Способ выделения муравьиной и уксусной кислот

 

Изобретение касается низших жирных кислот, в частности способа вьщеления муравьиной (МК) и уксусной (УК) кислот, широко используемых в различных отраслях промьппленности. Снижение энергетических и капитальных затрат достигается проведением отгонки воды и ректификации УК в присутствии децилового спирта (ДС). Сначала ведут обезвоживание водного раствора МК и УК (выделенного из фракции оксидата прямогонных фракций бензина) в присутствии 0,2-0,4% ДС при 100,PC верха колонны и 112, ;низа . Конденсат отгона разделяется па органический ДС и водный. Кубовый продукт как питание подают во вторую колонну выделения МК, дистиллят которой является 98-99%-ной УК, а кубовую жидкость после добавления ДС, вьщеленного в колонне обезвоживания, § направляют как питание в следующую третью колонну для выделения УК. (Л Дистиллят третьей колонны - водный раствор УК, МК и ДС возвращают в первую колонну, а из куба выводят 99,9%-ную уксусную кислоту. Металлоемкость и энергоемкость снижаются на 25,7 и 2% соответственно. 1 ил. 2 табл. ю О5 00 ел 05 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТЬИЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3796713/23-04 (22) 03.10.84 (46) 07.11.86. Бюл, !! 41 (71) Волгодонский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института поверхностно-активных веществ (72) Ю.Н.Грымзин, Н.А.Лебединская, Н.И.Михельсон, С.Я.Квашнин, А.И.Чебаксаров, Л.Н.Иванская и Т.М.Кушнер (53) 547. 29! 292. 07 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР !!2 188953, кл. С 07 С 53/02, 1965. (54) СПОСОБ ВЬ!ДЕЛЕНИЯ МУРАВЬИНОЙ И

УКСУСНОЙ КИСЛОТ (57) Изобретение касается низших жирных кислот, в частности способа выделения муравьиной (МК) и уксусной (УК) кислот, широко используемых в различных отраслях промьппленности.

Снижение энергетических и капитальных затрат достигается проведением

„„SU„„. I 268564 (50 4 С 07 С 51/44, 53/02 53/08 отгонки воды и ректификации УК в присутствии децилового спирта (ДС).

Сначала ведут обезвоживание водного раствора МК и УК (выделенного из фракции оксидата прямогонных фракций бензина) в присутствии 0,2-0,4Х ДС при 100,1 С верха колонны и 112,2 Сниза. Конденсат отгона разделяется на органический ДС и водный. Кубовый продукт как питание подают во вторую колонну выделения МК, дистиллят которой является 98-99Х-ной УК, а кубовую жидкость после добавления ДС, выделенного в колонне обезвоживания, направляют как питание в следующую третью колонну для выделения УК.

Дистиллят третьей колонны — водный раствор УК, МК и ДС возвращают в первую колонну, а из куба выводят . 99,9Х-ную уксусную кислоту. Металлоемкость и энергоемкость снижаются на

25,7 и 2Х соотвеТственно. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к способам выделения муравьиной и уксусной кислот из водных растворов химического производства, широко используемых в различных отраслях промьннпенности и народного хозяйства.

Цель изобретения — снижение энер. гетических и капитальных затрат путем использования на стадии отгонки воды и ректификации укСусной кислоты, добавок децилового спирта

На чертеже дана схема процесса.

Способ осуществляют следующим образом.

Водный раствор муравьиной и уксусной кислот, выделенный из фракций оксидата прямогонных фракций бензина, подают в колонну 1 обезвоживания.

Обезвоживание раствора осуществляют при температуре верха колонны

100,1 С, низа 112,2 С, в присутствии 0,2-0,4 мас.Х децилового спирта.

Конденсат иэ колонны подают в флорентину 4, в которой отделяют органический слой децилового спирта. Кубовый остаток колонны обезвоживания подают на тарелку питания колонны 2 выделения муравьиной кислоты, температура верха которой 60,5-61 С, низа 75>5 С. B виде дистиллята иэ колонны отбирают .98-991-ную муравьиную кислоту. Кубовую жидкость из колонны смешивают с дециловым спиртом, отделенным во флорентине, и подают на тарелку питания колонны 3 З5 выделения уксусной кислоты, температура верха которой 106 С, низа

I18,2 С. Дистиллят из колонны, содержащий дециловый спирт, муравьиную, уксусную кислоты и воду, возвра- 40 щают на стадию обезвоживания. Из куба колонны выводят 99,9Х-ную уксусную кислоту.

