Способ выделения высших с5-с18 и низших с1-с4 жирных спиртов из гидрированных продуктов синтеза высших жирных спиртов на основе окиси углерода и водорода Советский патент 1975 года по МПК C07C29/24 C07C31/02 

оораоатывают водой с последующим выделением индивидуальных низших жирных сниртов ректификацией.

Схематически осуществление снособа разделения показано на фиг. 1. На фиг. 2 приведена технологическая схема процесса разделения.

Реакционную массу с установки синтеза направляют в сепаратор 1, где происходит отделение органического (верхнего) слоя от водного (нижнего). Нижний слой (реакционную воду), содержащий 15-20% спиртов Ci-€4, для выделения органических продуктов подают в ректификационную колонну 2, работающую под атмосферным давлением. Для снижения содержания воды в отбираемой в дистиллат фракции спиртов Ci-Сз, вывод бутанола осуществляют с помощью бокового отбора. Отводимую из куба колонны воду нейтрализуют, разбавляют промыщленной водой и направляют на биохимическую очистку.

Дистиллат колонны 2, органические слои из сепараторов 1 и 3 поступают на установку избирательного гидрирования 4. Суммарный гидрогенизат подают далее на колонну ректификации 5, где при атмосферном давлении происходит отделение в дистиллат водной фракции спиртов Cj-С4 совместно с углеводородами. Кубовый продукт представляет собой обезвоженную смесь спиртов Cs-С2о и сопутствующих им углеводородов. Кубовую жидкость из колонны 5 направляют на ректификацию в колонну 6, работающую при остаточном давлении 50-60 мм рт. ст. (назначение колонны 6 - выделение фракции спиртов Cs-Сг в виде дистиллата и Се-Ci2 в виде бокового отбора). Из куба колонны продукты подают в дистиллядионный куб 7, где при остаточном давлении 10 мм рт. ст. отбирают головную фракцию спиртов до и целевую фракцию спиртов Cis-Cis. Высококипящий остаток выводят и сжигают.

Далее, дистиллат колонны 5, представляющий собой расслаивающуюся смесь, поступает в колонну экстракции 8, где в присутствии воды происходит извлечение низщих спиртов Ci-С4 из их смеси с углеводородами. При этом в колонну подают оба слоя дистиллата, но на разные уровни.

Затем водный экстракт подвергают ректификации на колонне 9, в которой при атмосферном давлении происходит отделение фракции спиртов Ci-Сз в виде дистиллата и водно-бутанольной фракции в виде кубового продукта. С помощью гетероазеотропной осущки (колонны 10, И), получают безводный н-бутанол. Дистиллат колонны 9 подают на колонну ректификации 12, в которой происходит отделение при атмосферном давлении метанола и углеводородов от водной смеси спиртов С2-Сз. С помощью азеотропной ректификации и использования в качестве азеотропообразующего агента, например, н-гексана, проводят последовательное разделение на

колоннах 13, 14, 15, 16 с выделением безводного этанола и Мгпропанола. На колоннах 17, 18 выделяют практически чистый метапол и смесь углеводородов.

Пример. Выделение фракции спиртов Cs-С, Cs-Ci2 и Cia-Ci8, а также разделение реакционной воды проводят на смесях, полученных с опытной установки Новомосковского химического комбината. Разделение фракции низщих спиртов отрабатывают на искусственных смесях.

Работа колонны 2

Состав реакционной воды, поступающей на разделение, вес. %:

Вода81,5

Метанол6,1

Этанол5,7

Пропанол2,8

Бутанол1,6

Высщие спиртыСледы

Углеводороды1,8

Карбонильные соединения в пересчете на масляный альдегид1,5

Кислотное число1,2гКОН/г.

Исходную смесь подвергают разделению на насадочной колонне непрерывного действия диаметром 25 мм, эффективностью 30-32 т.т. при флегмовом числе 4 и атмосферном давлении с получением дистиллата, бокового отбора и кубовой жидкости следующих составов. Дистиллат, вес. %:

Вода8,6

Метанол 34,1

Этанол32,3

Пропапол15,3

Карбонильные соединения5,4

Углеводороды4,3.

Отбор дистиллата составляет 17,1% от количества подаваемой смеси. Боковой отбор, вес. %:

Верхний слой

Вода15,5

н-Бутиловый спирт26,2

Изоамиловый спирт8,2

н-Амиловый спирт29,5

н-Гексиловый спирт14,0

Неидентифицированные компоненты6,6.

Нижний слой

2 низщих спиртов1,8

Вода92,4

н-Бутиловый спирт4,2

н-Амиловый спирт1,6.

Боковой отбор составляет 3,2% от количества подаваемой смеси.

