Способ очистки сложных эфиров Советский патент 1981 года по МПК C07C67/48 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ

1

Изобретение относится к органической химии, конкретно к способу очистки сложных эфиров, полученных этерификацией карбоновых кислот или их ангидридов алифатическими спиртами нормального или изостроения в присутствии катализатора этерификации или без него. Сложные эфиры находят применение в основном в качестве пластификаторов различных термопластов .

Известен способ очистки сложных эфиров, полученных этерификацией . карбоновых кислот или их ангидридов алифатическими спиртами нормального или изостроения в присутствии катализатора этерификации или без него, заключающийся в нейтрализации кислых компонентов водным раствором щелочного агента, отделении эфира от солей нейтрализации, выделении избыточного спирта из эфира, обработке эфира сорбентами и фильтрации l.

Известен также способ очистки дибутилфталата, заключающийся в отгонке основной массы бутанола при остаточном давлении 50-90 мм рт.ст., нейтрализации водным раствором карбоната натрия, отмывке солей нейтрализации водой и отгонке остатков бутанола на колпачковой тарельчатой колонне острым перегретым паром при 100-180°С и остаточном давлении 30-50 мм рт.ст. 2.

Кроме того, известен способ очистки сложных эфиров путем последовательной нейтрализации, промывки и отгонки летучих веществ острым перегретым паром, в соответствии с

которым отдувку этих веществ проводят с применением нескольких последовательно расположенных колонн при постепенном углублении вакуума и противоточном движении острого перегретого пара по отношению к эфиру. Непрерывный способ очистки ди(2-этплгексил)фталата-сырца включает двухстадийную нейтрализацию в капельном нейтрализаторе и аппарате

с мешалкой, промывку водой и отгон избыточного спирта вначале в роторно-пленочном испарителе, а затем в тарельчатой колонне с острым перегретым паром З.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ очистки сложных эфиров, например дибутилфталата, полученного этерифи-.

кацией фталевого ангидрида бутиловым спиртом с последующей отгоыкой основной части бутанола при 130-; и остаточном давлении 11060 мм рт.ст,, путем нейтрализации кислых компонентов воднь тм ргютвором щелочного , отделения солей .нейтрализации и отгона остатка бута нола с остры перегретым паром при 110-120°С и остаточном давлении 120 80 мм рт.ст. с последующей обработкой полученного эфира сорбентами и , фильтрацией . Недостатками известных способов являются большой расход острого пара и химзагрязненных стоковых потер со стоками сырья и целевого продукт Цель изобретения - упрощение про цесса и увеличение выхода целевого продукта. Поставленная цель достигается тем, что в способе.очистки сложных эфиров, полученных этерификацией ка .боновых кислот с числом углеродных атомов от б до 18 или их ангидридов алифатическими спиртами нормаль ного или изостроения с числом углеродных атомов от 1 до 12, или смесью указанных спиртов, с последующей отгонкой основной части спир при 100-200 С и остаточном давлении 100-10 мм рт,.ст., путем нейтрализации кислых компонентов водным раствором щелочного агента, отделения эфира от солей нейтрализации, выделения избыточного спирта из эфира, обработки сорбентами и фильтрации, вьщеление избыточного спирта проводят путем смешения полученного эфира при 20-90°С с оборотной водой содержащей 0,1-8% спирта, взятой в количестве 1-100% от веса эфира, с последующей отгонкой водно-спирто вой паровой смеси при 50-170°С и давлении от атмосферного до остаточного 10 мм рт.ст. После выделения избыточного спирта проводят обработку эфира ос рым перегретым паром при 100-20О°С и остаточном давлении 20-200 мм рт.ст. Предлагаемый способ может быть применен для очистки эфиров, полученных взаимодействием различных карбоновых кислот, например фталевой, адипиновой, себациновой, азел новой, пиромеллитовой, тримеллитовой, стеариновОй или йх ангидридов алифатическими- спиртами нормальног или изостроения, например -метаноло этанолом, смесью нормальных и изоспиртов Cg-Cg, смесью нормальных спиртов C-,-Ci) в присутствии катали заторов этерификации, таких как се ная кислота, сульфокислоты, тетраалкилтитанат и др. При этом для выделения избыточного спирта из очищаемого эфира ис пользуют оборотную воду - реакцион ную воду, конденсат острого пара. отя оборотная вода содержит, в заисимости от получаемого пластифиатора, от 0,1 до 3% спирта при смеении оборотной воды с эфиром и последующем отгоне удается выделить спирт из эфира. Для отгонки следов спирта, а также для удаления запаха после отгона оборотной воды проводят обработку эфира острым паром, расход которого при этом составляет 25-30% от расхода по известному способу. При периодической организации очистки предлагаемый способ может быть реализован в обогреваемом аппарате емкостного типа с мешалкой. Эфир-сырец после нейтрализации и отделения солей нейтрализации смешивают при 20-90°С с оборотной водой. Затем при 50-170°С и давлении от атмосферного до остаточного 10 мм рт.ст. отгоняют водно-спиртовую паровую смесь. -После прекращения отгонки остатки летучих веществ удаляют с острым паром. При непрерывной организации очистки при 20-90°С в смесительном устройстве (например в аппарате с мешалкой, насосе, статическом смесителе) непрерывно смешивают эфир, предварительно отнейтрализованный и отделенный от солей нейтрализации, и оборотную воду. Полученную смесь непрерывно вводят в отгонный аппарат емкостного или колонного типа, где проводится отгон,водно-спиртовой паровой смеси при 20-170с и давлении от атмосферного до остаточного 10 мм рт.ст. Остатки летучих веществ удаляют острым паром. Примеры 1-4. В обогреваемой колбе с мешалкой емкостью 1 л проводят очистку дибутилсебацината диметилфталата, -бутилстеарата и диизододецилфталата, полученных в процессе этерификации соответствую- щих кислот или ангидридов спиртами. После этерификации от эфира-сырца отгоняют часть избыточного спирта при температуре, в зависимости от природы спирта, 100-200-С и ос таточном давлении 100-10 мм рт.сТ. В колбу загружают 600 г эфирасырца, проводят нейтрализацию водным раствором едкого натра концентрацией 2,5 вес.% при 80°С и атмосферном давлении при перемешивании в течение 0,5 ч. Затем мешалку выключают, проводят отстаивание в течение того же времени, отделяют водносолевой слой, добавляют воду в количестве 50% от веса эфира, проводят промывку при перемешивании в течение 0,5 ч при 80°С, отстаивание также в течение 0,5 ч и отделяют водный слой. К нейтральному и очищенному от солей нейтрализации эфиру добавляют при перемешивании оборотную

