СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ЭФИРНО-МЕТАНОЛЬНОЙ СЛ\ЕСИ Советский патент 1971 года по МПК C07C51/46 

Изобретение относится к усовершенствованию снособа разделения азеотропной эфирно.метанольной смеси, которая образуется в процессе синтеза соответствующего сложного эфира.

Известны различные снособы разделения многокомнонентных смесей. Так, разделение азотроииой смеси, содержащей метанол и мстилборат ведут путем дистилляции иод разными давлениями. Кроме того, разделение смеси, например, метанол - винилацетат, ведут азсотронной ректификацией с циклогексаном с последующей декантацией. Однако в извесгны.х снособах исследовались трехкомпонентные системы.

Ио предлагаемому способу разделению иодвергают четырехкомпонентную систему, т. е. содержащую метанол, сложный эфир, воду и органическое вещество.

Процесс ведут иутем азеотропной ректификацией в присутствии насыщенного углеводорода, содержащего от 4 до 7 углеродных атомов углерода.

В качестве основных комионентов смеси предложено использовать сложный эфир общей формулы

R -COORi,

где R и RI являются насыщенными или ненасыщенными радикалами с числом атомов

углерода от 1 до 4, кипящий при температуре выгне точки кипения носителя, и органическое соединение, кипящее выше точки кинения исходного сложного эфира и представляющее

собой либо исходный продукт, либо образующийся в процессе синтеза сложного эфира продукт. Иаиример, может быть взята для разделения смесь, полученная в результате иревращепия метоксипроиионовой кислоты, содержащая 40% метилакрилата, 40% метанола, 10% воды и 10% метилметоксипропионата. В случае разделения смеси, содержащей ненасыщенный сложный эфир, процесс ведут в присутствии ингибиторов полимеризации, например ацетата меди.

Процесс осуществляют в трехзонной колонне, в среднюю часть которой подают разделяемую смесь (содержащую метанол, воду, сложный эфир, органическое соединение), в верхнюю зону вводят насыщенный углеводородный носитель, который образуя с метанолом азеотропную смесь, отгоняется из этой зоны, в нижней зоне скапливается азеотрон вода, эфир и органическое соединение, из которого декантацией отделяют воду, и полученные при этом продукты дистиллируют. Этот способ позволяет нолучать разделяемые продукты чистотой выще 99,5%.

Пример 1. Разделению подвергают смесь,

пионовой кислоты в метилакрилат, имеющую следующий состав (в %):

Метилакрилат40

Метанол40

Метиловый эфир метоксипропионовой кислоты10

Вода10

Эту смесь подвергают непрерывному разделению в указанной трехзонной колонне в присутствии гидрохинона для предотвращения полимеризации.

Ниже приведен частичный и полный расход греющего пара на 1 кг выделяемого акрилата в присутствии различных углеводородных носителей:

НосительРасход пара,

кг/кг акрилата

Петролейный эфир4,35

Гексан2,40

Циклогексан1,77

Гептан1,71

Метилциклогексан1,56

Следует отметить, что для данного эфира экономически целесообразным является использование циклогексана (малый расход пара, невысокое количество теоретических тарелок в ректификационной колонне).

Прлмер 2. На разделение подают смесь со стадии этерификации изомасляной кислоты метиловым спиртом, следующего состава (в вес. %):

Метиловый эфир изомасляной кислоты20 Метиловый спирт73 Вода4 Изомасляная кислота3

Метиловый эфир изомасляной кислоты и метиловый спирт образуют гомогенную азеотропную смесь, содержащую 75% метилового спирта, с т. кип. 64°С. В качестве компонента, который с метиловым спиртом образует азеотропную смесь, следует использовать гексан, причем содержание последнего в азеотропной смеси с метиловым спиртом составляет 72%. Температура кипения такой азеотропной смеси составляет 50°С.

Непрерывное разделение указанной смеси ведут по технологической схеме, изображенной на чертеже.

Дистилляционные колонны 1, 2, 3, 4 к 5 характеризуются рабочими параметрами, указанными в табл. 1.

Таблица 1

В зону А колоннны / подают гексан. Подвергаемую обработке смесь вводят по трубопроводу 6 в зону В дистилляционной колонны /, причем расход смеси составляет 1 кг/час. Пары азеотропной смеси гексана с метиловым спиртом при температуре 50°С отводят из головной части дистилляционной колонны У и конденсируют в конденсаторе 7, после чего их дополнительно конденсируют в конденсаторе

S, в котором поддерживают постоянно температуру 15°С. Таким образом, получают два слоя. Часть нижнего слоя (содержит 76% метилового спирта) вновь возвращают в дистилляционную колонну 1, тогда как остальную

массу направляют в дистилляционную колонну 5, в которой происходит испарение остатков гексана. Из куба колонны отводят поток, расход которого составляет 730 г/час метилового спирта, концентрация спирта составляет99,5%.

