ВСЕСОЮЗНАЯ IПАТЕНТНО-Т?ХЬ'1^:ЕПЯД)| Советский патент 1972 года по МПК C07C69/15 C07C67/48 

Изобретение относится к усовершенствованию способа переработки сырого виннлацетата, являющегося важным продуктом в химической и полимерной промышленности.

Известен способ разделения винилацетатной жидкости, содержая1ей винилацетат, воду, уксусную кислоту и небольшое количество ацетальдегида, и получающейся в процессе производства винилацетата нз этилена уксусной кислоты.

Способ заключается в том, что вннилацетатная жидкость поступает в колонну азеотропной дистилляции, с верха которой отбираются винилацетат - вода н легкокипящие примеси, а с низа колонны - уксусная кислота, которая возвращается в процессе синтеза.

Далее на второй колонне с верхней ее части отбирают ацетальдегид и легко кипящие примеси, а с низа - винилацетат и воду и высококипящие компоненты, которые разделяют в сепараторе (происходит расслаивание жидкостей) с последующей дистилляцией и выделением чистого винилацетата.

Дальнейшие исследования показали, что в винилацетатной жидкости содержится небольшое количество этилацетата, который изза близкой точки кипения (77°С) к выделяемому винилацетату (72°С) практически очень трудно может быть отделен (с очень большими потерями целевого вннилацетата).

Расчеты показывают, что для отделения этилацетата потребовалась бы дистилляционная колонна с 280 тарелками н флегмовым

числом 80.

В предлагаемом способе отделение небольшого количества этилацетата достигается с помощью определенного поддержания воды в нижней части дистилляционной колонны, т. е.

0,5-6 вес. %. Этот прием позволяет использовать колонну с 60 тарелками и флегмовым числом 3-8.

Винилацетатная жидкость поступает в азеотропную дистилляционную колонну, с

верхней части которой отбирают все количество винилацетата, причем часть безводного винилацетата возвращают в виде флегмы в колонну и удаляют таким образом воду, содерл ащуюся в исходной жидкости в виде

азеотропа.

С нижней части колонны отбирают уксусную кислоту, содерл ащую 0,5-6% воды н 0,05-1% полимеров, затем ее направляют в стадию синтеза. С промежуточных тарелок

колонны отбирается этилацетатньш поток, содержащий среднекипящие компоненты. Он вместе с уксусной кислотой направляется на стадию синтеза. Дальнейщее разделение вннилацетата и воды проводят в сепараторе следующей дистилляцией и выделением чистого винилацетата, практически ис содержащего этилацетата (0,002-5 %). Применяемая в процеесе иереработки винилацетатная жидкость содержит в осиовиом 45-80% уксусной кислоты, 15-35% винилацетата, 3-20% воды и 0,05-0,005% этилацетата (по отношению к Как отмечалось выше, содержащая в основном этилацетата, поступает в нилацетата, т. е. в испаритель где она вместе со свежей кислотой за счет нагрева циркулирующим газом, в ОСНОВИОЛ1 этилеиом, до Гш- 140°С превращается в парообразное состояние и в таком виде поступает в колонну синтеза. Следует отметить большие технологнческие преимущества использования в синтезе уксусной кислоты, получающейся в процесс переработки винилацетатной жидкости и содержащей небольшие количества этилацетата. Так, за счет создания равновесия содержания этилацетата в процессе взаимодействия этилена, уксусной кислоты и кислорода донолнительного образования этилацетата ие иаблюдаотся, т. е. тем самым отпадает дорогостоящее разделение винилацетата и этилацетата. Схема осуществлеиия способа иоказана на чертеже. Пример 1. В колоппе /, содержащей стационарно закреплеппый катализатор (металлы VII группы периодической системы, например палладий) вместе с ацетатами щелочных металлов на носителе, например силикатах, проводят синтез винилацетата при температуре 185°С из этилена и уксусной кислоты, которые подают из исиарителя, и кислорода, подаваемого по линии / а. Реакционную смесь после выхода из реактора охлаладают до температуры и переводят по липин 2а в отделитель 2 б, ъ котором разделяют между конденсирующимися жидкими и остающимися газообразными составными продуктами. Газы 3 возвращают в процесс. Конденсат в отделителе 2 б разрежают до атмосферного давления в емкости 2 в и подают через линию 2г в процесс переработки е помощью диетилляции. Газы, освобождающиеся при разрежении и отходящие по линии За, опять сжимают до давления, при котором происходит реакция сиитеза, и возвращают в реактор. Продукт из емкости 2 в вводят в процесс дистилляции в емкость 4. Состав его приведеи ниже. этилен0,19 этилацетат0,04 ацетальдегид0,23 лсгкоисиаршющиеся составные элементы0,01 В процессе дистилляции образующаяся вода удаляется совместно с винилацетатом в виде продукта из головной чаетн колонны 5. Темнература етока составляет 125°С, температура головной части составляет 70°С, соотношение флегмы составляет 1 : 5. В стоке колонны удаляется уксусная кислота по линии 6, которую возвращают в процесс сиитеза. Смесь имеет следующий состав. уксусная К11слота вода полимеры этилацетат Уксусную кислоту иодают в горячем виде в испаритель 7 реакцпонной системы, в который вводят свежую уксусную кислоту и этилен по линиям 7 а или 76. Для предотвращенпя в этом испарителе обогащенпя полимерами наиравляют обратный ноток мощностью в 1,851 кг1час но линии 8 па илсночный вьшариой аппарат 9, там выделяют 1,605 введенной уксусной кислоты по липии 10. Остаток в виде иолимеризата выбрасывают по трубе //. Продукт по лпнии 5 из головной части колонны 4 разделяют в разделителе фаз 12 на нижнюю водную фазу и в верхней чаетн 13 на органическую фазу. Органическая фаза имеет следующий состав. винилацетат вода этилацетат ацетальдегид легкоиепаряющиеся элементы Верхнюю фазу сырого винилацетата подвергают дальнейшему обезвоживанию и отделению всех легкоиспаряющихся комионентов в колонне 14. Продукт головной части колонны 15 содержит около 10% ацетальдегида и остальное - винилацетат. Продукт головной части колонны 15 снова дистиллируют в колонне 16. Винилацетат, получ.иощийся в виде продукта стока, возвращают обратно по липни 17 в дистилляционную колонну 14. Через головную часть колонны удаляют из процесса по линии 18 легкоиспаряющиеея компоненты.

