванском ПО Поливинилацетат, содержит окисляемые примеси неустановленной структуры и не соответствует требованиям ГОСТ 21039-75 по показателю расход марганцовокислого калия не более 50 мг КМпОз/ЮОсм продукта. Для неочищенного уксусного ангидрида этот показатель колеблется в пределах 120-180 мг КМпОз/ЮО см продукта. После очистки путем ректификации названный показатель составляет

60-90 мг KMn04/100 CMJ продукта. Использование такого уксусного ангидрида при получении ацетатов целлюлозы и других продуктов приводит к ухудшению их качества.

Очистку уксусного ангидрида от примесей окисляемых веществ не удается осуществить путем ректификации. Как правило, ее проводят химическими методами. По одному из них применяют диоксид марганца или перекись бензоила 1. К недостаткам способа относятся технологические неудобства, связанные с применением нерастворимого реагента и необходимостью удаления или утилизации образующейся бензойной кислоты.

Другой способ основывается на обработке уксусного ангидрида маргачцовокисVJ

сл ю

00

CJ

го

лым калием 2. Процесс проводят в периодическом режиме при 50-70СС. Расход окислителя 1,2-2,2 кг/т продукта. Недостатком способа является применение твердого окислителя, что делает процесс малотехнологичным и небезопасным.

Наиболее близким к изобретению является способ очистки уксусного ангидрида 3, который выгодно отличается тем, что вместо твердого марганцовокислого калия применяется его раствор в уксусном ангидриде и процесс проводят в непрерывном режиме. При приготовлении раствора окислителя вводят добавки полиэтиленгликоля и натриевых солей алкилсульфокислот, выпускаемых под названием Волгонат. В процессе дистилляции уксусного ангидрида раствор окислителя подается в куб или верх колонны. Наряду с положительными сторонами данный способ, как и описанные выше, имеет тот недостаток, что применяемый окислитель в процессе взаимодействия с окисляемыми примесями образует новые побочные продукты в виде твердых соединений калия и марганца, чем усугубляется проблема экологии и отходов.

Цель изобретения - упрощение технологии и уменьшение отходов и загрязнения окружающей среды в процессе химической очистки уксусного ангидрида от окисляемых примесей.

Цель достигается тем, что уксусный ангидрид очищают в процессе его ректификации или дистилляции путем непрерывного дозирования концентрированной перекиси водорода, в частности в виде 30-50%-но- го раствора, в колонну. Процесс проводят в присутствии 1-3 г нитрата аммония на 1 т очищаемого продукта при 100-145°С, атмосферном или пониженном давлении и времени контакта 3-30 мин. Количество перекиси водорода рассчитывают, исходя из содержания окисляемых примесей в очищаемом уксусном ангидриде. В основном расход 40%-ной перекиси водорода не превышает 0,4-0,6 л/т продукта.

Такое небольшое количество водного раствора уменьшает концентрацию уксусного ангидрида лишь незначительно. Найдено, что процесс удаления окисляемых примесей путем окисления их перекисью водорода в случае уксусного ангидрида в присутствии нитрата аммония протекает более эффективно по сравнению с процессом в уксусной кислоте. При проведении процесса высокие показатели очистки уксусного ангидрида могут быть достигнуты при значительно меньшем времени реакции Очищенный при оптимальных условиях уксусный ангидрид имеет показатель расхода марганцовокислого калия не более 30 мг/100 см продукта. В промышленных условиях процесс может осуществляться либо в колонне ректификации смеси уксусного

ангидрида и уксусной кислоты с подачей перекиси водорода с нитратом аммония в нижнюю часть колонны либо в колонне дистилляции уксусного ангидрида с подачей окислителя с указанной добавкой в среднюю часть аппарата.

Следующие примеры иллюстрируют изобретение.

Пример 1. Для проведения опыта по химической очистке уксусного ангидрида

5 применяют лабораторную стеклянную наса- дочную ректификационную колонку высотой 50 см и эффективностью разделения 5 теоретических тарелок в комплекте с отгонной двугорлой колбой и головкой, позволя0 ющей регулировать флегмовое число и отбор дистиллята. В качестве очищаемого продукта используют уксусный ангидрид из Энгельсского ПО Химволокно, взятый на входе в колонну дистилляции с содержанием основного вещества 99,1% и показате5 лем расхода марганцовокислого калия 180 мг КМп04/100 см3 продукта. Равномерно в течение 10 ч в установившемся режиме дистилляции подают при атмосферном давлении и температуре 140-145 С 600 г

0 очищаемого уксусного ангидрида в отгонную колбу и 0,3 мл (0,4 г) 40%-ной перекиси водорода с добавкой 0,0012 г нитрата аммония в колонку на высоте 30 см с одновременным отбором дистиллята. Получают 600,2 г

5 очищенного уксусного гчгидрида, который соотЁвтстаует всем требованиям ГОСТ 21039-75 и имеет содержание основного вещества 98,7% и показатель расхода Шп04 30 мг/100 см продукта. Время реакции со0 ставляет 10 мин, Количество жидкости, которая задерживается на насадке в колонке, составляет 10 мл. При проведении сравнительного опыта без применения окислителя получают готовый продукт, который, как и в

5 промышленности, имеет показатель расхода КМпОз 70-80 мг/100 см3 уксусного ангидрида.

Примеры 2-5. Опыты проводят по методике примера 1, но меняют поперемен0 но время контакта и температуру.

Условия и результаты по примерам 2-5 приведены в таблице.

Представленные эксперименты показывают, что проведение процесса при темпе5 ратуре, времени контакта и добавке нитрата аммония ниже их нижних границ не обеспечивает требуемой эффективности очистки уксусного ангидрида. Проводить процесс выше верхних границ этих параметров нецелесообразно, поскольку дальнейшее улучшение показателей уже не имеет существенного значения.

Положительным эффектом изобретения является разработка более эффективного и практически безотходного экологически чистого способа химической очистки уксусного ангидрида от окисляемых примесей. В процессе удаления их путем окисления перекисью водорода не образуются какие-либо новые твердые или жидкие побочные продукты, которые бы усуглубляли проблему отходов и экологии. По сравнению с ана- логичным способом очистки уксусной кислоты время реакции сокращается с 1-2 ч до 3-30 мин.

0

Формула изобретения 1.Способ очистки уксусного ангидрида, полученного пиролизом уксусной кислоты, путем обработки окислителем, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии и уменьшения отходов, в Качестве окислителя используют перекись водорода и процесс вед/т в ректификационной колонне в присутствии 1-3 г нитрата аммония на 1 т очищаемого продукта при температуре 100-145°С, атмосферном или пониженном давлении и времени контакта 3-30 мин.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что процесс ведут при давлении от 1 до 0,3 атм.

Использование: в основном органическом синтезе. Сущность изобретения: продукт-уксусный ангидрид, БФ СЖеОз, имеет показатель расход марганцовокислого калия 30-50 мг КМпОз/ЮО см продукта. Реагент 1: уксусный ангидрид, полученный пиролизом уксусной кислоты. Реагент 2: перекись водорода. Реагент 3: нитрат аммония в количестве 1-3 г на 1 т реагента 1. Условия процесса: в ректификационной колонне при 100-145°С, при давлении 1-0,3 атм и времени контакта 3-30 мин. 1 з.п.ф- лы, 1 табл. Ј