Для получения сопоставимых результатов на одном и том же сырье про- 45 водят опыт в известных условиях„ Исходный водный раствор имеет следующий состав, 7: вода 30,0, муравьиная кислота 13,0; уксусная кислота 57,0. 50

Пример 1 (извес"Hb ). Водный раствор указанного состава подают в колонну. обезвоживания эффективностью 25 теоретических тарелок. 1!араметры ректификации: флегмовое чис- 55 ло 7-7,5, температура верхнего отбора 100,1" С, температура низа

112,2 С. В этой колонне высота слоя нас;-!дки ) и и Рыго l 1 эквинялен гной теоретической ступе-ни разделения ВЭТС

0,2 м. Выделенную водную смесь муравьиной и уксусной киспот с содержанием воды не более 5-77. направляют в колонну выделения муравьиной кислоты эффективностью 45 теоретических тарелок, и работающую при

200 мм рт.ст. 997-ную муравьиную кислоту отбирают в виде дистиллята. Параметры ректификации: флегмовое число 8, температура отбора верхнего продукта 60,5-61,0 С, температура кубовой жидкости 75,5 С. Высота слоя насадки 9 мм и ВЭТС 0,2 м, кубовую жидкость иэ этой колонны подают в третью колонну эффективностью 35 теоретических тарелок работающую при атмосферном,цавлении. 99,9Z-ную уксусную кислоту отбирают иэ куба. колонны. Параметры ректификации: флегмовое число 5-8, температура отбора дистиллята 106 С, температура кубовой жидкости 118 С. Высота слоя насадки 7 м, ВЭТС 0,2 м. Дистиллят, получаемый в этой колонне, присоединяют к исходной водной смеси муравьиной и уксусной кислот, поступаемой на обезвоживание.

Прмерсодержащую муравьиную и уксусную кислоты указанного состава, подвергают ректификации в трех последовательно расположенных колоннах при параметрах, как и в примере I. Отгонку воды в обезвоживающей колонне ведут в присутствии 0,3 мас 7 децилового спирта до содержания воды в кубовой части 3,0 мас.Е. Получаемый дистиллят подают во флорентину, где разделяют водный и органический слои.

Органический спой, содержащий дециловый спирт, подают в колонну выделения уксусной кислоты. Колонна 1 обезвоживания имеет 25 теоретических тарелок, высота эквивалентной теоретической ступени O,ll м, высота насадки 2,75 м при той же эффективности разделения смеси. Кубовый остаток колонны I обезвоживания, содержаний, 7: вода 3,0, муравьиная кислота 23,0, уксусная кислота 74, подают на тарелку питания колонны 2 выделения муравьиной кислоты, которая имеет 45 теоретических тарелок, ВЭТС

0,2 и, высота насадки 9 м. 98-997.— ная муравьиная кислота отбирается в виде дистиллята. Кубовая жидкость

25

Таблица 1

Показатели, м, для колонны

Добавка деканола, мас.7

Пример

ВЭТС Высота

Высота слоя насадки

ВЭТС

ВЭТС Высота: слоя наслоя насадки садки .! (извест ный) 0,20

0,20

0,2

3,85

О,!1

0,2

2,75

0 11

0,3

0,12

0,2.

4,2

0,12

0,2

0,11

0,4

О,:11

2,75

3,85

0,14

0,14

3,5

0,1

0,2

4,9

0,6

0,2

0,11

0,11

2,75

3,85

3 !2 .из данной колонны состана, Ж: вода

30, муравьиная кислота 12,0; уксусная кислота 85,0 поступает в колонну

3 выделения уксусной кислоты. К кубовой жидкости предварительно добавляют дециловый спирт иэ флорентины.

Колонна имеет 35 теоретических тарелок, ВЭТС 0,11 м, высота насадки

3,85 м. Дистиллят колонны, содержащий муравьиную, уксусную кислоты, воду и дециловый спирт, возвращают на питание колонны обезвоживания.

Из куба колонны отбирают 99,9Х-ную уксусную кислоту.

Следующие примеры осуществляют в условиях примера 2 при изменении содержания децилового спирта в смеси.