Азеотропную смесь воды с метиловым эфиром изомасляной кислоты, температура кипения которой составляет 78°С, отводят из нижней части зоны С колонны /, после чего эту

смесь направляют в декантатор 9. Водный слой (нижний слой) подают в дистилляционную колонну 4. Из куба колонны 4 непрерывно отводят воду, расход которой равен 40 г/час. Органическую фазу (верхний слой) направляют в дистилляционную колонну 2, а жидкую смесь из куба подают в дистилляционную колонну .3 по трубопроводу 0.

Из головной части дистилляционной колонны 3 отводят метиловый эфир изомасляной

кислоты, расход которого равен 200 г/час, причем концентрация эфира 99,6%, а из куба отводят изомасляную кислоту, расход которой составляет 30 г/час, концентрация изомасляной кислоты 99%.

Общий расход греющего пара для нагревания всех соответствующих узлов системы составляет 1,4 кг/кг обработанной смеси.

Пример 3. Разделению подвергают смесь, отводимую со стадии гидролиза метилового эфира уксусной кислоты, следующего состава (в вес. %):

Метиловый эфир уксусной кислоты60 Метиловый спирт10 Вода10 Уксусная кислота 20

В ходе проведения этого процесса воду от метилового эфира уксусной кислоты не отделяют, в связи с тем, что смесь возвращают непосредственно в реакционный аппарат, в котором протекает реакция гидролиза смеси воды с метиловым эфиром уксусной кислоты. Метилацетат и метиловый спирт образуют азеотропную смесь, которая содержит 18,7% метилового спирта, кипящую при температуре 54°С. В качестве вещества, образующего в ходе процесса с метиловым спиртом азеотропную. смесь, применяют пентан, причем содер,Жание метилового спирта в такой азеотропной смеси составляет 15%, а т. кип. ЗГС. Смесь метилового эфира уксусной кислоты, метилового- спирта, воды и уксусной кислоты непрерывно подают в дистилляционную колонну / вышеупомянутой технологической схемы. Дистилляционпые колонны }, 2, 3 и 5 .характеризуются рабочими параметрами, указанными в табл. 2. Таблица 2 В данном случае в ходе проведения процесса дистилляциопную колонну 4 не применяют. В зоне А колонны / находится пентан. Подвергаемую обработке смесь, расход которой составляет 1 кг/час, вводят в дистилляционную колонну 1 по трубопроводу 6. Пары азеотропной смеси пентана с метиловым спиртом при температуре 31, отводят из головной части дистилляционной колонны / и подвергают конденсации в конденсаторе 7, после чего сконденсированную жидкость, температура которой 15°С, направляют в декантатор 8. Удаляемый со стадии декантации нижний слой подают в дистилляционную колонну 5, из куба последней отбирают метиловый спирт, концентрация спирта 99,4%. Из куба дистилляционной колонны 2 непрерывно выводят смесь метилового эфира уксусной кислоты, воды и уксусной кислоты, которая содержит менее 0,5% метилового спирта, и направляют ее в дистилляционную колонну 3. Из головной части этой колонны при температуре 80°С отводят смесь следующего состава в( вес. %): Метиловый эфир уксусной кислоты Вода Метиловый спирт Уксусная кислота Вышеуказанную смесь возвраш,ают в реакционный аппарат, в котором проводят процесс гидролиза. Из куба дистилляционной колонны 3 отводят поток уксусной кислоты, концентрация которой равна 98,6%. Обший расход греющего пара на обогрев соответствуюш.их узлов вышеописанной системы составляет 2,4 кг/кг обработанной смеси. Предмет изобретения 1.Способ разделения эфирно-метанольной смеси путем азеотропной дистилляции в присутствии углеводородного носителя и декантации полученных продуктов, отличающийся Tef,i, что, с целью повышения чистоты получаемых продуктов, в качестве эфирно-метанольной смеси берут смесь, содержаш,ую метанол, сложный эфир обшей формулы R -COORi где R и RI являются насыщенными или ненасыщенными радикалами с числом атомов углерода от 1 до 4, воду и органическое соединение, кипящее выше точки кипения исходного сложного эфира, и процесс ведут в трехзонной колонне, в среднюю часть которой подают разделяемую смесь, в верхнюю зону вводят углеводородный носитель, который в виде образующейся азеотропной смеси с метанолом отгоняют, из нижней зоны отбирают азеотроп воды со сложным эфиром и органическое соединение, которые отделяют от воды декантацией и дистиллируют. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в случае разделения смеси, содержащей ненасыщенный сложный эфир, процесс ведут в присутствии ингибитора полимеризации, например, ацетата меди.