Способ разделения смеси циклогексен-вода-циклогексанон-дмсо



Способ разделения смеси циклогексен-вода-циклогексанон-дмсо
Способ разделения смеси циклогексен-вода-циклогексанон-дмсо

Владельцы патента RU 2676037:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" (RU)

Изобретение относится к технологии основного органического синтеза, а именно к способу разделения четырехкомпонентной смеси циклогексен-вода-циклогексанон-ДМСО, согласно которому в первой ректификационной колонне осуществляют промежуточное разделение указанной смеси на две бинарные составляющие: в дистилляте - циклогексен-вода, в кубе - циклогексанон-ДМСО, затем проводят разделение бинарной составляющей циклогексен-вода с использованием комплекса, содержащего флорентийский сосуд и отгонную ректификационную колонну, при этом товарный циклогексен выделяется в кубе отгонной ректификационной колонны, а товарная вода выделяется в водном слое флорентийского сосуда, и проводят разделение бинарной составляющей циклогексанон-ДМСО во второй ректификационной колонне, работающей при пониженном давлении с целью повышения летучести циклогексанона относительно ДМСО. В дистилляте второй ректификационной колонны выделяется товарный циклогексанон, а в кубе - товарный ДМСО. Изобретение обеспечивает разделение реакционной смеси любого состава на практически чистые компоненты, т.е. компоненты, качество которых удовлетворяет существующим требованиям. 1 ил., 3 пр.

 

Изобретение относится к технологии основного органического синтеза, а именно, к способу выделения циклогексанона из реакционной смеси, получаемой в результате окисления циклогексена в присутствие ДМСО в качестве растворителя. Циклогексанон находит применение в качестве сырья для производства капролактама.

Хорошо изучены процессы получения циклогексанона окислением циклогексана или дегидрированием циклогексанола. В результате реакций образуются многокомпонентные смеси, содержащие циклогексан, циклогексанол, циклогексанон, воду, тяжелокипящие примеси.

Наиболее близкими к предлагаемому способу являются технологические решения по выделению товарного циклогексанона, полученного методами, описанными ниже.

Разделение смеси, образующейся в результате окисления циклогексана, осуществляют в четырехколонном комплексе с флорентийским сосудом [патент RU 2373181 С2, дата публикации 20.11.2009]. На первом этапе в первой колонне происходит разделение смеси на тяжело- и легкокипящую фракции. Тяжелокипящая фракция направляется во вторую колонну, в дистилляте которой происходит выделение циклогексанона чистотой 99,8%. Куб колонны содержит циклогексанон, циклогексанол и тяжелые примеси. Данная смесь подвергается дальнейшему разделению, в результате которой отгоняемая фракция с циклогексанолом отправляется в блок химического превращения. Дистиллят первой колонны, содержащий воду и легкокипящие компоненты, после отделения в сепараторе водной фазы обрабатывают как отходы.

Разделение смеси, образующейся в результате дегидрирования циклогексанола [патент US 2845384 А, дата публикации 29.07.1958], проводится в комплексе ректификационных колонн, работающих под разными давлениями, и двух флорентийских сосудов. Для удаления легкокипящих компонентов в первую колонну подают дополнительно циклогексен. Основная его функция - извлечение воды из раствора путем образования гетероазеотропа с минимальной температурой кипения. Количество вводимого циклогексена определяется количеством воды в исходной смеси. Дистиллят первой колонны, работающей при атмосферном давлении, направляют во флорентийский сосуд. Слой, обогащенный циклогексеном, идет на орошение колонны, а водный слой - на дальнейшую очистку, после которой вода с органическими примесями не более 0,1% сбрасывается в канализацию. Куб колонны, содержащий циклогексанон, циклогексанол и тяжелокипящие примеси, отправляется в ректификационную колонну, работающую при пониженном давлении. Понижение давления позволяет увеличить относительную летучесть целевых компонентов. Чистота полученного в дистилляте колонны циклогексанона составляет 99,9%.

Недостатком вышеприведенных методов является то, что возможность их реализации ограничена составами реакционной смеси, поступающей в блок ректификационного разделения.

Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, заключается в осуществлении разделения реакционной смеси любого состава на практически чистые компоненты, т.е. компоненты, удовлетворяющие существующим требованиям качества товарных продуктов.

