Способ выделения фурфурилового спирта из продуктов гидрирования фурфурола

 

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ФУРФУРИЛОВОГО СПИРТА ИЗ ПРОДУКТОВ ГИДРИРОВАНИЯ ФУРФУРОЛА ректификацией фурфурилового спирта-сырца с подачей воды на первой стадии и отбором целевого . продукта, о т л-и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения процесса и повышения качества целевого продукта , ректификацию проводят в две стадии, причем подачу воды с температурой Ш-50 с осуществляют в обезвоживающую колонну в количестве 12-1А,5 от веса сырья и ректификацию проводят при остаточном давлении 53,0-80 гПа с отбором головйой фракции при скорости 0,,05 /н ч и флегмовом числе 1-2, а на второй стадии ректификацию проводят при остаточном давлении ,0 гПа с с отбором целевого продукта при скорости отбора 0,200-0, и (Л флегмовом ч.исле 1-2,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1057503 A з(51) С 07 0 307/44

С р ЪЪ4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К ABTOPGHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 } 3439663/23-04 (22„) 24.03.82 (46) 30.11.83. Бюл. У 44 (72) В.A.Âàñèëüåâà, С.А. Федотова, l0.À. Цирлин, А.Г. Демин, Н-.И. Пасынков. и Н.Н. Ржанников (71) Научно-производственное гидролизное объединение "Гидролизпром" (53) 547.722.07(088.8) (56) 1. Патент ПНР М 86551, кл. С 07 D 307/44, опублик. 1976

2, Технологический регламент производства фурфурилового спирта.

Кировский биохимический завод, 1978 (прототип). 4. (54)(57) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ФУРФУРИЛОВОГО СПИРТА ИЗ ПРОДУКТОВ ГИДРИРОВР-

НИЯ ФУРФУРОЛА ректификацией фурфури" лового спирта-сырца с подачей воды на первой стадии и отбором целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения качества целевого продукта, ректификацию проводят в две стадии, причем подачу воды с температурой 40-50 С осуществляют в обезвоживающую колонну в количестве

12-14,54 от веса сырья и ректификацию проводят при остаточном давлении 53,0-80 гПа с отбором головйой фракции при скорости 0,04-0,05 м /м ч и флегмовом числе 1-2, а на второй стадии ректификацию проводят при остаточном давлении 53,0-67,0 гПа с отбором целевого продукта при скорости отбора 0,200-0,240 м /и ч и флегмовом числе 1-2«

С:."

1 10575

Изобретение относится к усовер,шенствованному способу выделения фурфурилового спирта иэ продуктов гид. рирования фурфурола. Фурфуриловый спирт широко используется в производстве полимерных материалов, как ингредиент связующе -о вещества для литейных стержней, как основа для коррозионно-стойкой смолы, Известен способ (1) выделения Фур- 10 фурилового спирта иэ продуктов гидрирования Фурфурола методом аэеотропной дистилляции, процесс проводится в три стадии, .причем на первой отгоняется сильван и вода, эти продук" ты разделяются и получаемый сильван, подвергнутый очистке на специальной колонне, как азеотропный агент, повторно используется в процессе дистилляции, на второй стадии подвергается дистилляции под пониженным давлением (25 мм рт.ст,J смесь Фурфурола, Фурфурилового спирта и высоко« кипящих компонентов; здесь Фурфуриловый спирт освобождается от Фурфурола д и на третьей стадии фурфуриловыйспирт; очищается от высококипящих компонен- тов и смол путем ректификации под пониженным давлением (25 мм рт.ст.) .

Качественные показатели фурфурилового спирта, мас.Ь фурфуриловый спирт 98,7

ТГФС (тетрагидрофурфуриловый спирт) 0 5 юурфурол 0,8

Недостатком указанного способа явля-З5 ется высокая концентрация Фурфурола в целевом продукте до 0,8 масА.

Кроме того, отгонка фурфурилового спирта на первой стадии при атмосфер. ном давлении приводит к потерям фурфурилового спирта за счет смолообразо. вания (температура в кубе обезвоживающей колонны 170-180 С). Фурфуриловый спирт относится к термически нестойким. продуктам, при высоких температу-45 рах образуются смолистые вещества.

Наиболее близким по технической . сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ выделения фурфурилового спирта из продуктов 50 гидрирования фурфурола, заключающийся в том, что фурфуриловый спирт-сырец (гидРюр), содержащий кроме фурфурилового спирта сильван, воду, фур. фурол и тяжелые продукты, смешивают у с водой в количестве 203 от гидрюра ! и насосом подают на питающую тарелку обезвоживающей колонны, работающей

03 2 при остаточном давлении 106-190 гПа и с флегмовым числом 8- 10 с последующим отбором головной фракции, содержащей сильван, воду, фурфурол как легкокипящие компоненты при скорости

0,10-0,16 м /м2 ч и температуре верха колонны 70-80 С.