воду и затем отгоняют водно-спиртовую паровую-смесь. В примерах 1,3 и 4 эфир дополнительно обрабатывают острым паром, а после отделения избыточного спирта - сорбентами (активированным углем и глиной гумб.рии, взятыми в количествах 0,5% от веса эфира) при 100°С и остаточСодержание свбодного спирта, г/% к ЭФИРУ

Температура смешения,с

Количество оборотной воды, г/% к эфиру

Содержание спирта в оборотной воде,%

Температура при отгоне,°G

Давление при

отгоне,

мм рт.ст. Отогнаноспирта от эфира с оборотной водой, г/%

Подано острого пара, г/% к эфиру

Время отгона с острым паром, мин

Температура при отгоне с острым паром,° С

Давление при отгоне с острым паром, мм рт.ст.

ном давлении 10 t/SM рт.ст., затем фильтруют.

Для сравнения проводят аналогичные опыты, но без использования оборотной воды для выделения избыточного спирта.

В табл.1 приведены условия и результаты проведеннЕлх опытов.

Таблица 1

Предлагаемый способ

1,5/0,25 Зб/б

10,8/1,8

90

70

120/20

600/100

ОД

130

50

10

50

1,5/100 25,2/70 8,64/80

180/30 30/5

О/О

43

130

200

200

20

Условия

Выход целевого продукта, вес,%99,1

Подано острого пара, г/% к эфиру

Время отгона с острым па- . ром, мин

Температура при отгоне с острым паром,с

Давление пр. отгоне с острым паром.

Пример 5. На установке непрерывного действия, включающей аппарат с мешалкой емкостью 1 л для смешения эфира с оборотной водой, аппарат с мешалкой емкостью 1 л для отгона оборотной воды и насадочную колонну диаметром 40 мм и высотой 500 мм для обработки эфира острым паром, проводят выделение свободных спиртов из диалкилфталата-789 (ДАФ-789). Последний,полученный в процессе этерификации фталевого ангидрида смесью спиртов , отнейтрализовывают водным раствором едкого натра концентрацией 2,5 вес.% при 80°С и атмосферном давлении и отделяют водно-солевой слой после отстаивания в течение 1 ч. Далее эфир промывают водой в количестве 50% от веса эфира при 80с и атмосферном давлении и отделяют водный слой после отстаивания в течение 1 ч.

Нейтральный и отделенный от соле нейтрализации эфир и оборотную воду

Продолжение табл.1

99,4 99,2

99,2 Известный

45/7,5 540/90 102/17

130

25

130 3

200

в количествах 2000 и 400 г/ч соответственно непрерывно вводят в смеситель. Эфир-сырец содержит 4% свободных спиртов C-j-Cg, а оборотная вода - 0,1% тех же спиртов. В аппарате с мешалкой непрерывно отгоняют оборотную воду со спиртом при и давлении 20 мм рт.ст. и затем непрерывно обрабатывают эфир в насадочной колонне острым паром также при 130°С и давлении 20 мм рт.ст.Расход острого пара 120 г на 1 кг эфща. Выход целевого продукта 98,9 вес.%.

Для сравнения проводят опыт без использования оборотной воды для выделения избыточного спирта. Расход острого пара 360 г на 1 кг эфира Выход целевого продукта 98,6%.

В табл.2 приведены показатели качества целевых продуктов, описанных в примерах 1-5. Качество эфиров не меняется в зависимости от способа очистки и соответствует требованиям ГОСТа или ТУ.

Таблица 2