Кубовая жидкость представляет собой практически чистую воду, содержащую не более 0,3% органических примесей.

Температура верхней части колонны 76,5°С, температура в кубе колонны 100°С.

Работа колонны 5

Суммарный состав гидрогенизата (вес. %):

Метанол15,1

Этанол8,7

Пропанол5,4

Бутанол8,1

Вода17,2

Углеводороды Се-Ci26,3

Амиловый снирт4,8

Гексиловый спирт4,5

Гептиловый спирт4,0

Октиловый спирт3,6

Нониловый спирт3,0

Дециловый спирт3,1

Ундециловый спирт2,5

Додециловый спирт2,4

Углеводороды С -Cie5,3 Высшие спирты

Ci3-Ci85,1 Неидентифицированные компоненты0,9.

Гидрогенизат указанного состава подверают разделению на колонне непрерывного ействия эффективностью 30 т.т. при атмосерном давлении с получением дистиллата, оставляющего 64,5% от подачи исходной смеи и расслаивающегося на верхний и нижний лои в соотношении 1 :4.

Орошение колонны проводят обоими слояи. При температуре верхней части колонны 6°С, суммарном флегмовом числе 5 и темпеатуре куба 171,5°С отбирают дистиллат и убовую жидкость следующих составов.

Состав дистиллата, вес. %:

Органический слой

Метанол10 Этанол5,8 Пропанол4,8 Бутанол7,0 Вода0,7 Углеводороды Се-Ci263,5 Неидентифицированные компоненты7,2.

Водный слой

Метанол26,9

Этанол15,2

Пропанол9,3

Бутанол12,6

Вода32,2

Углеводороды Се-Cia3,8.

Состав кубовой жидкости, вес.

%: Амиловый спирт

13,4

13,2 Гексиловый спирт Гептиловый спирт

11,3 Октиловый спирт

9,1 Нониловый спирт

9,8 Дециловый спирт

9,6 Ундециловый спирт

8,3 Додециловый спирт

6,8 Высщие спирты

8,1 Углеводороды Ci5-Cie

9,2 Неидентифицирован1,2.

ные компоненты

IrLTd Т 1 1 ЯТТ/ 1ТПТТГТТ

Работа колонны 6

Кубовую жидкость из колонны 5 подвергают разделению на колонне непрерывного действия эффективностью 28 т.т. при 60 ммрт. ст. и флегмовом числе, равном 6. При температуре верхней части колонны 95°С и температуре в кубе 183°С отбираются дистиллат, составляющий 43% от подаваемой исходной смеси; боковой отбор, составляющий 40% от подаваемой исходной смеси, и кубовая жидкость следующих составов.

Состав дистиллата, вес. %:

Амиловый спирт36,3

Гексиловый спирт33,8

Гептиловый спирт28,0

Углеводороды1,9.

Состав бокового отбора, вес. %:

Октиловый спирт27,8

Нониловый спирт23,7

Дециловый спирт20,3

Ундециловый спирт6,8

Додециловый спирт5,7

Углеводороды15,7.

Состав кубовой жидкости, вес. %:

Дециловый спирт0,9

Ундециловый спирт4,4

Додециловый снирт8,2

Спирты Ci3-Сго80,3

Углеводороды3,7

Высококипящий остаток 2,5.

Боковой отбор производится в паровой фазе с 6-8 тарелок.

Работа колонны 7

Кубовую жидкость колонны 6 подвергают разделению в колонне периодического действия при 10 мм рт. ст. с получением фракции спиртов Сю-Ci2, составляюо1.ей 15,5% от загрузки, и Ci3-Ci8, составляющей 76% от загрузки.

Работа колонны 8

Оба слоя дистиллата колонны 5 подвергают экстракции водой на колонне распылительного типа при расходе экстрагента, равном 2,5 кг/кг и ВЭП, равной 1,7 м (рассчитанной по бутанолу). Слои подаются на равные уровни. В результате получают экстракт следующего состава, вес. %:

Вода50,6

Метанол20,5

Этанол11,7

Пропанол8,0

, . Бутанол8,9

Углеводороды до Сд0,3.

Содержание в рафинате бутанола не превышало 0,7%.

Работа колонны 9

Водный экстракт подвергают ректификации при атмосферном давлении на колонне непрерывного действия эффективностью 25 т.т. При флегмовом числе, равном 10, температуре верхней части колонны 76,5°С и температуре в кубе колонны 92,3°С отбирают дистиллат, составляющий 42,4% от подаваемой смеси, и кубовую жидкость следующих составов. Состав дистиллата, вес. %:

Метанол46,9

Этанол24,9

Пропанол18,8

Вода8,6

Углеводороды0,7.