ФурФуриловый спирт и высококипящие примеси выводят из куба обезвоживающей колонны и направляют во вторую отгонную колонну, работающую при остаточном давлении 60-100 гПа, и отбирают Фурфуриловый спирт при скорости 0,310-0,320 м /м ч и флегмовом числе 0,5-1,0, а головную фракцию, со- держащую до 803 Фурфурилового спирта, направляют в колонну для регенерации фурфурилового спирта.

f1o данной технологии получают фурфуриловый спирт следующего состава, ;мас.3: фурфуриловый спирт 98,5; фур" . фурол 0,6; вода 0,5 L2).

Недостатком известного с особа является то, что при расходе воды, подаваемой с гидрюром в первую колонну в 203 от объема гидрюра, не обеспечивается более полное освобождение фурфурилового спирта от фурфурола и воды, а содержание Фурфурилового спирта в головной фракции составля- . ет 803 из-эа неудовлетворительного разделения головных примесей и целе. вого продукта даже при Флегмовом числе 8-10.

Это обусловливает необходимость в регенерации Фурфурилового спирта и приводит к значительному удельно" му расходу тепла как на образование

Флегмы, так и на последующую регенерацию. Кроме того, примесь фурфуро ла составляет 0,63, а содержание целевого продукта 98,53.

Цель изобретения — упрощение процесса путем исключения одной стадии ректификации и снижения энергозатрат, а также повышение качества це" левого продукта эа счет уменьшения содержания фурфурола.

Поставленная. цель достигается тем, что выделение фурфурилового спирта иэ продуктов гидрирования фурфурола путем ректификации проводят в две стадии, причем на первои стадии осуществляют подачу воды с температурой 40»

50 С в верхнюю часть колонны в коли- честве 12,0-14,53 от веса сырья и процесс ведут при остаточном давлении 53,0-80,0 гПа с отбором головной фракции при скорости 0,04-0,05 м /

03 4

Таблица 1

Состав гидрюра, 4

Фурфурол/Сильван

o,1/0,5 1,5/o,15 l,o/o,o4 1,2/0,05 o,9/0,06 0,7/o,ll

Количество воды на гидроселекцию, 3 от питания

14,5

12,06 18,72 14,0

13,5

12,7 з 10575

/м ч, флегмовом чиспе 1-2, а на вто рой стадии осуществляют отбор целевого продукта при скорости отбора

0,200-0,240 м /м2 ч, флегмовом числе

1-2 и давлении 53,0-67,0 гПа.

Процесс осуществляют следующим образом.

Фурфуриловый спирт-сырец, содержащий кроне фурфурилового спирта сильван, воду, фурфурол, тетрагидрофурфу- 10 риловый спирт, направляют на питающую тарелку обезвоживающей колонны, работающей при давлении 53,0-80,0 гйа.

Ректификацию на этой стадии произ» водят при пониженном давлении с це". лью сократить до минимума образование продуктов осмоления фурфурилового спирта в колонне. Пределы остаточного давления в колонне выбирают экспериментально с учетом реальных возможнос о тей вакуумирования ректификационных колонн на производстве..Легколетучие примеси Фурфурилового спирта концентрируются в верхней час- ти колонны. Это обусловливает подачу подогретой воды в верхнюю часть колонны. Вода при температуре 40-50 С поо .дается в количестве 12,0-14,53 от .сырья. Количество воды определяется условиями выделения фурфурола и других легколетучих продуктов (например сильвана} в виде азеотрбпов с водой - Фурфурол-вода, сильванвода и др..Экспериментально установленное количество воды обеспечивает возможность совмещения на первой стадии процессов освобождения

Фурфурилового спирта-сырца от всех легколетучих продуктов и его обезвоживания. Образование азеотропов 40 с минимумом температуры кипения позволяет одновременно снизить содержание фурфурилового спирта в головной фракции. При температуре верха колонны 30-36 С скорости 0,04- 45

0,05 м /м ч и флегмовом числе 1-2 отбирают дистиллят, содержащий азео тропы летучих примесей, воду и не" большое количество фурфурилового спирта. Из куба колонны выводят обезвоженный фурфуриловый спирт, содержащий не более 0,1003 воды и фурфурола и направляют на питающую тарелку отгонной колонны, работающей при давлении 50,0-67,0 гПа.

