Способ очистки этилового синтетического технического спирта от примесей альдегидов и кетонов

 

Изобретение относится к области технологии органической химии, а именно к способам очистки этилового синтетического технического спирта от примесей альдегидов и кетонов. Очистку ведут обработкой этилового синтетического технического спирта реагентом и едкой щелочью, при этом реагент выбирают из ряда: резорцин, мочевина, гидроксиламин сернокислый, гидразингидрат, гидразин сернокислый, сульфит натрия, димедон, масло соевое, масло подсолнечное при определенном соотношении реагент - едкая щелочь, с последующим кипячением и перегонкой. Очищенный этиловый синтетический технический спирт пригоден для использования в аэрозольных препаратах. 2 табл.

Изобретение относится к области технологии органической химии и касается способов очистки этилового синтетического технического спирта (ЭСТС) от примесей альдегидов и кетонов.

По техническим условиям, действующим в России, (ТУ 38.402-62-117-90), ЭСТС может содержать не более 0,7 0,9% объемной доли уксусного альдегида и не более 0,2% объемной доли кротонового альдегида. Содержание кетонов не нормируется.

Известен способ очистки синтетического этилового спирта жидкофазным гидрированием в присутствии катализаторов специально приготовленных никеле и хроме на угле [1] К недостаткам данного способа следует отнести высокую стоимость и недостаточную эффективность очистки спирта предлагаемым способом.

Известен способ выделения этилового спирта из водно-спиртовых растворов, получаемых в качестве отходов при производстве двуокиси кремния, обработкой 0,8-1,0% на 1 л раствора солянокислого гидроксиламина и 3% на 1 л раствора хлористого кальция или разбавленной серной кислотой в количестве не менее 10 г на 1 л раствора с последующей ректификацией. К недостаткам способа относится необходимость использовать очень большое количество реагентов, а также заметное остаточное присутствие в ректификате уксусного альдегида [2] Известен способ выделения отдельных продуктов при изготовлении синтетического этанола обработкой его бисульфитом натрия и едким натром [3] с последующей ректификацией. К недостаткам этого технического решения следует отнести высокое остаточное содержание (до 0,05%) уксусного альдегида в конечном техническом этаноле.

Известен также способ ректификации спирта-сырца, состоящий в обработке исходного спирта смесью щелочи (едкий натр), марганцево-кислого калия или двууглекислого натрия [4] Состав и количество смеси меняется в зависимости от наличия и величины тех или иных примесей. К недостаткам этого способа откосится недостаточная эффективность очистки спирта в случае использования ЭСТС с предельным содержанием примесей. Этот способ наиболее близок к предлагаемому и является прототипом.

Цель предлагаемого изобретения состоит в возможно более полной очистке (по уксусному альдегиду и ацетону не более 0,01% объемной доли, по кротонов ому альдегиду отсутствие) ЭСТС по данным хроматографического анализа.

Поставленная цель достигается обработкой ЭСТС (по ТУ 38.402-62-117-90) с предельным содержанием примесей реагентом, выбранным из ряда: резорцин, мочевина, гидроксиламин сернокислый, гидразингидрат или гидразин сернокислый, сульфит натрия, димедон, масло соевое или подсолнечное, гидрат окиси натрия или калия и последующей ректификацией при соотношении реагент щелочь (г/дм³ ЭСТС): резорцин щелочь (2,0-10,0) (1,0-5,0), мочевина щелочь (1,0-5,0) (0,5-2,5), гидроксиламин сернокислый щелочь (1,0-5,0) (0,5-2,5), гидразингидрат щелочь (0,5-2,5) (0,5-2,5), гидразин сернокислый щелочь (0,5-2,5) (0,5-2,5), сульфит натрия щелочь (1,0-5,0) (1,0-3,0) димедон щелочь (2,0-10,0) (1,0-3,5), масло соевое щелочь (2,0-10,0) (1,0-3,5),
масло подсолнечное щелочь (2,0-10,0) (1,0-3,5).

Реагент, выбранный из указанного выше ряда, добавляют в указанных количествах совместно со щелочью в неочищенный ЭСТС, подвергают кипячению в течение 4 часов и затем перегоняют подвергнутый обработке спирт.

Реагенты, указанные выше, применяются для аналитического обнаружения альдегидов и кетонов [5] как химические реагенты и для других целей, а для химического освобождения ЭСТС от примесей альдегидов и кетонов известны не были. В этом состоит новизна предлагаемого технического решения.

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется примерами конкретного выполнения.