Технический результат достигается способом разделения четырехкомпонентной смеси циклогексен-вода-циклогексанон-диметилсульфоксид (ДМСО) за счет реализации промежуточного разделения в первой ректификационной колонне на две бинарные составляющие, а затем для разделения бинарной составляющей циклогексен-вода используют комплекс, основанный на сочетании ректификации и расслаивания, а разделение бинарной составляющей циклогексанон-ДМСО проводят во второй ректификационной колонне, работающей при пониженном давлении с целью повышения летучести циклогексанона относительно ДМСО.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого способа разделения четырехкомпонентной смеси циклогексен-вода-циклогексанон-ДМСО.

Основная идея предлагаемого способа заключается в реализации на первой стадии промежуточного разделения четырехкомпонентной смеси циклогексен (1) - вода (2) - циклогесанон (3) - ДМСО (4) в первой ректификационной колонне I, позволяющего полностью выделить две бинарные составляющие указанной смеси: в кубе - циклогексанон-ДМСО (3-4), а в дистилляте - циклогексен-вода (1-2).

Бинарная составляющая циклогексен-вода (1-2) может быть направлена в блок химического превращения или разделена с использованием комплекса, содержащего флорентийский сосуд IV и отгонную ректификационную колонну V (фиг. 1). Более конкретно, выделение циклогексена чистотой 99,99% мол. осуществляется в кубе колонны V, дистиллятом которой является бинарный азеотроп циклогексен-вода, направляемый во флорентийский сосуд через теплообменник III. Вода, с примесями циклогексена не более 0,01% мол., выделяется в водном слое флорентийского сосуда IV.

Бинарная составляющая циклогексанон-ДМСО (3-4) разделяется обычной ректификацией во второй ректификационной колонне II: циклогексанон выделяется в дистилляте колонны II с содержанием до 99,9% мол. основного вещества, а ДМСО чистотой 99,9% мол. выделяется в кубе колонны II.

Параметры работы ректификационных колонн (эффективность, тарелка питания, флегмовое число) подбираются в зависимости от состава исходной смеси.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Разделению подлежит смесь состава: циклогексена - 15%, воды - 15%, циклогексанона - 40%, ДМСО - 30%. Количество исходной смеси 100 кмоль/час. Промежуточное разделение осуществляют в колонне I с рабочим давлением 1 атм. при флегмовом числе равном 0,9-1,1. Число теоретических тарелок равно 15-17. Исходная смесь подается на 9-11 тарелку (нумерация тарелок с верха колонны). В дистилляте колонны I отбирают 30 кмоль/час фракции, содержащей 50% циклогексена и 50% воды. Кубовый продукт колонны I в количестве 70 кмоль/час направляют в колонну II, работающую при пониженном давлении 0,1-0,2 атм. Эффективность колонны II - 40 теоретических тарелок. Питание осуществляется на 36 тарелку при флегмовом числе равном 4,8. С верха колонны II отводят товарный циклогексанон в количестве 40 кмоль/час чистотой 99,86%. Кубовый товарный продукт колонны II - ДМСО в количестве 30 кмоль/час и чистотой 99,8% мол.

Дистиллят колонны I охлаждают в теплообменнике III до 20-25°С и направляют во флорентийский сосуд IV, в котором происходит расслаивание на два слоя. Органический слой направляется в отгонную колонну V, работающую при атмосферном давлении. Эффективность колонны V - 4 теоретические тарелки. В кубе колонны V получают чистый товарный продукт циклогексен 15 кмоль/час с чистотой 99,99%мол. Дистиллят колонны V охлаждается до 20-25°С в теплообменнике III и подается во флорентийский сосуд IV. Водный слой флорентийского сосуда в количестве 15 кмоль/час отводится с чистотой 99,99%.

Таким образом, результатом предлагаемого способа разделения является полное выделение товарного циклогексанона, а также других продуктов товарного качества, которые могут направляться в блок химического превращения или на склад.

Пример 2.

Разделению подлежит смесь в количестве 100 кмоль/час состава: циклогексена - 15%, воды - 15%, циклогексанона - 20%, ДМСО - 50%. Параметры работы колонны I: 1 атм., эффективность - 19-22 теоретические тарелки, тарелка питания - 11-13, флегмовое число - 0,7-0,8. Куб колонны I (70 кмоль/час), содержащий бинарную смесь циклогексанон (28,57% мол.) - ДМСО (71,43% мол.), направляется в колонну II, работающую при пониженном давлении 0,1-0,2 атм. Параметры работы колонны II: эффективность - 38-40 теоретических тарелок, тарелка питания - 33-38, флегмовое число - 5-5,2. В дистилляте колонны II происходит выделение товарного циклогексанона (20 кмоль/час, 99,86% мол.), в кубе - товарного ДМСО (50 кмоль/час, 99,95% мол.).

