Способ выделения сложных эфиров уксусной кислоты с алифатическими спиртами с @ -с @ из азеотропных смесей эфир- спирт-вода

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4694122/04 (22) 22.05.89 (46) 30.06.91. Бюл. ¹ 24 (71) Ленинградский технологический инсти-. тут им. Ленсовета (72) И. Б. Ситняковский, А, А. Гайле, Л. B.

Семенов и 3. Г. Гасанов (53) 547.292.07(088.8) (56) Патент США 4379028, кл. В 01 0 3/40, 203 — 51, опублик. 1983. (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ СЛОЖНЫХ

ЭФИРОВ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ С АЛИФАТИЧЕСКИМИ СПИРТАМИ C1 — С4 ИЗ АЗЕОТРОПНЫХ СМЕСЕЙ ЭФИР-СПИРТ-ВОДА

Изобретение относится к химической технологии, в частности к производству сложных эфиров карбоновых кислот, применяемых в качестве растворителей, и может быть использовано.при выделении ацетатов алифатических спиртов C> — С4 из их водных азеотропных смесей, Цель изобретения — повышение концен-. трации сложного эфира в дистилляте, выделяемом в процессе перегонки азеотропной смеси эфира со спиртам и водой, Изобретение поясняется следующими примерами.

Пример 1. Азеотропную смесь состав мас,%; этилацетат 82,6, этанол 8,4 и вода

9,0, в количестве 30,0 r загружают в циркуляционный прибор отмера и туда же добавляют 70,0 г гексаметилтриамида фосфорной кислоты (ГМФТА) массовое соотношение растворитель — сырье 2,33:1. Смесь выдерживают при флегмовании в течение 3 ч, после чего отбирают пробы паровой и жидкой фазы, которые анализируют методом газожидкостной хроматографии. Состав паров, мас,%. этилацетат — 93,92, этанол 2,85, вода

„„ Ы„„1659396 А1 (sl)s С 07 С 67/48, В 01 О 3/40 (57) Изобретение относится к эфирам уксусной кислоты, в частности к выделению сложных эфиров уксусной кислоты с алифатическими спиртами С1 — C4 из азеотропных смесей эфир-спирт-вода. Цель — повышение концентрации эфиров в дистилляте. Выделение ведут экстрактивной ректификацией в присутствии гексаметилтриамида, фосфорной кислоты ф-лы ((СНз)2К |з Р=О при массовом отношении

1:1 — 3 с получением дистиллята, содержащего эфир, и кубового остатка перегонки. Концентрация сложного эфира в дистилляте

94,0 — 98,9%. 2 табл.

3,23; состав жидкости, мас.%: этилацетат

80,54, этанол 9,60, вода 9,86. Коэффициенты относительной летучести паров бинарной смеси этилацетат — этанол а> =3,93. Аналогичным способом определяют коэффициент относительной летучести смесей спирт C>—

С4 — ацетатспирта в присутствии растворителя.

Резул ьтаты приведен ы в табл. 1.

Пример 2, В куб насадочной ректификационной колонны эффективностью 20 теоретических тарелок, снабженной компенсационным обогревом, загружают

44,9 г смеси этилацетат — этанол — вода азеотропного состава. В верхнюю часть колонны из мерной емкости со скоростью 0,5 гlмин подают ГМФТА с температурой 80 С.

Общее количество ГМФТА составляет 70,0 г (массовое соотношение растворитель— сырье 1,56:1). Отбор дистиллята начинают после полного смачивания насадки растворителем (при появлении растворителя в кубе колонны) и завершают при полном исчерпывании растворителя. Через 140 мин после начала отбора дистиллята выход его

1659396 составляет 37,3 г при составе, мас, : этилацетат 96,0, этанол 1,96, вода 2,04. Кубовый остаток в количестве 7,6 г содержит(мас. /): этилацетат 16,8, этанол 40,0, вода 43,2, что соответствует степени. извлечения этилацетата 96,57, Пример 3. Процесс экстрактивной, ректификации проводят в тех же условиях, 1 что приведены в примере 2, Однако ГМФТА

; подают со скоростью 0,32 г/мин и общее количество его составляет 44,9 г (массовое соотношение растворитель — сырье 1:1). Через 140 мин после начала отбора дистиллята выход его составляет 37,8 г при составе, мас. /,: этилацетат 94,8, этанол 2,6, вода 2,6; кубовый остаток весом 7,1 г содержит, мас,%: этилацетат 17,6, этанол 39,3, вода

43,1, что соответствует степени извлечения, этилацетата 96,6 .