Пример 1. В круглодонную стеклянную колбу емкостью 1,5 л, снабженную обратным холодильниками и термометром, помещают 1 дм³ ЭСТС по вышеуказанным ТУ с показателями:
массовая концентрация кислот в пересчете на уксусную, мг/дм³ 6,5
объемная доля уксусного альдегида, 0,52
объемная доля кротонового альдегида, 0,16
объемная доля этилового эфира, 0,8
массовая концентрация сухого остатка, мг/дм³ 4,5
объемная доля полимеров этилена, отсутствие
10 г резорцина, 5,0 г едкого натра, кипятят реакционную смесь в течение 4 часов, заменяют обратный холодильник на елочный дефлегматор длиной 25 см и нисходящий холодильник, отгоняют 10 мл предгона, который отбрасывают, 975 мл основной фракции очищенного ЭСТС с показателями, приведенными в табл. 2. В колбе остается около 25 мл кубового остатка, содержащего уксусно-альдегидно-резорциновую смолу, олигомеры резорцина, щелочной конденсат кротонового альдегида и этиловый спирт.

Пример 2 (по прототипу /4/). В условиях примера 1 очищают 1 дм³ ЭСТС смесью из едкого натра 3,0 г, калия марганцево-кислого 2,0 г. Результаты анализа приведены в табл. 2.

Примеры 3 20. В условиях примера 1, реагенты и их количество указаны в табл. 1. Результаты испытаний очищенного ЭСТС приведены в табл. 2.

Пример 21. В реактор из нержавеющею стали объемом 5 м³, снабженный механической мешалкой, рубашкой для обогрева паром и охлаждения водой, датчиками температуры, давления, верхнего и нижнего уровней, патрубками для загрузки, отгонки и слива спирта и кубового остатка, теплообменником и системой для сбора предгона, основной фракции и кубового остатка, загружают 3750 л ЭСТС, включают мешалку и обогрев, подачу воды в теплообменник, нагревают массу до 40-50^oC и через загрузочный люк загружают 35 кг резорцина и 5,0 кг едкого натра. Герметически закрывают люк реактора и доводят реакционную смесь до кипения. Реактор в режиме "на себя" работает 4 часа.

Через 4 часа кипячения в режиме возврата конденсата в реактор (режим "на себя") через пробоотборник отбирают пробу дистиллята, анализируют на хроматографе по показателям, указанным в табл. 2. При удовлетворительных результатах анализа реактор переводят в режим отгонки, для чего открывают вентиль отгона спирта и закрывают вентиль возврата конденсата. Отбирают 100 л предгона, используемого для промыва реактора, и 3500 л очищенного ЭСТС. В реакторе остается 150 л кубового остатка, который направляют в емкость для кубовых остатков и далее на сжигание. Очищенный ЭСТС из сборника направляют потребителю.

Таким образом демонстрируется практическая полезность и промышленная применимость предлагаемого технического решения.

Из приведенных примеров следует возможность химической очистки ЭСТС с предельными количествами примесей в промышленном масштабе.

Все реагенты, используемые для этой цели, выпускаются тоннажно промышленностью России.

Качество очищенного ЭСТС соответствует требованиям, предъявляемым к этиловому спирту, используемому в производстве аэрозольных препаратов.

Таким образом, применение реагента из указанного выше ряда для очистки ЭСТС-сырца, в отличие от способа по прототипу, позволяет подучить спирт высокой степени очистки, обеспечивая новизну и полезность заявляемого решения (его изобретательский уровень). Одним из основных преимуществ предлагаемого изобретения является малоотходность на все виды отходов направляется менее 7% от массы очищенного спирта, в то время как при использовании метода очистной ректификации потери составляют более 20% от массы очищенного спирта.

Формула изобретения

Способ очистки этилового синтетического технического спирта от примесей альдегидов и кетонов обработкой реагентом и едкой щелочью, кипячением в течение 4 ч и последующей перегородкой, отличающийся тем, что в качестве реагента используют вещества, выбранные из ряда: резорцин, мочевина, гидроксиламин сернокислый, гидразин-гидрат, гидразин сернокислый, сульфит натрия, димедон, масло соевое, масло подсолнечное, а в качестве едкой щелочи - едкий натр или едкое кали при следующем соотношении реагент едкая щелочь, г/дм³ этилового спирта:
резорцин щелочь 2,0 10,0 1,0 5,0;
мочевина щелочь 1,0 5,0 1,0 3,5;
гидроксиламин сернокислый щелочь 1,0 5,0 0,5 2,5;
гидразин-гидрат щелочь 0,5 2,5 0,5 2,5;
гидрозин сернокислый щелочь 0,5 2,5 0,5 2,5;
сульфит натрия щелочь 1,0 5,0 1,0 3,0;
димедон щелочь 2,0 10,0 1,0 3,5;
масло соевое щелочь 2,0 10,0 1,0 3,5;
масло подсолнечное щелочь 2,0 10,0 1,0 3,5.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2