Способ разделения разбавленных водных смесей этанола и ацетона Советский патент 1981 года по МПК C07C49/08 C07C45/82 C07C31/08 C07C29/80 

1

Изобретение относится к усовершенствованию способов разделения водных смесей этанола и ацетона и может быть использовано в процессе регенерации органических растворителей и очистке сточных вод во мнвгих отраслях химической промышленности.

Известен способ разделения водных смесей н-бутиламина путем ректификации в насадочной колонне с использованием в качестве поверхностно-активного вещества н-деканола.. Добавление н-деканола увеличивает эффективность разделения в области низких концентраций. Разделению подвергают водну1р смесь н-бутиламина с содержанием последнего в смеси 0,,5 мол. %. Концентрация вводимого в нижнюю часть колонны н-деканола составляет 0,1 мол. W.

Недостаток известного способа -. использование в качестве поверхностно-активного вещества н-деканола, который в процессе ректификации попадает.В целевой продукт, что ведет к его загрязнению и дополнительным затратам на осуществление способа.

Наиболее близким решением к предлагаемому является способ разделения водных смвсей органических компонентов путем ректификации в присутствии поверхностно-активных ее- . ществ в колонне с ситчатыми тарелками. В качестве поверхностно-активного

10 вещества используют летучее Bei ecTBO 1 деканол, раствор которого непрерывно подают в нижнюю часть колонны. Разделению подвергают водный раст вор муравьиной кислоты с содержанием

15 муравьиной кислоты 7,2-59,2 мол.%. Деканол вводят в количестве до , 0,25 об. % по отношению к исходной смеси 2 J.

Циркуляция раствора поверхностно20активного вещества не предусмотрена.

Добавление небольших количеств 1-деканола (0,2-0,8 мг/л) приводит к незначительному увеличению эффективности разделения в процессе ректификации с 50 до 56%, т.е. на 6%, но при этом происходит загрязнение дистиллята и кубового остатка 1-деканолом вследствие его летучести. Отсутствие циркуляции ПАВ и дополнительная стадия очистки целевого продукта существенно усложняет технологию этого процесса. Цель изобретения - упрощение тех нологии процесса и увеличение эффек тивности разделения. Поставленная цель достигается тем, что разделение разбавленных вод ных смесей этанола и ацетона проводя путем ректицикации в присутствии поверхностно-активного вещества, а в качестве поверхностно-активного веще ства используют додецилбензолсульфонат натрия, который однократно подают в куб колонны с концентрацией 1-3 вес. по отношению к жидкости в кубе, и образующийся водный раствор додецилбензолсульфоната натрия подают в область разделения разбавленных водных смес й, обеспечивая его циркуляцию, при этом кубовый остаток, отбирают из куба колонны в виде насыщенного водяного пара. Содержание додецилбензолсульфоната в количестве 1-3 вес. %, являет ся рабочим диапазоном действия поверхностно-активного вещества. Образующийся, водный раствор поверхност но-активного вещества из куба подают на тарелку колонны, являющуюся верхней границей области разделения разбавленных водных многокомпонентных смесей, в количестве, обеспечивающем идентичную гидродинамическую обстановку на всех тарелках области разделения. Вследствие своей нелетучести поверхностно-активное вещество не оказывает загрязняющего да ствия на дистиллат и кубовый остаток который отбирают из куба колонны в виде насыщенного водяного пара. Выбор поверхностно-активного веще ства обусловлен нелетучестью в системе поверхностно-активное вещество-вода, полной растворимостью в вод способностью образовывать пейу при небольших концентрациях, отсутствием химического взаимодействия поверх ностно-активного вещества с микропри месями смеси. Повышение эффективности разделени органических летучих микропримесей смеси при ректификации в присутст64ВИИ поверхностно-активных веществ связано с увеличением коэффициентов массопередачи. Это, в свою очередь, позволяет обеспечить требуемое качество продуктов яри меньших значениях флегмового числа, что приводит к уменьшению расхода греющего пара в кубе колонны и соответственно уменьшению энергетических затрат на проведение процесса ректификации. П р и м е р 1 . Процесс проводят в ректификационной колонне диаметром 60 мм, имеющей 10 ситчатых тарелок. В куб колонны загружают исходную смесь 10 л, содержащую 0,7 вес.% ацетона и 0,7 вес.% этанола и поверхностно-актовное вещество (ПА8) додецилбензолсульфонат натрия, концентрация которого в кубе составляет 1 вес.%. В процессе работы колонны часть образующегося дистиллята . . 3,6 кг/ч, содержащего 15 вес. % и t5 вес. % этанола в виде флегмы подают в колонну. Оставшийся дистиллят в количестве 0,36 кг/ч возвращают в куб. Процесс проводят при скоростях пара в колонне 0,6 м/с, 0,8 м/с, 1,0 м/с и флегмовом числе 10.Водный раствор ПАВ 61% из куба насосом подают в верхнюю часть колонны в количестве 0,18 кг/ч.ПАВ равномерно распределяется по высоте колонны, концентрация его на тарелках составляет 0,05 вес. %, Хроматографический анализ жидкости в кубе показал отсутствие ацетона и этанола. Флегмовое число равно 10 . ПАВ однократно Загружают в куб колонны с концентрацией 1 вес. % по отношению к жидкости в кубе. Затем водный раствор.ПАВ насосом подают в верхнюю часть колонны в количестве 0,18 кг/ч. Результаты,полученные предлагае-мым способом, и данные по эффективности разделения, полученные известным способом приведены в таблице. Пример2. Процесс проводят аналогично примеру 1. Концентрация ПАВ - додецилсульфоната натрия в кубе составляет 3%, Полученные результаты аналогичны использованию добавки ПАВ, за исключением того, что концентрация ПАВ в кубе составляет 3%, а ПАВ равномерно распределяется по высоте колонны с концентрацией 0,1 вес. %. 589162 Увеличение коэффициентов массопередачи позволяет обеспечить требуемое качество продуктов при меньших значениях флегмового числа, что приводит к уменьшению расхода греющего пара в кубе колонны на 10-15% и соответственно к такому же уменьшению энергетиSческих затрат на проведение процесса ректификации. Существенно упрощается технология процесса в результате отсутствия загрязняющего действия ПАВ на дистиллят и кубовый остаток, который отбирают из куба колонны в виде насыщенного водяного пара.

/

S S г S

Формула изобретения

Способ разделения разбавленных водных смесей этанола и ацетона путем ректификации в присутствии поверхностно-активного вещества, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесс са, и увеличения эффективности разде ления, в качестве поверхностно-активного вещества используют додецилбензолсульфонат натрия, который однократно подают в куб колонны с концентрацией 1-3-вес. % по отношению к жидкости в кубе, и образующийся водный раствор додецилбензолсульфоната натрия подают в область разделения разбавленных водных смесей.

9162610

обеспечивая его циркуляцию,при этом кубовый остаток отбирают из куба колонны в виде насыщенного водяного пара.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I.Ponter Antony В, Trauffler Plerry, Vljayan S., Effect of ,0 surfactant .addition upon packed

distillation coiunin pferformanse.Jnd. Ind. Chem. Process. Des. Dev. 1976, V. 15, H 1, p. 1966-139..

2.Brumbaugh K. H. Berg J. C. Efts feet of surface active адепДоп a sieve plate distillation Column.AlChE, 1973. y. 19, H- 5, P. 10781080,(прототип).