Способ очистки уксусной кислоты Советский патент 1980 года по МПК C07C51/42 C07C53/08 C07C7/06 

I

Изобретение относится к способу очистки уксусной кислоты и может быть использовано для получения уксусной кислоты высокой степени чистоты из уксусной кислоты-сырца, содержащего в качестве примесей воду, муравьиную кислотуJ ацетальдегид, метилацетат

и др.

Современная технология производства винилацетата и ацетилцеллюлозы, фармацевтических препаратов и красителей, химических реакторов и фотохимикатов предъявляет очень жесткие требования к качеству уксусной кислоты, используемой в этих производствах. В частности, содержание основного вещества в товарной уксусной кислоте должно быть не менее 99,5%.

Известен способ очистки уксусной кислоты, полученной окислением ацетальдегида в жидкой фазе в присутствии марганца, путем двухкратной разгонки сначала на колонке эффективностью 30 теор. тарелок (флегмовое число равно 1) с отделением 2% кубового остатка, а потом, после добавления 0,5% мочевины и нагревания перегнанной уксусной кислоты при 170°С под давлением 23 кг/см, отгонкой на колонке эффективностью 10 теор. тарелок (флегмовое число равно 5). Уксусную кпслоту получают с остаточным содержанием муравьиной кислоты 0,018 вес.% 1 .

5 Недостатком данного способа является многостадийность процесса.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ очистки уксусной кислоты путем

to азеотропной ректификации уксусной кислоты-сырца, полученной методом окисления ацетальдегида в присутствии катализатора - ацетата марганца, с использованием в качестве гетероазеоtS тройного компонента четыреххлористого углерода. Разделение проводят на колонне эффективностью 60 теор. тарелок.

Условия процесса и полученные результаты приведены в табл. .2j

20 Однако при контакте с водой на металлических поверхностях наблюдается гидролиз СС с образованием фосгена и хлористого водорода, что приводит к коррозии аппаратуры, а также затратам

25 четыреххлористого углерода. Кроме того, в кубовой части колонны при использовании четыреххлористого углерода наблюдается интенсивное смолообразование и забивание трубок кипятильника. Цель изобретения - упрощение техно логии, процесса. Указанная цель достигается тем, что «в способе очистки уксусной кисло ты, полученной путем окисления ацетал дегида в присутствии ацетата марганц от примесей воды и муравьиной кислоты путем аэеотропной ректификации в при сутствии гетероазетропного компонента, в качех:тве гетероазетропного ком понента используют бензол, а ректификацию проводят при концентрации во ды в верхней части колонны, равной 5,0-6,0 вес.%. На чертеже изображена схема осуществл ния способа. Уксусную кислоту-сырец из емкости 1 подают в отгонный аппарат 2-3 эффективностью 1-2 теор. тарелки для отделения солей и примесей высококипящих соединений. С целью предотвращения образования смолистых продукто с помощью насоса 4 устанавливают контур циркуляции с кратностью циркуляци не менее 3. Температуру в кубе Отгонного аппарата поддерживают равной 119-1200С; давление не более 0,2 ати а температуру в верхней части аппарата - 117-118 0. Кубовый продукт, содержащий в основном ацетат марганца, растворенный в смеси зтилендиацетата и уксусной кислоты, может быть рециркулирован в реактор окисления ацетальдегида. Уксусную кислоту-сырец освобожденную от высококипящих примесей и ацетата марганца, направляют из верхней части отгонного аппарата в колонну отделения легкокипящих компонентов и вводят в центральную часть колонны 5. Температуру верхней части колонны поддерживают не выше , температуру в кубовой части - 120-123С, давление 0,2-0,3 атм. Легкокипящие примеси {ацетальдегид, метилацетат, метанол) из верхней части колонны направляют в колонну б выделения ацетальдегида и метилацетата, а уксусную кислоту-сырец - в колонну 7 обезвоживания и очистки от муравьиной кис- лоты. Колонна обезвоживавания и очист ки от муравьиной кислоты имеет не менее 50-60 тарелок колпачкового типа. Ввод уксусной кислоты-сырца осуществляют таким образом, чтобы кубовая часть колонны имела примерно 20-25 тарелок. В верхнюю часть колонны подают в качестве азеотропного компонента бензол, который образует многокомпонентную гетероазеотропную смесь, состоящую из воды, муравьиной кислоты и уксусной кислоты, при таком режиме работы колонны 7 вода удаляется примерно на 95%, муравьиная кислота - на 75-80%. Очищенная уксусная кислота из куба колонны азеотропной ректификации поступает в колонну 8 получения товарной уксусной кислоты примерно на 15-16 тарелку. Колонна получения товарной уксусной кислоты имеет не менее 45 тарелок. Шлвод товарной кислоты осуществляют с 35 тарелки, которая выполнена в виде глухой тарелки. Температуру на 35 тарелке поддерживают равной 117117,, температуру в кубовой части колонны - 124-125С С, давление -0,30,4 ати. Дистиллят, отбираемых из верх ней части колонны направляют в колон- , ну азеотропной ректификации с целью утилизации некондиционной уксусной кислоты, Б кубовой части колонны организуют принудительную циркуляцию продукта (кратность циркуляции 10) с целью предотвращения образования смолистых продуктов. Кубовый остаток колонны выделения товарной уксусной кислоты накапливают и периодически подвергают разгонке с целью выделения этилендиацетата, который используют как товарный продукт. Результаты очистки уксусной кислоты по предлагаемому способу приведены в табл. 2-5. Предлагаемый способ обеспечивает выделение уксусной кислоты с содержанием основного вещества не менее 99,899,9% при степени отбора не менее 99,0%, при зтом существенно упрощается технология процесса за счет замены четыреххлористого углерода на бензол. Таблица 1