Результаты испытаний приведены в табл.1 (примеры 5, 6 выходят за пределы оптимальных значений; материальный баланс примеров 1-6 — в табл.2)

За пределами оптимальных концентраций децилоного спирта н смеси !,ниже 0,2X) не достигается достаточного повышения эффективности массообмена и, как следствие, недостаточно снижение высоты эквивалентной теоретической ступени разделения.

Превышение концентрации abme

0,4Х не дает того же положительного эффекта и нецелесообразно с эконо68564 4 мической точки зрения.

Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность массообмена и, как следстние, снизить высоту эквивалентной теоретической ступени раэ

5 деления по сравнению с известным н

1,7-1,8 раза. При этом пропорционально снижается высота насадочного слоя колонны, что позволит сократить металлоемкость и энергоемкость процесса на 25,7 и 2Х соответственно.

Формула изобретения

Способ выделения муравьиной и уксусной кислот иэ водного раствора путем отгонки воды в ректификационной колонне при атмосферном данлении до содержания воды в кубовой жидкости не более 5-7 мас.Е с последующим выделением муравьиной кислоты ректификацией при 200 мм рт.ст., а затем при атмосферном давлении — уксусной — о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью снижения энергетических и капитальных затрат, отгонку воды ведут в присутствии 0,20,4 мас.Ж от исходного водного раствора децилоного спирта с последующим отделением его от конденсата, вводом н состав питания процесса ректификации уксусной кислоты и возвратом на стадии отгонки воды с дистиллятом.

CV о о а о о

Я Я

О CV

OI

* а

Ch !Ч.

I 1

ЯО

ev о а

1 1

1 1 ч

О0 Ф е ч ч е е °

Ю М Ч! I 1

ОЬ

3 о о

3 о ь

Ol I

О е!

Ю 1

Q ! с о 1 I — ! .-1 O

ФЧ о

° е о ф О ь о

ФЧ л

Я а о

ФО чФ а а е о о ф л а о

° О ф Ф

Ч Ф! ФЧ а а а ч ч ф ф ч

С0

Я о

° Ф C) сч а а о о ч

ФО

Ch а» е Я о

ФЧ ч

Я о ч ф а о ч ф а а о

ФЧ ФО Ю%

Л ° Ч Ф! ФЧ а а а ь ч ч ф

ФО

Ф I

С е!

ID 1 и

1 1 к о (Ю о ь а а о о

С Ъ о

Я Я о о

СЧ

N CV о с

Я Я о I I

ФО

ФО

v3 а Я о!

Ч ч л

Я а

Ф

СЧ

° ъ.

Ch Ф еЪ

Я а

4Я) ч л л О

° а о

1 1

СЧ о о о

O а Я о о

° Ф

ФЧ о о о

0I CV

О

О\ а а

IO 4Ч

1 1

Ю

CV

Фч о а а о о л ч

Ое а

1 © ю

tV I

CV л

° I а л «»

IÔ Л а O *

Ч Ч 0I ч

ФЬ а иа а а ф сч !

Ю

»\ ev е о о О а а а а л э, ф I О ч

Ф а а

ЯФ а а о Фч

Ф Ъ а а еч

ы

"! 4

l6

Ф 3 о

Я

Й «) I o

И и Э. Ф ВФ

Ь !Ф

»а

I» !

Ф

r а

Ф. Е !

Ф ъг ФЯ о

Е ФЧ М g Н

4 Л

Ф еч о о

В В В о о еч! I! ! О о

В о о о еч о

В о! !! I сО ОЭ сп an a

1 В В

C»a Ф е»1 сО е»» в и

В В В оп Ф Ф !

О»

I еч !!» е ф%

В В 1 ю о D

»е еч а ао л

В ю о

° Ф

О аО е 1 м м о

В В В В В и и о о о

С0

® о

»0 М

В 1 В и an o

00 еч че е

В В о еч а л

В В о аО Ф и е» еч

В В и an o сО

Са» и и е еч и и о I

CO еч

an л

1 В о

1 В еч е л О О

В с о м

В В! 1 о о еч л о о

В В В о

О

В аО «а е» о

«»\

C»a М

В В и л

° »

Cfa

В е \ е»».Ф м

В 1 и е»

I . (О л О

В

О О

Я еч

В В еч

В В

С»а еЧ !

