СПОСОБ ОЧИСТКИ МЕТАНОЛА СЫРЦА И ЕГО ФРАКЦИЙ Советский патент 1939 года по МПК C07C29/84 

Изобретение касается способа очистки метанола сырца и его фракций путем экстракции водных или водносоляных растворов с последующим выделением из них метанола обычными приемами ректификации.

Согласно литературным данным, в качестве экстрагентов при осуществлении этого способа применяются обычно бензол, жидкий сернистый ангидрид, легкий бензин, дихлорэтан, хлорбензол, высокомолекулярные кетоны, эфиры и сероуглерод.

Применение перечисленных выше экстрагентов осложняется возможностью передачи ими метанолу своих специфических примесей и трудностью (в ряде случаев) полного отделения метанола от тех количеств экстрагентов, которые неизбежно остаются в водном или водносоляном растворе метанола. Кроме того, немаловажное значение имеют и вопросы, касающиеся доступности, цены и специфических условий работы с перечисленными выше экстрагентами (например, с жидким сернистым ангидридом и сероуглеродом).

Авторами настоящего изобретения предлагается в качестве экстрагента, взамен перечисленных, применять смесь высших спиртов из отходов от ректификации этого же самого синтетического метанола сырца.

Преимущества нового экстрагента следующие:

1. Отсутствие опасности передачи экстрагентом метанолу новых примесей.

2. Отсутствие возможности образования азеотропических смесей.

3. Легкость полного отделения метанола от тех количеств экстрагента, которые могут оставаться в водных или водносоляных растворах метанола.

4. Доступность и ничтожная стоимость экстрагента, так как он является балластным, неиспользуемым отходом в производстве самого же синтетического метанола.

5. Легкость регенерации, заключающейся в отгонке с паром от использованного экстрагента растворенных в нем легкокипящих примесей.

Наиболее удобна для применения в качестве экстрагента смесь высших спиртов, остающаяся в кубе после отгонки от так называемой «фракции масел» изобутилового спирта (представляющего самостоятельную ценность). Для освобождения от механических примесей и смол такой остаток перегоняется с водой и в качестве экстрагента берется отогнавшаяся с водой спиртовая отслойка.

Очистка предлагаемым способом синтетического метанола настолько эффективна, что некоторые фракции, получающиеся при заключительной разгонке метанола, отвечают квалификации «химически чистых» и «чистых для анализа».

Пример 1. 2 л (1605 г) синтетического метанола сырца были разбавлены 4 л 20%-го водного раствора поваренной соли и проэкстрагированы смесью высших спиртов (с температурой кипения выше 130°) четыре раза количествами по 100 мл (всего 400 мл = 336 г). В результате четырех указанных экстракций было получено обратно в виде отслоя 461 мл экстрагента (101 мл + 120 мл + 120 мл + 120 мл). Очищенный экстракцией водносоляной раствор метанола был разогнан из железного куба со стеклянной колонкой (длина - 1,45 м, диаметр - 3 см, наполнение - спирали Брежа из никелина) и гомотермическим конденсатором (длина 30 см, наполнение - ацетон). Результаты разгонки с указанием проб на чистоту приводятся в таблице 1.

Примечание. К 20 мл испытуемого спирта прибавлялось 0,1 мл 0,1 N раствора КМnO₄. Определение производилось при 15°.

Смесь фракций 2, 3, 4, 5, 6, и 7 превышает по качеству выпускаемый в настоящее время метанол 1 сорта, что явствует из результатов ее дополнительной разгонки (см. ниже), давшей около 50% метанола ч.д.а. (чистый для анализа), в то время как при повторных фракционировках метанола 1 сорта, выпускаемого в настоящее время, и даже при повторных фракционировках с предварительной обработкой КМnO₄ метанола квалификации «чистого для анализа» со сколько-нибудь удовлетворительным выходом не получается.

Суммарный выход фракций 2-7 составляет 74,3% (1191 г).

Смесь фракций 2-7 (1191 г) была подвергнута дополнительной разгонке в указанных выше условиях с целью получения реактивных сортов метанола. Результаты разгонки с указанием проб на чистоту приводятся в таблице 2.

Смесь фракций 4 и 5, составляющая 49,6% от исходного метанола сырца, является, согласно анализу, метанолом квалификации ч.д.а. (чистый для анализа).

Пример 2. Метанол 1 сорта в количестве 1,5 л (1130 г) был разбавлен 3 л 20%-го раствора хлористого натра и проэкстрагирован смесью высших спиртов (температура кипения выше 145°) два раза количеством по 100 мл (всего 200 мл = 168 г). В результате указанных двух экстракций было получено обратно в виде отслоя 207 мл (172 г) экстрагента. Очищенный экстракцией водносоляной раствор метанола был разогнан в условиях, описанных в примере 1. Результаты разгонки с указанием проб на чистоту приводятся в таблице 3.

Примечание. Пробы с H₂SO₄ фракций 3, 4, 5 и 6 оставались без изменения в течение суток. Далее наблюдение не велось.

Смесь фракций 3-6, составляющая 78,4% взятого для переработки метанола 1 сорта, по основным показателям отвечает требованиям на препарат квалификации х.ч. (химически чистый).

Эффективность предлагаемого метода очистки метанола сырца и его фракций особенно отчетливо видна при применении метода к очистке метанола 1 сорта (пример 2), так как при очистке этого сорта метанола методом повторных фракционировок и методом окисления KМnО₄, в сочетании с повторными фракционировками, реактивные сорта метанола со сколько-нибудь удовлетворительными выходами не получаются.

При экстракции противотоком и при работе в заводских условиях можно рассчитывать на уменьшение разбавления метанола сырца и его фракций перед экстракцией и повышения выходов товарной продукции. Повышение выходов происходит и при повторном использовании соляного раствора (кубового остатка) за счет содержащегося в нем метанола.

Регенерация экстрагента проводится простой отгонкой паром извлеченных им из метанола примесей.

Способ очистки метанола сырца и его фракций путем экстракций водных или водносоляных растворов с последующим выделением из них метанола обычными приемами ректификации, отличающийся тем, что в качестве экстрагента применяют смесь высших спиртов из отходов от ректификации этого же синтетического метанола сырца.