Пример 4, Процесс экстрактивной ректификации проводится в условиях по примеру 2, однако ГМФТА подают со скооостью 0,96 г/мин в количестве 134,7 r (массовое соотношение растворитель — сырье 3:1).

Через 140 мин после начала отбора дистиллята выход его составляет 36,9 г при составе, мас. /,: этилацетат 97,0, этанол 1,7, вода

1,3. Кубовый остаток массой 8 0 r содержит, мас, : этилацетат 16,2„ этанол 39,3, вода

44;5, что соответствует степени извлечения этилацетата 96,5 .

Пример 5. Экстрактивную ректификацию проводят в условиях примера 2, одкако ГМФТА подают со скоростью 0,64 г/мин в количестве 89,8 г (массовое соотношение растворитель-сырье 2: t). Через 140 мин после начала отбора дистиллята выход его составляет 37,05 г при составе, мас. : этилацетат 96,6, этанол 1,82, вода 1,58. Кубовый оетаток весом 7,85 г содержит, мас. : этилацетат 16,5, этанол 39,5, вода

44,0, что соответствует степени извлечения этилацетата 96,5 .

Пример 6. Азеотропную смесь состава, мас,,; метанол 18,7; метилацетат 81,3„в количестве 44,9 г загружают в куб насадочной ректификационной колонны эффективностью 20 теоретических тарелок., снабженной компенсационным обогревом, В верхнюю часть колонны из мерной емкости со скоростью 0,5 гlмин подают ГМФТА при температуре 60 С. Общее количество

ГМФТА составляет 70,0 г (массовое соотношение растворитель — сырье 1,56:1). Отбор дистиллята начинают после полного смачивания насадки растворителем (при появлении растворителя в кубе колонны) и завершают при полном исчерпывании растворителя. Через 140 мин после начала отбора дистиллята выход его составляет 35,7

20 г при составе, мас, : метилацетат 98,6, метанол 1,40, Кубовый остаток весом 9,2 г содержит, мас. : метилацетат 14,1, метанол

85,9, что соответствует степени извлечения метилацетата 96,5 .

Пример 7, Азеотропную смесь в количестве 44,9 г состава, мас. :. пропилацетат 76,0, пропанол 13,0, вода 11,0;.разделяют экстрактивной ректификацией в условиях примера 6 при массовом соотношении растворитель — сырье 1,56:1, причем

ГМФТА подают при 85 С. Через 140 мин после начала отбора дистиллята выход его составляет 34,7 r при составе, мас. : пропилацетат 94,8, пропанол 2,81, вода 2,39, Кубовый остаток весом 10,2 r содержит, мас. : пропилацетат 11,8, пропанол 47,3, вода 40,9, что соответствует степени извлечения пропилацетата 96,5 .

ll ..р и м е р 8. Азеотропную смесь в количестве 44,9 г состава, мас. : бутилацетат 81,0, бутанол 13,0, вода 6,0, разДеляют экстрактивной ректификацией при тех же условиях, что приведены в примере 6 (мас25 совое соотношение ГМФТА — сырье 1.56,1), причем ГМФТА подают при 95 С, Через 140 мин после начала отбора дистиллята количество его составляет 37,35 г при составе, мас, ; бутилацетат 94,07ь, бутанол 2,42, во30 да.3,58, Кубовый остаток весом 7,55 г содержит,мас. : бутилацетат 17,0, бутанол 64,8, вода 18,2, что соответствует степени извлечения бутилацетата 96,5 .

