Способ регенерации этилового спирта

 

Изобретение касается спиртов, в частности способа регенерации этанола из его смесей, образующихся в производстве полиэтилсилоксановых жидкостей, который может быть использован в производстве тетраэтоксисилана . Цель - получение абсолютированного этанола непосредственно на колоннах, имеющихся в производстве полиэтилсилоксановых жидкостей, и упрощение технологии процес-са.Последний ведут ректификацией смесей на отгонной колонне с выделением смеси этанола с толуолом и водой в качестве днстиллата и воды в качестве кубовой жидкости и последующей рекги Ьикацией дистиллата на азеотропной колонне с выделением этанола в качестве кубовой жидкости. Причем в питание азеотропной колонны дополнительно вводят толуол в определенном количестве . Отбираемый из нее дистиллат смешивают с водрй в соотношении

„„SU„„1620442 А 1 союз соЕЕтсних

СОЦиаЛИСтИНЕСНИХ (gg)g С 07 С 31/10, 29/82, С 08 J 11/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТ ВУ

2 лана. Цель — получение абсолютированного этанола непосредственно .на колоннах, имеющихся в производстве

:полиэтилсилоксановых жидкостей, и— упрощение технологии процесса.Последний ведут ректифнкацией смесей на отгонной колонне с выделением смеси этаяола с толуолам и водой в качестве дистиллата и воды в качестве кубовой жидкости и последующей рекгийикацией дистиллата на азеотронной колонне с выделением этанола в качестве кубовой жидкости. Причем в питание азеотропной колонны дополнительно вводят талуол в определенном количестве. Отбираемьй из нее дистиллат смешивают с водой в соотношении (2,5-4):4 и расслаивают в Ьазоразде.— лителе. Затеи верхний органический слой возвращают в питание азеотропиой колонны,а нижний водный — в питание отгонной колонны. Способ позволяет получать абсолютированный этанол с более низкой себестоимостью, чем этанол по ГОСТ 59108-. 77, и упростить процесс за счет возможности проведения его в более широком диапазо- не.изменения параметров. 3 табл.2 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

П0 ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4475325/23-04 (22) 18..08.88 (46) 15.01.91. Бюл. У 2 (71) Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений и Чебоксарское производственное объединение "Химпром" (72) В.А.1.:ихайлов, Н.И.Садилкина, Н.И.Соколов, В.Ы.Копылов, A.Н.Поливанов, В.В.Смирнов, .А.И.Федотов и В.H.Понятов (53) 547.292.07 (038.8) (56) Гельперин Н;И. Основные процессы и аппараты химической технологии.

Кн.2, И.: Химия, 1981, с. 532-533.

Временный технологический регламент промышленного производства жидкости ПЭС-5. Волгоград, 1985.: (54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ. ЭТИЛОВОГО

СПИРТА . (57) Изобретение касается спиртов, в частности способа регенерации эта" иола из его смесей, образующихся в производстве полиэтилсилоксановцх жидкостей, который может .быть использован в производстве тетраэтоксисиИзобретение относится к усовершенствованному способу регенерации этилового спирта из его смесей, образующихся в производстве полиэтилсилокса. новых (ПЭС) жидкостей. Способ поз« воляет регенерировать абсолютированвый этиловый спирт, который может.быть использован в производстве тет" разтоксисилана (ТЭОС) — компонента при получениь ПЭС-жидкостей.

Цель изобретения — получение абсолютироваиного спирта непосредственно иа колоннах„.имеюшихся в пропз1620442

3 водстве ПЭС-жидкостей, и упрощение технологии процесса.

В производстве ПЭС-жидкостей образуется"большое количество этилового спирча (около 1:,5 т/т ПЭС-5) в

S смеси с соляной кислотой, водой,хлористым магнием, толуолом. Регенерация этанола провсдится в несколько стадий: нейтрализация соляной кисло-. ты, выделение 30%-ного водного раствора хлористого магния и выделение этанола. После выделения хлористого магния образуется смесь следующего усредненного состава, мас.%: этанол 18,0;,вода 81,8; толуол 0,2, из которой и выделяют этанол..

На фиг,l приведена принципиальная .схема предложенного способа регенерации этанола в производстве

ПЭС-:жидкостей с получением абсолютиpoBaHHoFo этйлового спирта; на фиг.2 показана принципиальная схема лабораторной установки, на которой имитйровался процесс абсолютйрования этанола на .азеотропной колонне.