»Ь

В

О О еч

I ! Ф еч о

В . В о . о м и л

В 1 1 и и в и еч е л

В 1 еч л

В,В еч и о

В В еч

e o

° 1 1

° Ф Во и

4»

1 1 о

1 аО и

° ч

° Ф О

В . В л ч» и

С»

О еч

00 Л

В В о

Ф еч и

В В м» еч

Ф 4 If ,а !. н»»

° * В

О О еч

О саа о

В В 1 о о еч м и л

В В В и an э

3 ° ф» еа и е Ф О о ь

8 о о

CO и

В о о и

CO (У

* В еч О и

В о

CO

Оо сф»»»

В 1 еч о е»1 о и

aC» C»a с»а

Л а5 еч о л

В В

cv o

С»С и л

В 1 м «» еч

4 If ь6 й

C»I о

В о.!

268564

j,Î

О! е а В а ° В

О D, N ! м ф

3. 3

D 8 O

° °

С44! сп

Э

1 4 о

I 1

8,о о

Cta Й Ю 3

g Е Е I О О

4ч ао л ap\ ю о - о о

at сас !

Э\ в о

Э В о

Ю

° Ф

Ф ° 4 о .о

4О м

В о

00 е

Э о о!

Ч сч л

Э В ! ч о Ф

4С! ф

О4

Э б м м

1э\ и1 р

44 ° о о со м а

С4С 14 е Я

В В В ° 4 Э а Ф аО

1 an e О о м е

С4С л

В В

Ф а

lO и д, м а

В о ф Ф

an м

Э Ф Ф е ф ф м а л

Э б о

Ю о р а ° о о м ! ь

Э ° \

ws м о

»О ао

4О °

В а м о! ч бС

Ф Э (Ъ

О4

cn"l л

Ф б4\

Э ° и ! 1 м

РЪ

Сэ! Q а Ф

° о

Ф а ф м

О\

° О О

Ф Ф

О4 С4С

О4 а В а а о D. о о

1 1 м

34Ъ о

Э Э о р

01

Э 41

Ф Э

4»4 М м

»О.э л — 3

Ф Ф 44 °

О О О м

° л

ct\ е

° 4 Э

О м м

44

g м

4444 о м

Ф 4О в р а

° 0 е о а Э м

° О

Э Ф о !

Э!

О4 4

O Э

I. 1 е м

О4.и ф

1 1 р м ь с р

1 1 о а

4Ф и4 М э а

Ф м D И м

М

mN e

{, 0 !4 !! м к м и 3 м

Ф к

Cl O ьвм

М М

ЬВ К

It !

Э к

04 Э. Ф

I4 O к се

Ф

4 1 и

Ф

4» л

4 м h Ф3 м а kl а сЧ о е Ю е о о

Ch Ф

Е В

CFl Ч

О\

В В

1 1 о о ф о

1 t o

00 ф

8 о о . оо о

t 1

1 l

О Я г ,В Ф *

О 0 tfI

О

8 о о

00 ф

О а Ч

В В В

О

О1

1 1

1 1

00 ф ф л л о е е е Ф о о .!ч Ф ю ф 00 е Ф В а о ф м е е о о ф О

О м (Ъ

1 В Е и ю

EV

° О л

Ц1

< 4 е О

Ф о

it) ф

О (Ч а

Ю В о ф ОВ мъ м сч е В л а а ф ф Ch и м cv

Ф * 1 и! а о t ф м о м о е Ф

1 1 о о

СЧ 00 л о о

° «;» е!

Ч N л о о е е е юе о ° ф ф ф е сч сЧ л л

В м сЧ

О Ф М

В е ю л л е м

В 1 е л

Ф, СЧ о о

В о сЧ а е °

О 1Ч

О1 е Ф л сч

О о о

Ф сч о е о ф

О и о а а

В Ю Ф о о ЧЪ СЧ

0Ч

О м Ф е В Ф

Ч Н О л

CV е л

В В л

CV ф 0 Л е Ф Ф

1 Ю О и

О О

1 Ю 1 л м ф и

В В о !ч м о

О О О е е 1 л О ф л

В ° \

3

3е

° 0 К 0Ч, 0! !0 0! а к М!

В н

If

Се

K 4 00

If е

5 10

Q 5 Ф 6

00 и

В Ю м л

00 ф л

00 о О\

В Ф е о. сч о

1Ч

0Ч Л

Ф о

0

1е к

If

Се е

С Ь1C fv ь

1268564

IQ

Ю

Ъ

Составитель И, Сучков

Техред И.Попович

Редактор Н.Гунько

Корректор А.Тяско

Заказ 5991/23 Тираж 379 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, 7(-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4