При температуре верха колонны

91-95 С при скорости 0,200-0,240 м /

/м ч и флегмовом числе 1-2 отбирают в виде дистиллята чистый фурфуриловый спирт.

Состав дистиллята, масА: вода

0,016, Фурфурол 0,022, фурфуриловый спирт 99,90, ТГФС 0,062. Выход фурфурилового спирта от сырца 90,0ь.

Расход пара 0,7 т на 1 т товарного продукта.

Оптимальная величина скоростей отбора и флегмовых чисел обусловлена реально-возможным составом гидрюра (фурфурилового спирта-сырца), поступа» ющего на очистку с целью получения товарного фурфурилового спирта.

Согласно практики работы предприятий промышленности показано, что в гидрюре содержание фурфурола колеблется в пределах 0,5-1,23, сильвана

0,04-0,123. Превышение содержания данных примесей в гидрюре выше указанных пределов не допускается. Этим и объясняется выбранный диапазон параметров процесса ректификации., Ио существующей в промышленности технологии гидрюр перед ректификацией. смешивается с водой и затем подается на колонну (количество воды 203 от питания). По данному способу расход воды на гидроселекцию обусловливается составом гидрюра и рассчитывается по составам азеотропов вода-фурфурол и вода-сильван.

Выбранный диапазон иллюстрируется данными табл.

5 10575

Данные, представленные в табл. 1, рассчитывают следующим образом. При концентрации фурфурола в гидрюре 1,04. и сильвана 0,043 для образования азеотропов вода-фурфурол (содержание 5

Фурфурола 35,2:,;) и вода — сильван (содержание сильвана 4,93) необходи мо 17+18 мл = 35 мл воды. Головную фракцию необходимо выводить в виде нерасслаивающейся жидкости. Для l0 этого, учитывая растворимость фурфуОола в воде 8,0-8,5i при 20ОС, вводится избыток воды для получения

83-ного раствора. В сумме на гидроселекцию необходимо ввести 58,75 мл 15 воды или 14i от веса питания.

20

Состав фурфурилового спирта, мас.4: вода 0,016; фурфурол 0,022;, ТГФС 0,062, фурфуриловый спирт 99,90.

Состав всех продуктов определяют газовым хроматографом.

Зависимость качества фурфурилового спирта от режима показателей работы ректификационной установки дана в табл. 2.

Пределы давления, указанные в

Формуле изобретения, выбраны, исходя из следующих соображений.

Для обезвоживающей колонны необходимо понизить давление до 5380 гПа (т.кип. 36-40 С вверху колонны, 90-100 С в кубе колонны), более глубокого разрежения в колонне не требуется, так как понижение температуры вверху колонны потребует специального охлаждения воды, подаваемой в дефлегматор, для исключения потерь головной фракции в вакуумную линию,. При выбранном давлении заметного осмоления фурфуриловый спирт в кубе колонны не претерпевает.

Температура кипения веществ определяется остаточным давлением в сис- теме, поэтому в Формуле приведены только данные по давлению.

Для отгонной колонны пределы остаточного давления выбраны с учетом реальных возможностей вакуумирования ректификационных колонн на про изводстве be3 использования прецизионной вакуумной техники. Расширения диапазона давления не требуется.

П р и и е р 1. Фурфуриловый спирт. сырец, содержащий, l: сильван 0,04; вода 1,77; фурфурол 1,02; фурфуриловый спирт 96 41 тетрагидрофурфурилового спирта (ТГФС) - 0,0644 и пентадиолов - 0,093) в количестве420,0 мл/ч подают на питающую — двенадцатую тарелку обезвоживающей колонны (число тарелок 20), работающей при остаточном давлении в колонне 60 гПа.

8 верхнюю часть обезвоживающей колонны подают воду, подогретую до 55 С в количестве 60 мл/ч. При температу0 ° ре 36 С вверху колонны со скоростью

0,04 м /м ч и флегмовом числе 2 от> 2 бирают головную фракцию в количестве

84 мл/ч. Головная Фракция имеет состав, мас .3: сильван 4,70; вода 78,70, фурфурол 5,03 и Фурфуриловый спирт

11,57 мас.ь- Обезвоженный Фурфуриловый спирт в количестве 396,0 мл/ч, содержащий, ма1.3; вода 0,013, фурФурол 0,020, фурфуриловый спирт

99,80, ТГФС 0,065; пентадиолы 0,098 поступает на питающую тарелку отгонной колонны (число тарелок 20), работающей при остаточном давлении в колонне 40 мм рт.ст. (53,0 гПа) .