Исходная смесь поступает в..отгонную колонну 1, из куба которой выводится вода и направляется на биоочистку. Дистиллат (укрепленный этиловый..спирт с примесью.толуола) отбирают сверху колонны и подают на азеотропную колонну 2. Основную часть дистиллата (по .составу близкого к тройному азеотропу .этанол - толуол—

3S вода), выходящего иэ конденсатора

3, возвращают в качестве флегмы в азеатропную колонну,. а часть охлаждают, смешивают с водой и подают на. расслаиванде и фазоразделитель 40 ,;4;. Смесь дистиллата и воды непрерывно разделяют на два слоя: верхний (органичеСкий) возвращают в питание азеотропной колонны 2., а нижний (водный) - в,питание отгонной колонны 1. 45

Иэ. куба азеотронной колонны отбирают абсолютированный этagon, Пример 1. Проведение процес- .

:са абсолютирования зтанола в соот- . ветствии, с фиг-2.

3 емкость 15 (фиг.2) заливают ,400 мл исходной смеси состава,мас.%: этанол 92,-9, толуол 1,6, вода 5,5,. что соответствует усредненному составу смеси, получающейся в результате

55 отгонки растворителей.:

Основной частью установки является ректификационная колонна 8,кото- . рая представляет собой две .стеклянные царги 7 с вакуумированиой рубашкой внутренним диаметром.14-мм и высотой 400 мм (нижняя) и 300 мм (верхняя), заполненные спирально.-призматической насадкой 2,5х2,5 мм, Колонна снабжена кубом 5 и двумя холодильниками 9,10.

В куб 5 загружают 50 мл исходной смеси указанного состава и 10 мл- свежего толуола (практически 100X),ïîñле чего начинают разогрев куба колонны с помощью горячего масла от термостата 6. В фазоразделитель 11 (стеклянную трубку диаметром 15 мм и высотой 400 мм) перед опытом заливают смесь (около 70 мл1, по составу близкую к тройному азеотропу.lIocле выхода колонны на режим стабилизации температур. верха и куба колонны на уровне 74,2 — 74,4 С и 78,9

80,5 С соответственно включают дозировочный насос 13 и в .колонну начинают подавать исходную смесь, одновременно приступая к отбору дистиллата и подаче роды. Воду подают из мерной емкости 14, регулируя расход с помощью ротаметра 12.

Дистил ыт и вода смешиваются в стеклянной трубке,. по которой поступают в среднюю часть фазоразделителя 11, Основную часть верхнего слоя (органического) непрерывно нанравля-! . ют на вход колонны и частично отбирают в сборник 13, чтобы исключить накапливание жидкости в фазоразделителе.

Нижний (водный) слой через гидро-. затвор направляют в сборник 1 8,.

Кубовую жидкость (абсолютированный этанол) через гидрозатвор непре:, рывно отводят в сборник 19.

В приводимом опыте при атмосфер-. .ном давлении 751 мм рт.ст. темперао тура верха колонны была 74,.3 С, а куба — 78,9 С, пропущено .исходной смеси 400.мл, воды 48 мл. Темпера-. турные режимы поддерживались флегмовым числом (10-12) и .температурой греющего масла. После того как было пропущено 190 мл исходной .смеси,установился режим, при котором.содержание воды в кубовой жидкости было. ниже 0,4 Mac.%.

В результате опыта получают

160 мл кубовой жидкости следующего состава, мас.X: этанол. 99,58, вода

0,23, толуол 0,19. Всего за опыт отобрано водного слоя 110 мп с содер1,620442

5 жанием, мас. Х: этанол 45,5, вода . 34, б, толуол 19,9, органического слоя

24 .мл с содержанием, мас.Ж: толуол

82,79, этанол 15,7, вода 1,51.

Водный слой из сборника 18 направляют на узел 16 выделения зтанола в смеси g толуолом и водой, обьединив с исходной смесью, подаваемой на этот узел. Обьединенный поток, посту-. пающий на узел, имеет состав,мас.X: этанол 20,23, толуол.0,41, вода

79,36.

В табл.) приведены примеры других опытон по абсолютированию этанола, проведенных по методике,-описанной в примере 1, при различных количествах подаваемой воды (различных соотношениях отбираемого дистиллата и воды).

Из опытон 2 и 3 видно, что повышение температуры верха колонны на

0,25 С и О,33 С по сравнению с опытом 1 (контрольньпЧ, описан вьппе) иэ-за искусственно проведенных увеличения подачи исходной смеси (У 2) и снижения температуры греющего масла (У.З) приводит к тому,. что отби раемый дистиллат,не расслаивается и на вход колонны через небольшой промежуток времени из фазоразделителя начинает поступать смесь,обогащенная водой, a èç куба отбирается спирт с повьппенным .содержанием иоды и толуола.

Из опытов 1-3 следует, что проведение процесса абсолютирования с до" банкой толуола требует тщательного поддержания температуры верха,отклонение не должно превьппать 0,2 С, что

d в заводских условиях выполнить крайне трудно.

