Способ регенерации этилацетата

 

Изобретение относится к технологии выделения этилацетата из реакционных смесей. Регенерация этилацетата заключается в проведении реакционно-ректификационного процесса взаимодействия уксусного ангидрида с регенерируемой смесью в ректификационной колонне. Уксусный ангидрид подают в верхние сечения колонны, при этом в виде дистиллята отбирают чистый этилацетат, а в качестве кубового продукта выводят уксусную кислоту. В результате выделяют чистый этилацетат из сложных азеотропных смесей эфира, спирта, кислоты и воды. 1 ил.

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к процессу очистки этилацетата, который находит широкое применение в качестве растворителя в химической, лесохимической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Регенерируемые системы, как правило, содержат этанол, воду, уксусную кислоту и характеризуются сложной азеотропией, что затрудняет использование стандартных приемов для ее разделения. Способы выделения этилацетата в производствах лекарственных веществ являются крайне технологически несовершенными, включают ряд последовательных стадий очистки и связанных с этим потерь этилацетата и наличия сточных вод. Подобная проблема имеет место, в частности, при регенерации этилацетата в производстве витамина Е.

Существующие методы выделения этилацетата путем гетероазеотропной и экстрактивной ректификации требуют дополнительных энергетических затрат, усложняют подсистему разделения и, в случае экстрактивной ректификации, требуют введения дополнительного вещества - разделяющего агента и вследствие этого усложняют процесс разделения смеси.

Наиболее близкий процесс для очистки этилацетата от воды и этанола, по степени очистки этилацетата, является процесс экстрактивной ректификации, описанный в патенте США N 4379028. Данный процесс заключается в использовании целого ряда подобранных экстрактивных агентов, которые увеличивают относительную летучесть этилацетата и позволяют выделить из тройного азеотропа этилацетат-этанол-вода, содержащего 82.6 мас.% этилацетата, 8.4 мас.% этанола и 9.0 мас.% воды, этилацетат с чистотой до 99 мас.%.

Данный метод предполагает использование дополнительного вещества (экстрагента), что приводит к увеличению энергетических затрат на его выделение и усложнению технологической схемы. Кроме того, структура технологической схемы, отвечающая этому методу, не является универсальной и в большой степени зависит от состава разделяемой смеси.

Целью настоящего изобретения является понижение энергетических затрат, существенное упрощение схемы разделения этилацетата по сравнению с существующими, что возможно при разработке нового способа регенерации этилацетата.

Предлагается новый способ регенерации этилацетата, который заключается в проведении реакционно-ректификационного процесса взаимодействия уксусного ангидрида с регенерируемой смесью. Подача уксусного ангидрида в верхние сечения колонны обеспечивает химическое "разрушение" бинарных азеотропов этилацетат-этанол, этилацетат-вода, этанол-вода, тройного азеотропа этилацетат-этанол-вода и повышение относительной летучести этилацетата в результате экстрактивного действия уксусной кислоты, образующейся при гидролизе и этерификации уксусного ангидрида. В результате в дистилляте отбирается легколетучий этилацетат, а в кубе - уксусная кислота.

На чертеже представлена принципиальная технологическая схема очистки этилацетата. Как видно из чертежа, она состоит из одной реакционно-ректификационной колонны 1. В верхнюю часть колонны 1 подается уксусный ангидрид 3, что обеспечивает создание реакционной зоны 2 и достижение экстрактивного эффекта. Регенерируемая смесь 4 подается в среднее сечение колонны. В дистилляте и кубе отгоняются практически чистые этилацетат 5 и уксусная кислота 6 соответственно.

Пример 1. В качестве регенерируемой смеси был взят состав тройного азеотропа этилацетат-этанол-вода, содержащего 82.6 мас.% этилацетата, 8.4 мас.% этанола и 9.0 мас.% воды. Процесс осуществлялся в стеклянной насадочной колонне, состоящей из 6 царг (d_вн= 24 мм), заполненной кольцами Рашига. Регенерируемую смесь подавали в среднюю часть колонны на четвертую царгу в количестве 0.042 моль/ч. Уксусный ангидрид подавали в верхнюю часть колонны на вторую царгу в количестве, эквимолярном количеству воды и этанолу, содержащимся в регенерируемой смеси. Флегма равнялось 2.2. Фракция, отбираемая в качестве дистиллята, состояла из 99.68 мас.% этилацетата, 0.26 мас.% уксусной кислоты, 0.6 мас. % уксусного ангидрида. Кубовый продукт содержал 99.58 мас. % уксусной кислоты, 0.2 мас.% этилацетата, 0.12 мас.% уксусного ангидрида, 0.06 мас.% воды, 0.04% этанола.

Пример 2. В качестве регенерируемой смеси в данном примере был взят состав первого отгона в процессе получения α-токоферола (витамина E), который содержит 87.3 мас.% этилацетата, 9.2 мас.% воды, 1.8 мас.% уксусной кислоты, 1.7 мас.% этанола. Процесс проводился в колонне, описанной в примере 1. Дистиллят состоял из 99.41 мас.% этилацетата, 0.53 мас.% уксусной кислоты, 0.6 мас. % уксусного ангидрида. Кубовый продукт состоял из 99.33 мас. %. уксусной кислоты, 0.44 мас.% уксусного ангидрида, 0.18 мас.% этилацетата, 0.05 мас.% воды, 0.01% этанола.

Пример 3. В качестве регенерируемой смеси в данном примере был взят состав третьего отгона в процессе получения α-токоферола, содержащего 92.4 мас. % этилацетата, 7.6 мас. % воды. Процесс проводился в колонне, описанной в примере 1. Дистиллят состоял из 99.66 мас.% этилацетата, 0.21 мас.% уксусной кислоты, 0.11 мас. % воды, 0.02 мас.% уксусного ангидрида. Кубовый продукт состоял из 99.69 мас.% уксусной кислоты, 0.2 мас.% этилацетата, 0.12 мас.% уксусного ангидрида, 0.06 мас.% воды, 0.04% этанола.

Формула изобретения

Способ регенерации этилацетата ректификацией, отличающийся тем, что процесс осуществляют в реакционно-ректификационном режиме с подачей уксусного ангидрида в верхние сечения колонны и отбором в качестве дистиллята чистого этилацетата, а в качестве кубового продукта - уксусной кислоты.

РИСУНКИ

Рисунок 1