Состав куба, вес. %:

Бутанол16,9

Вода83,1.

Работа колонны 12

Дистиллат колонны 9 нодвергают разделению при атмосферном давлении на колонне непрерывного действия эффективностью 25 т.т. При флегмовом числе, равном 8, температуре верхней части колонны 64°С и температуре в кубе колонны 83,5°С отбирают дистиллат, составляющий 47% от подаваемой исходной смеси и содержащий 98,6% метанола и 1,4% углеводородов.

Кубовая жидкость содержала 17,3% воды, 42,3% этанола и 40,4% пропанола.

Работа колонн 13 и 14

Кубовую жидкость колонны 12 подвергают разделению при атмосферном давлении на двухколонной установке непрерывного действия с использованием н-гексана в качестве обезвоживающего агента.

а) Колонна выделения спиртов (эффективность 32т.т.).

При температуре верхней части колонны 62°С и температуре в кубе 85,3°С отбирают дистиллат, составляющий 60% от подаваемой исходной смеси, и кубовую жидкость следующих составов:

Состав дистиллата, вес. %:

Гексан60,8

Вода12,5

Этанол22,2

Пропанол4,5.

Орошение колонны проводят органическим слоем.

Выделенная в виде кубовой жидкости смесь этанола и пропанола содержит первого 27,1%, последнего 71,3%, концентрация гексана 1,6%.

б) Колонна выделения воды (эффективность 27 т.т).

При температуре верхней части колонны 84,5°С и температуре в кубе 100°С отбирают дистиллат, составляющий 75% от подаваемой исходной смеси, состава, вес. %:

Гексан8,4

Вода 69,8

Этанол12,3

Пропанол9,5.

Орощение колонны проводят водным слоем.

Из куба колонны выводят практически чистую воду.

Работа колонны 15

На колонне эффективностью 10 т.т. при флегмовом числе, равном 5 и атмосферном

давлении кубовую жидкость колонны 13 подвергают разделению с получением дистиллата, содержащего 22,0% этанола и 78,0% н-гексана. Из куба колонны выводят смесь, содержащую 53% этанола и 47% пропанола. Температура верхней части колонны 61°С, а в кубе 87°С. С учетом рециклов на разделение подают смесь состава, вес. %: этанол 54,2, проианол 43,3, гексан 2,5.

Режим работы колонн 10, И, 16, 17 и 18 экспериментально не отрабатывают. Проведенные расчеты показали, что для разделения водно-бутанольной смеси необходимо, чтобы колонна 10 имела 30 т.т., а колонна

11 - 23 т.т. при чистоте продуктов, равной 99,9%. Аналогично проводят расчет колонн 17 и 18. Для получения метанола с 99,9% степенью чистоты необходима эффективность колонны, равная 28 т.т. Для разделения смеси спиртов Сз-Сз колонна 16 должна иметь 20 т.т. при флегмовом числе, равном 4, с получением продуктов 99,9% степени чистоты. Выделенные фракции ВЖС являются товарным продуктом, со следующим содержанием во фракциях основных компонентов, а) Фракция спиртов Cs-Су. Спирты Cs-Су составляют 97-98%, спирт Cs практически отсутствует. Содержание углеводородов достигает 2-3%.

б) Фракция спиртов Cg-Ci2.

Спирты Cs-Ci2 составляют 80-85%. Спирт Ci3 практически отсутствует. Содержание углеводородов достигает - 10-15%.

в)Фракция спиртов Cia-Cis.

Спирты Ci3-Ci8 составляют 85-90%, а углеводороды - 5-10%.

г)Индивидуальные спирты Ci-С практически безводны и не содержат углеводородов.

Предмет изобретения

Способ выделения высших Cs-Cis и низщих Ci-C жирных спиртов из гидрированных продуктов синтеза высших жирных спиртов на основе окиси углерода и водорода многоступенчатой ректификацией, отличающ и и с я тем, что, с целью обеспечения селективного выделения целевых продуктов, гидрированные продукты подвергают автогетероазеотроцной ректификации с отбором высших жирных спиртов из куба колонны при температуре куба 171-172°С, которые подвергают ректификации с выделением узких фракций

высших жирных спиртов Cs-Су, Cs-С12,

Cis-Ci8, а дистиллат, содержащий низшие жирные спирты, конденсируют, часть конденсата брутто-состава в количестве 5:1 по отношению к отбираемому дистиллату возвращают на орошение, остальную часть обрабатывают водой с последующим выделением индивидуальных низших жирных спиртов ректификацией.

Реакционная масса

Фракиия Cj - Cj

fflaxuuaCjyC/g

Фмг. 1