Добавление воды к отбираемому дистиллату (опыты 4 и 5) показыва.ют, что при тех же, что и в опытах

2 и .3 искусственна проведенных изменениях параметров ведения процесса, нарушение- режима работы колонны ие происходит.

Опыты 4-7 показывают, что при соотношении отбщраемога дистиллата и воды в пределах (2,5-4):1 концеит. р щия этилового спирта, воды и толуола s отбираемых из фазоразделителя

)) органическом и вадном слоях изменяется незначительно, а из куба отбирается этиловый спирт, удовлетво.рякиций требованиям производства Т90С.

Уиеиьшение количества подаваемой воды, т.е. увеличение соотношения выше чем 4:1 .(опыт 8), приводит к

-резкому возрастанию содержания воды в органическом и толуола н водном слоях, что, в свою очередь, приводит к увеличению содержания воды в кубовой жидкости.

Увеличение количества подаваемой воды, т.е. уиеньшение саотношения меньше чеи 2,.5:1 (опыт 9), несколь— ко снижает содержание водь в.органической фазе и толуола н водной, од15. нако это с практической точки зрения нецелесообразно, так как-приводит к увеличению потока водной .фазы на колонну отгонки растворителей.

В. табл.2 приведены экслерименталь20 ные -данные нескольких опытов по выделению-смеси этилового спирта с толуолом и водой из смесей, образующих ся н производстве ПЗС-жидкостей,при различнои содержании этанола в исход25 ной смеси, т,е. данные по ректнфнкации в отгонной колонне 1, Отгонная колонна лабораторной установки сос» таяла из двух царг — нижней высотой

100 им и верхней высотои 300 мм, заполненных насадкой.2,5 х 2,5 ми. В куб загружали. 60 мл исходной смеси.

В табл. 3 представлены условия и результаты осуществления. предложенного способа в соответствии .с фиг.1

35 на лабораторной и проиьппленной уста. новках.

Такии образом, добавка толуола в качестве азеотропообразующего агента позволяет получить абсолютирован40 ный спирт непосредственно на-ректифыкационных колоннах, имеющихся в производстве лолиэтилсилоксановых жидкостей.

Добавление воды в соотношении

45, (2,5-4):1 к отбираемому дистиллату позволяет вестн процесс в более широком диапазоне изменения параметров, что значительно упрощает технологический процесс. Kpcwe того,добавление воды приводит к увеличению разности удельных весов органической и водной фаз. с 5-6 кг/и (без добавления воды, опыт 1) до .50-60 кг/м

3 .(опыты 4-7, табл. 1) .

Опыты па получению тетраэтоксисилана, проведенные с использованием этилового спирта., взятого из произ водства палиэтилсилоксаионых жидкостей и регенерированного в лаборатор7 1620442

Табян ° 1

7 ЗО 78.90

2 . 74в55 78493.3. 74,68 .79ь40. 74.38 -28,В

3 ... 24а03. 78еВО .. 78480

2 7Ца4 .. Щ80

-: М.Я. 78.80

9 74g30 78 80

0,19

3,28

4,12

О.О9 о,м

О,О8

О,О9 о,м о,ов 99т38

94,26

92, 37

99., 80

99,75 ,99,80

99,.7&

99 71

99,В1

0,23

2,46

3,51

0,11

O,i4

О,12

O,1З

0,18 о,и. 39,90

34,77

i,S3

2,б1 2,29

3,:10

5 ао

2i2o

50,50

Si,.3n

43 50

44, бн

4l,20

4s, ао

Ьз,an

46,80

50, 50

51,30

3,71

3,80

s,io

6,10

8,90

s,os

9,ап.

8 93

si,97

52 ° 79

50,33, 51, 30 зо, 80

51, 00 а,бО

8,93

О, 34 п,35 о,З1

О ° 36

0 83 о,зо

39,9О

З9,77

93,95

93>83

94, 59

93,32

9O,Z5

94,65 з;ом з,о »

2,3.71

4 oui

4,341

2,4:1

Твнлнаа2

Флегмоколонны

Концентрация, мас.z

Исходная смесь 1истнлла1 Кубовая янааость

1 Вола Толуол Этанол (Вода Толуол твнол

n,001

n,0л1

0 (УЦ о,nin

, 81 О,018

9о 978 > 021

9о 979 о.nZ0

99,аВО 0,020

99,97И 0-ьогО

99, 8

99,7

99>8

99,9

99 8

1.: 17,6 .2 . 77,5

3 77,4

4 77,5 .5 . 77,4

O,о0

0,85

1,86

1,i0

1,84

5,30

5 05

5,04

4,70

5,16

93,8

94, 1 . 93,1

94,2

93,0

8i,8Z О,18

79,82 0,18

84,10 0,30

74,70. 0,30

79,40 0,40

18,0

Z0,О

15 0

25,0.