Результаты экстрактивной ректифика35 ции по примерам 2 — 8, так же как и результаты разделения азеотропных смесей при других, чем в примерах 2 — 8,. количествах растворителя приведены в табл. 2. Там же имеются сравнительные данные в случае ис40 пользования в качестве растворителя диметилформамида.

Данные, представленные в табл. 1 показывают, что в присутствии гексаметилфосфортриамида коэффициенты

45 относительной летучести для всех разделяемых смесей при различных соотношениях растворитель — сырье значительно выше, чем для диметилформамида. Следовательно, предложенный растворитель обладает

50 более высокой селективностью по отношению к азеотропным смесям спирт C> — Сд— ацетат соответствующего спирта, что и подтверждают результаты экстрактивной ректификации, приведенные в табл. 2. Для всех

55 исследованных смесей при практически одинаковой степени извлечения сложного эфира (96,4 — 96,7 ) использование в качестве растворителя гексаметилфосфортриамида позволяет достичь более высокой концентрации сложного эфира в дистилляте

1659396

Таблица 1 су,р при массовом соотношении растворитель-сырье

Система г

2:1 2,33:1 3:1 4:1 5: 1

Гексаметил@осфортриамид

Метанол-метил

4,55

5,41

5,18

3,58 ацетат

Этанол-этил4,27

4,31

4,19

3,93

3,73

3,01 ацетат

Пропанолпропилацетат

Бутанолбутилацетат

3,61

3,78

2,70 3,33

307 . 325

2,29 2,82

Диметилформамид

Метанол-метил1,52

1,38 ацетат

Этанол-этил1,66

1,61

1,45 ацетат

Пропанолпропилацетат

Бутанолбутилацетат

1,69

1,52

1,78

1,60

1 таалица

+%

Состав разделяемо снеси, нас.Х

Состав дистилляте мас.й

Массовое

Растворитель»

Степень иэвлече ния ело ного эф ра, Х

Раэделяеиая смесь соотновеwe раство ритель-сырье, Слоннь>й Спиру эфир

I овный С пир т

Метилацетатметанол

2,40

1,40

1,!0

5,80

97,6

98,6

98,9

94,2

96,5

96,5

96,7

96 5

1:1

1,56: 1 з:!

1,56:1

ГМфтА

18,7

81,3

Этилацетатэтанол — вода 82,6

2,60

1,96

1,82

1,70

7,Ç0

94,8

96,0

96,6

97,0

88,9

96;6

96,5

96,5

96,5

96,5

1>1

1,56: 1 г:! з:!

t,56:!

ЙтфТА

8,4

Пропилацетатпропанолвода

З,0З

2,81

2,25

8,45

94>2

94,8

95,6

85>7

96,7

96>5

96,4

86.5

1:1

1>56:1

3:!

1,56:1

П4ФТА!

3,0

76,0

П4фТА

ДяфА

1!1

1,56:1 з:!

1,56:1

Бутилацетат бутанолвода

3,20

2 ° 42 г,оз

9,30

93,5

94,0

94,6

83>9

96,5

96,5

96,7

96,5!

З,о

81,0 >ГМФТА гексаиетилфосфортриа>ещ

ДМФА — дииетилфориаинд.

*>ь Остальное вода. (94,0 — 98,9), чем при использовании диметилформамида (83,9 — 88,9), причем в первом случае содержание спирта в -дистилляте значительно ниже, чем во втором (табл. 2).

Формула изобретения

Способ выделения сложных эфиров уксусной кислоты с алифатическими спиртами

С! — С4 из азеотропных смесей эфир — спиртвода экстрактивной ректификацией в присутствии селективного растворителя с получением дистиллята, содержащего эфир, и кубового остатка перегонки, о т л и ч а ю5 шийся тем, что, с целью повышения концентрации эфиров в дистилляте, в качестве растворителя используют гексаметилтриамид фосфорной кислоты, формулы ((СНз)г N зР=О, при массовом отношении

10 растворитель — азеотропная смесь 1 — 3:1.

1,64

1,70

1,81

1,88