СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ЭТИЛАЦЕТАТА Советский патент 1973 года по МПК C07C69/14 C07C67/48 

1

Изобретение относится к способам ректификации в химической промышленности, в частности к способам выделения этил ацетата, и может быть использовано в производстве мбутнлового спирта или н-масляного альдегида из этанола, а также при разделении продуктов сухой перегонки древесины.

Известен способ выделения этилацетата из его смеси с уксусной кислотой, метилэтилкетоном и н-гексаном (т. кип. 68,7°С), заключающийся в том, что указанную смесь подвергают азеотроппой ректификации. Выделение качественного этилацетата из смеси побочных продуктов реакций, полученной в производстве н-бутилового спирта или масляного альдегида и содержащей 65-70% этилацетата, 5-10% воды, этиловый спирт, метилэтилкетон и уксусную кислоту, по известному способу невозможно ввиду существования целого ряда азеотропных смесей (этил-ацетат-вода, этиловый спирт-этилацетат, этилацетат-метилэтилкетон, этанол-вода, метилэтилкетон- вода, эгилацетат-вода-этанол, этилацетат- вода-метилэтилкетоп), температуры кипения которых близки, что приводит к перегонке смеси без изменения состава.

Смесь указанного состава не находит квалифицированного применения и не утилизируется.

С целью получения этилацетата с высокой

степепью чистоты предлагается способ выделения этилацетата из фракции производства я-бутилового спирта или масляного альдегида обработкой метиловым спиртом с последующей отгонкой азеотропа этилацетат-метанол и выделением целевого продукта путем азеотропной отгонки метанола. Полученный нродукт содержит 98% этилацетата.

Исследования показывают, что в качестве

азеотропиого агента для выделения этилацетата из смеси может быть применен .метиловый спирт. Метанол не образует азеотропа с водой, этиловым и бутиловым спиртами и уксусной кислотой, азеотроп метанол-этилацетат содержит 44 вес.% метанола с т. кип. 62,3° С. (Значительно ниже температуры кипения других компонентов смеси и их азеотронов с водой, этанолом и этилацетатом). Метанол образует расслаивающиеся азеотропы с углеводородами, кипящими в интервале 60-110° С, тогда как этилацетат не образует с ними азеотропов, что позволяет отогнать метанол из гомогенного азеотропа с этилацетатом и выделить этилацетат. Для этой

цели могут быть использованы углеводороды C(i и GS, предпочтительно использовать парафиновые углеводороды, например, н-гептан.

Примеиение метода азеотропной ректификации исходной смеси с метанолом для отделеПИЯ этилацетата от при.месей в виде азеотропа

и азеотропной ректификации полученного гомогенного азеотропа с углеводородами для выделения этилацетата из смеси с метанолом позволяет получить товарный этилацетат, соответствующий требованиям ГОСТ 8981-59 на этилацетат марки «А с выходом до 95- 97% от иотенциала.

Исходную смесь подают в ректификационную колонну 1, работающую под атмосферным давлением, в которую выще ввода питания подают разделяющий агент метанол в количестве 75-80% от содержащегося в смеси зтилацетата. С верха колонны при температуре 62-63°С выводят азеотроп метанол-этилацетат, из куба - остальные компоненты разделяемой смеси. Азеотроп метанол-этилацетат подают в ректификационную колонну 2, работающую под атмосферным давлением.

В верхнюю часть колонны 2 подают углеводород-- агент для удаления метанола в виде азеотропа. Подачу углеводорода рассчитывают, исходя из загрузки колонны 2 по метанолу и содержания углеводорода в азеотропе с метанолом.

Из куба колонны 2 при температуре 77- 79° С выводят товарный этилацетат. С верха колонны 2 отбирают азеотроп метанол-углеводород.

При использовании в качестве агента н-гептана температура верха колонны 2 составляет 59-60° С.

Дистиллат при охлаждении расслаивают в отстойнике 3 на метанольный и углеводородный слои. Углеводородный слой с небольшим количеством метанола подают на орошение колонны 2. Метанольный слой, содержащий значительное количество углеводорода, нельзя непосредственно подать па колонну У, так как присутствие углеводорода нарушит четкость разделения этилацетата от примесей из-за образования азеотропов углеводород-вода и углеводород-спирты. Ввиду этого метанольный слой из отстойника 3 подают в ректификационную колонну 4, где раствореннЕэШ углеводород отгоняют в виде азеотропа с метанолом, дистиллат подают в отстойник 3, где объединяют с дистиллатом колонны 2, а кубовый остаток колонны 4 - регенерированный метанол подают в колонну У. В цикл осуществляют подпитку метанола.