от которых его очищают путем повторной дистилляции в колонне 19. Получеиный таким образом в виде продукта головной части винилацетат соответствует необходимому стандарту, содержание этилацетата в нем максимально (0,02%).

Продукт стока 20 колоикы 19 повторной дистилляции винилацетата пропускают через пленочный выпарной аппарат 9 для получения дополнительного количества винилацетата, который возвращают обратно через трубопровод 10 в дистилляционную колонну 4.

Головные продукты в первой азеотропиой. колонне 4 попадают в разделитель 12, где отделяется нижняя водная фаза, содержащая наряду с небольщими количествами других загрязнений примерно 1 % винилацетата в растворенном виде. В колонне 21 отгоняются все летучие составные элементы, и сточная вода практически не содержит никаких следов примесей уксусной кислоты.

Отогнанные летучие элементы возвращают в колонну 16, в которой через головную часть по линии 18 удаляются все легкоиспаряющиеся компоненты.

В азеотропной колонне 4 после разрежения давления в жидких продуктах выделяются газы по трубе 22, но часть и-х остается еще ;ра,створенной в жидкости. Эти газы удаляют через головную часть колонны отделитеЛя фаз 12 охлаждением до 0°С для выделения увлеченных частиц ацетальдегида и винилацетата, подсоединяют к газу, возвращаемому в процесс.

Небольщие количества жидкого кондейсйроваиного путем охлаждения продукта .по линии 23 подают в колонну 16, в которой все легкоиспаряющиеся компоненты удаляются через головную часть колонны.; Пример 2. В лабораторную куполообразную тарельчатую колонну из стекла с 60 тарелками на тридцатую тарелку подают 2000 г/час газовой смеси следующего состава, вес. %:

винилацетат15,98

этилацетат0,02

вода6,00

уксусная кислота78,00

Продукт головной части конденсируют, охлаждают до 40°С и направляют в разделитель фаз. Из фазы винилацетата отбирают в виде флегмы 2400 г/час и подают в головную часть колонны. Остальное количество сырого винилацетата удаляют. Продукт головной части содержит, вес. %:

винилацетат98,59

зтилацетат0,01

вода1,40

Продукт стока колонны имеет при этом следующий состав, вес. %:

винилацетат0,01

П р и м е р 3. В аналогичную колонну подают 2GOO г/час смеси, содержащей этилацетата в три раза больше, чем по примеру 2. Состав смеси следующий, вес. %:

винилацетат15,94

этилацетат0,06

вода6,00

уксусная кислота78,00

После конденсации и охлаждения продукта головной части из разделителя фаз отбирают в виде флегмы 2200 г/час винилацетата. Сырьевой винилацетат в головной части содержит, вес. %:

винилацетат98,55

этилацетат0,05

вода1,40

Продукт стока имеет следующий состав, вес. %:

винилацетат0,02

этилацетат0,05

- -вода2,75

- уксусная кислота97,17

Пример 4. В одинаковых условиях протекаиия реакции с 15 тарелками колонны отбирают 14 г/час жидкого дополнительного потока следующего состава, вес. %:

винилацетат1,0 .

этилацетат5,0

вода11,0

уксусная кислота83,0

;

; Сырьевой винилацетат в головной части колонны .в этом случае имел следующий состав,вес. %:

98,58

винилацетат

0,02

этилацетат 1,40

вода

Продукт стока имеет следующий состав,

вес. %:

винилацетат0,02

этилацетат0,03

вода2,00

уксусная кислота97,95

50

Дополнительный поток подают во вторую колонну, в которой винилацетат н этилацетат дистиллировался в виде аз.еотропа совместно с водой через головную часть. Уксусную кислоту, которую удаляют в виде продукта стока этой колонны, подают в продукт стока первой колонны.

Пример 5. 2000 г/час смеси, которая использована в примерах 3 и 4, подают на 30 тарелку колонны с шестьюдесятью тарелками. В качестве флегмы используют, как и в примере 3, 2200 г/час винилацетата из разделителя. В этом опыте, количество удаляемого продукта через головную часть колонны и в

виде стока устанавливают таким обра чтобы в виде стока удалялось большее кчество винилацетата с уксусной кислотой.

Состав винилацетата в головной части лонны, вес. %:

98,57

винилацетат 0,03 этиладетат 1,40 вода

Состав нродуктов стока, вес.

%:

2,00 винилацетат

0,07 этилацетат

2,50 вода

95,43 уксусная кислота

П р е д мет изобретен и я

Способ нсфеработки сырого винилацетата, содержащего уксусную кислоту, воду и не более 5 вес. % этилацетата, путем азеотронной дистилляции с нрилгеиением конденсации нродуктов головной части дистилляционной колонны, разделения фаз и частичного возврата в нроцесс конденсированного головного нродукта, отличающийся тем, что, с целью лучшего отделения этилацетата от винилацетата, в нижней части колонны ноддержнвают содержание воды, равное 0,5-6 вес. %.