Верхний слой:

ная

96,25 120 та

ьиная

0,53

0,43 та 4,17 3,32 121

Нижний

Следы

Уксусная кислота Отс.

Муравьиная

11,0

0,37 кислота 89,0 3,0

Вода ССё

слой I

Отбор муравьиной кислоты, % 89,0 Отбор воды, %73,2

Кислотность водного слоя Отс. Уксусная кис113,4 94,5 лота

Метилацетат 0,72 0,60

2,556 2,13

Отбор с низа колонны: 0,084 0,07 Уксусная кислота 0,03 Уксусная кислотаАцетальдегид Метилацетат

:1родолжение табл. 1

Уксусная кислота 0,3

3,4

Муравьиная кислота0,09 ОД

Вода CCf

99,6 110,5 .

остаток:

Уксусная кислота

Муравьиная кислота

Вода

ссе

Таблица Отбор с

Ацетальдегид

Метилацетат

Муравьиная кислота

Вода

1,123 Высококипящие

Таблица ;Отбор с верха колонны: 109,18 96,62 Уксусная кислотаСледы0,347 0,307 Ацетальдегид0,34733,04 0,й93 0,613 Метилацетат0,69366,0 верха колонны: Уксусная кислота 113,37 96,62 Муравьиная кис-муравьиная лота0,347 0,307 лота 2,43 2,148 Вода Отбор с низа колонны:

Бензольный слой: Уксусная кислота104,17 94,7 Муравьиная кислота2,17 Водный слой: Следы детальдегидСледыМетилацетат Высококипящие Следы примеси Стабилизирован2,83 Ацетальдегид ная вода Кубовая жидкость:

Отбор муравьиной кислоты, % 81,8 Отбор воды, %95,7

кислотность водного слоя, % 0,91

Продолжение табл. 3

Уксусная кислота 109,18 97,52 Муравьиная кис0,347 0,3 2,42 2,17 Следы Следы

Таблица 4 Уксусная кис Муравьиная к та А1|етальдегид Метилацетат Уксусная кисл Муравьиная к та Вода Метилацетат Уксусная кисл Муравьиная ки та Высококипящие примеси кисСледы0,01 0,95 ,2 0,036 0,146 леды 4,98 99,45 0,912 4,44 ,16 91,65 леды 03,92 99,69 0,058 0,25 леды леды Уксусная кисло- 109,6 та Вода0,275 Муравьиная кис0,067 Следы Высококипящие Следы примеси

Таблица 5 Отбор с верха колонны:1,2 83,5 Уксусная кислота 0,212 14,75 0,025 1,74 Муравьиная кислота Следы Отбор товарного продукта с глухой тарелки: 104,39599,9 Уксусная кислота 0,06230,06 0,0418о,04 Муравьиная кислота Кубовая жидкость: 4,0299,5 Уксусная кислота Высококипящие при0,020,5 меси