При температуре вверху колонны

91 С при скорости 0,22 м >/м2 ч и

Флегмовом числе 1 отбирают фурфуриловый спирт заданной степени чистоты в количестве 365 мл/ч.

l057503

СЧ 1

Igt

51.I

Сl

1Q I

1 е!

1- 1.

I

1

1!

I

1 1

6 Р е

v е

s !

O.

C о о

L о о с

O. .«« в

CL

>« в

1 е з

1- С х о

e z

С: CC л

Cl л

О м

СЛ

Ю.

1.С л л

Ю аА

СЧ

СЧ л

Ю е

Х

X о

1 о х

C е

Х

Х о а

lЮ о

1 о« в о а ас«х z

С4 л

ОЪ

О1

С4 О л

О

ОЪ

:««X в о.

3 с и и

1 в

Ъ« а с о в а л

О1

CD л

CD аА

Cl

СЧ

CD л

Ю

СЧ л

Cl е

1 о о

С.Э

СЛ л

LA

Ю

СЧ

Ю м л

Ю м

Ю л

1 о

l»

Э о с

e v

00 л

Ю л

an

С4 О л

Ю О

CD м л

aD

LA

СЧ 00

coz

О I о! ma. з. х o,о z а «с с 01

tees v и а

ОО: О Е!

t- б В б 1- S

1

1 !

1

1

I

I

I

1 1

I

I

t

I

1

1

1

I

1

1

v о

О

СЧ л

СЧ л л

О а о

o to

Y lw o

Х о с о х

z

% о и

Ф

lO

e «z о е

1 Cl ао с о

Х ©

0 б л

X

5 6 0

Y o е о

CL Е в E

CD м сО л

an

Ю л

Ю

1

1, 1

1

1 м

Ю

МЪ

Оъ

Ю л

Ю

Ю л

СЧ

Ю

1

I

I ! О

l СС\

I л

1 Р

I

I

I о ! . О

° л

I о

Х а

/ о с

Ю л л

Ю О л

CD .

МЪ л

СЧ ей о

COs

«к о е z ай о

1о о л

X У

504 х s е w в* ай!

Cl

Ю л

CD

ОЪ

Ю

° \

Ю О

СЧ

О л

Ю ао о

О!О С

Х 1- О

ОО!

I

1

1

I

I

I

I

1

1

1

I

1

1

1 !

1

I .!

I

I

I

1 ! !

1. 1

1

I

I

I

l

I

I

1 I

s ао

egoL.

55®й о е,о

CL В о

I» Cl 1 о

Ф С« l1

5 Z tC C«t

X 5 Э

О е.ЗСО

ы а o! л а а и

О:««S 1- сЖ хоо а а Ф x v э о с е мвс v s

- Ф СЧ м

О Ю

О СЧ л О1 л

О1 ОЪ О1 ОЪ О О

СС\ М

CD CD л

О Ю

СЧ 06

СЧ л» Ю л

О О в л в О LA М

СЧ СЧ л л

Ю Ю Ю м

Л О л л

00 О1

LA л

c« ah л

О О л

О Ю

О О

СО л . л

О О сО LA

CD О л

Ю О

СО

О л л

О Ю

О а 00

Ф 00 00 л . л «л

О1 CA 01

О1 CA О1 О СЧ

C«CD л

Ю Ю сО СЧ

О О л л

О О

О СЧ

О

СЧ СЧ л л

О О

00 л О 00 л л

СЧ «м О

О Ю л л

О- О

an cD

-Ф

О О л

ОЪ л

Ю л

Ю

01 сп

С« м э л

О

CD л

CD

CD л м ъО 0 л

Cl

СЧ

Ю л

О

CD

О

Cl

ССЪ м

О1 . Ю

1

1

I

1

I

1

1

1

I

1

1 !

I !

1

1

1

1

1

I

I

I !

1

I

1

I

1

I

I

I

1

I

I

1

1

I

I

I !

1

1

I

I

1

1

1 !

1

1

1

1

1

1057503

Предлагаемый способ позволяет упростить процесс путем исключения од" ной стадии ректификации и снижения энергозатрат, а также повысить содержание шить левом цесс.

10 фурфурилового спирта, уменьсодержание фурфурола в цепродукте и удешевить проСоставитель И. Дьяченко

Редактор А. Власенко Техреду В.Далекорей: Корректор А. Ильин

Заказ 951 /29 Тираж 18 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Рамшская наб. 8. Й/5

Лл л йл а филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул. Проектная, 1