Z0,Z

5- 8.

6,0

5,9

5,8

5 5 ных условвиях иа установке, представленной на фиг,2, показали, что ис ТтользоВат4ИЕ абсолютированного этано:ла с производства ПЭС-жидкостей поз= воняет проводить этерификацию четы, реххлористого кремния с высоким выходом ТЭОС, который находится на одном уровне с выходом при использовании абсол10тирззввнного спирта. Однако себестоимость регенерированного спирта значительно ниже промышленного..Формула изобретения

: Способ. регенерации, этилового .спирта .из его сМесей, образующихся в производстве полиэтилснлоксановых жидкостей, путем ректификации смесей на отгонной колонне с выделением смеси этилового спирга с толуолом и водой в качестве дистиллата и воды в качестве кубовой 7кндкости и последующей ректификацией дистиллата на азеотропной колонне с выделением этилового спирта в качестве кубовой.жидкости, отличающийся тем,. что,.с целью получения абсалютированного этилового спирта непосредствен-. но на-колоннах, имеющихся в производстве полнэтилсилоксановых жидкостей, и упрощения технологии процесса, в питание азеотропной колонны дополнительно вводят толуол в количестве, определяемом формулой

0 О а

К . С (4 25 Х в,о- Х,рд)

04 "Х -425Х" тоа 4 н20

5 где G „- количество дополнительно вводимого толуола,кг/ч;

К " коэффициент, учитывающий неточность измерения коли10 чества смеси, подаваемой в азеотропную колонну, и определения концентрации воды и толуола в смеси, подаваемой в .азеотропную колонну и в органическом . о слое фазоразделителя;

G — количества смеси,подаваемой в азеотропную колонну., о кг+» в

Х,Х „- концентрация воды и толуово ла в смеси, подаваемой в азеотропную колонну, мас.доли;

Х„,Х „ — концентрация воды и толуола в органическом слое фазоразделителя,мас.доли, а отбираемый иэ нее дистиллат смешивают с водой в:..соотношении (2,5-4):1 и расслаивают в фазоразделителе,затем

30 верхний о ганический слой возвращают в питание азеотропной колонны, а нижний вод11ья — в .питание отгонной колонны.. о

1620442

Таблица 3 ф

Ректификационная колонна I

Фаэораэделитель 4

Ректификационная колонна 2

Лабо р а- Промьнп т орные ленные условия услови

Лаборд- Промыш- Лабораторные ленные: торные условия условия условия

Промьппленные ус" ловия .

77,5 . 77,1 74,3

99,7 !02,5 78,8

74,1

81,6

20,2

23,5

10 5

9.,3

76,6 75,8

4,.3 4,1

19, 1 20,1

99,81 99,92

О,ll 0,08

0,08

Г этанол вода толуол

39э52 . 38141 5е7

10,97 }),91 0,3

49.,51 49,62 94,0

94,1. 93,4

5>05 5|85

0,85 0,75

5 60

0,25

94,15

П р и м е ч а н и е. Соотношение отбираемого нэ ректификацион.ной колонны 2 дистилляте и подаваемой в фапораэделитель 4 воды было равно в лабораторных условиях 3„1, в промьппленных — 2,9.

Температура, С . верха куба входа

Флегмавое число 6,0 5,5

Состав смеси,мас.Х

На входе::. .этанол 20,2 . 20,51 вода . 79,4 79,01 толуол 0,4 0,48

На выходе из куба: этанол . 0,02.! 0,008 .вода 99,978 99,992 -толуол 0,001

Дистиллят. а г

30,15 31,23

32,12 28,43

37,73 40,34

Водный -caoA

45,1 46,93

51,8 50,.04

3,11 3,03.Органический слой

1620442

Составитель Н.Капитанова

Текред Л,сердокова

Редакт.ор -М. Циткина

Корректор Т. Палий

Заказ 421 8

Тираж

ВНИИПИ- Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Москва,. Ж-35, Paymcêàÿ наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Способ регенерации этилового спирта Способ регенерации этилового спирта Способ регенерации этилового спирта Способ регенерации этилового спирта Способ регенерации этилового спирта Способ регенерации этилового спирта 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к утилизации хлорорганических отходов производства хлоропрена и бутадиена

Изобретение относится к технологии очистки рециркулирующих этиленсодержащих газовых смесей от полиэтилена, масел и других органических примесей, применяемой в производстве полиэтилена и его сополимеров методом высокого давления и позволяющей упростить процесс очистки

Изобретение относится к низшим алифатическим спиртам, в частности к получению н-пропанола, используемого в органическом синтезе

Изобретение относится к низшим алифатическим спиртам, в частности к получению н-пропанола, используемого в органическом синтезе
Наверх