Процесс извлечения этилацетата могут осуществлять также периодически. В этом случае процесс проводят в три стадии.

Первая стадия. Исходную смесь и метанол загружают в куб периодической колонны, при температуре 60-63 С отбирают фракцию азеотропа метанол-этилацетат, из куба колоины выводят остаток.

Вторая стадия. Азеотроп метанол-этилацетат на той же колонне подвергают затем разгонке с добавлением углеводорода.

Отогнанный азеотроп метанол-углеводород расслаивают на два слоя; углеводородный слой используют для разделения азеотропа метанол-этилацетат в следующем цикле, метанольный слой накапливают для регенерации.

Третья стадия. Регенерацию метанола осуществляют путем отгонки от него растворенного углеводорода на той же аппаратуре, метанол из куба колонны возвращают в цикл, отогнанный азеотроп метанол-углевйдород присоединяют к дистиллату после второй стадии операции.

Пример 1. 150 г смеси следующего состава, %:

Вода10,0

Этилацетат70,0

Метилэтилкетон7,0

Этиловый спирт9,5

н-Бутиловый спирт2,0

Уксусная кислота1,5

подвергают периодической перегонке с добавлением 80 г метанола на колонне эффективностью 15 тарелок при флегмовом числе 4. В интервале 61-63° С отбирают 182 г фракции, содержащей 44% метанола и 56% этилацетата.

Отобранную фракцию подвергают перегонке с добавлением 75 г н-гептана, при температуре 58-59 0 отбирают 157 г азеотропа метанол-гептан, который расслаивают на два слоя: 100 г метанольного слоя с содержанием 22,3%

н-гептана и 1,5% этилацетата и 57 г углеводородного слоя с содержанием 6,5% метанола и 1 % этилацетата.

В кубе колоины оставляют 100 г этилацетата с содержаиием основного вещества 98%.

Пример 2. 1000 г/час смеси состава, по примеру 1, подают в ректификационную колонну 1 эффективностью 15 теоретических тарелок. В верхнюю часть колонны подают 540 г/час метанола. При температуре 62,5° С

и флегмовом числе 3 из колонны отбирают

1239 г/час дистиллата, содержащего 44 вес.%

метанола и 56 вес.% дистиллата и 301 г/час

кубового остатка.

Дистиллат колонны 1 иодают в ректификационную колонну 2 эффективностью 15 тарелок, в верхнюю часть которой вводят 546 г/час углеводородного слоя, содержащего 92,8% гептана и 6,Ь% метаиола. При флегмовом числе 2 и темиературе верха 59° С из колонны 2 отбирают 1078 г/час азеотропа метанол-н-гептан с содержанием 52,8% метанола, 47,1% н-гептана. Дистиллат колонны 2 подают в отстойник 3, откуда выводят 546 г/час углеводородного слоя, возвращаемого в колонну 2, и метанольный слой, содержащий 76,2% метанола и 22,9% н-гептана. Метанольный слой подают в колопну 4, работающую без флегмы, в которой при температуре 59°С отгоняют азеотрои метанол-н-гептан, присоединяемый к дистиллату колониы 2.

При установившемся рецикле из отстойника 3 на колонну 4 подают 1029 г/час метанольного слоя, из колонны 4 отгоняют и иодают в отстойник 3 484 г/час азеотропа метанол-нгептан. Из куба колонны 4 выводят 535 г/час

метанола, возвращаемого в рецикл на колонну /.

Из куба колонны 2 выводят 694 г/час этилацетата с содержанием 98% основного вещества. Коэффициент извлечения этилацетата 97%.

Предмет изобретения

Способ выделения этилацетата из смеси, содержагцей, кроме этилацетата, уксусную кислоту и метнлэтилкетон, с применением азеотропной ректификации в присутствии углеводородов, имеющих температуру кипения 60- 110 С, отличающийся тем, что, с целью повышения степени чистоты целевого продукта, смесь этилацетата с 5-10% воды, этиловым спиртом, н-бутиловым сииртом, метилэтплкетоном и уксусной кислотой обрабатывают метиловым сииртом с последующей отгонкой азестропа этилацетат-метанол п выделением целевого продукта путем азеотропной отгонки г.; ет а НОЛ а.

L

L