Дистиллят колонны I (30 кмоль/час) содержит бинарную смесь циклогексен (50% мол.) - вода (50% мол.). Данная смесь направляется в комплекс, состоящий из отгонной колонны V и флорентийского сосуда IV, и делится с получением товарных продуктов чистотой не менее 99,99% мол. (параметры работы колонны V аналогичны Примеру 1).

Пример 3.

Разделению подлежит смесь в количестве 100 кмоль/час состава: циклогексена - 15%, воды - 15%, циклогексанона - 30%, ДМСО - 40%. Параметры работы колонны I: 1 атм., эффективность - 20-22 теоретических тарелок, тарелка питания - 12-14, флегмовое число - 0,6-0,7. Дистиллят колонны I (30 кмоль/час) содержит бинарную смесь циклогексен (50% мол.) - вода (50% мол.). Данная смесь направляется в комплекс, состоящий из отгонной колонны V и флорентийского сосуда IV, и делится с получением товарных продуктов чистотой не менее 99,99% мол. (параметры работы колонны V аналогичны Примеру 1).

Куб колонны I (70 кмоль/час), содержащий бинарную смесь циклогексанон (42,86% мол.) - ДМСО (57,14% мол.), направляется в колонну II, работающую при пониженном давлении 0,1-0,2 атм. Параметры работы колонны II: эффективность - 38-40 теоретических тарелок, тарелка питания - 35-37, флегмовое число - 5-5,2. В кубе колонны II происходит выделение товарного ДМСО (40 кмоль/час, 99,9% мол.), в дистилляте - товарного циклогексанона (30 кмоль/час, 99,87% мол.).

Способ разделения четырехкомпонентной смеси циклогексен-вода-циклогексанон-диметилсульфоксид (ДМСО), согласно которому в первой ректификационной колонне осуществляют промежуточное разделение указанной четырехкомпонентной смеси на две бинарные составляющие: в дистилляте - циклогексен-вода, в кубе - циклогексанон-ДМСО, затем проводят разделение бинарной составляющей циклогексен-вода с использованием комплекса, содержащего флорентийский сосуд и отгонную ректификационную колонну, при этом товарный циклогексен выделяется в кубе отгонной ректификационной колонны, а товарная вода выделяется в водном слое флорентийского сосуда, и проводят разделение бинарной составляющей циклогексанон-ДМСО во второй ректификационной колонне, работающей при пониженном давлении с целью повышения летучести циклогексанона относительно ДМСО, при этом товарный циклогексанон выделяется в дистилляте второй ректификационной колонны, а в кубе второй ректификационной колонны выделяется товарный ДМСО.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способу окисления углеводородов, в частности, насыщенных углеводородов, для получения пероксидов, спиртов, кетонов, альдегидов и/или дикислот.

Изобретение относится к способам очистки циклогексанона. Описан способ очистки циклогексанона, полученного окислением циклогексана кислородом воздуха или дегидрированием циклогексанола, в котором процесс ректификации ведут в разрезной вакуумной ректификационной колоне (2 колонны), где дистиллят первой колонны является питанием для второй колонны; из куба первой колонны выводят смесь циклогексанола и высококипящих примесей на дальнейшее разделение, а куб второй колонны является флегмой для первой - в нее при этом вводится раствор щелочи (КОН) в циклогексаноле, эквивалентный содержанию эфиров.

Изобретение относится к способу разделения многоатомных спиртов, например неопентилгликоля, и формиата натрия, включающий упаривание и охлаждение реакционной смеси, добавление органического растворителя, кристаллизацию формиата натрия, отделение формиата натрия от насыщенного раствора многоатомного спирта, например, фильтрованием и кристаллизацию многоатомного спирта.
Изобретение относится к усовершенствованному способу снижения содержания альдегидов в этиленгликоле, содержащем 2000 млн -1 альдегидов или менее, включающему введение гликоля в жидкой фазе в контакт с твердой сильнокислой катионообменной смолой.
Изобретение относится к усовершенствованному способу извлечения карбонильных и (или) кислотных соединений из сложных многокомпонентных органических жидких смесей и может быть использовано в различных отраслях промышленности для очистки композиций или же для утилизации карбонильных соединений и (или) кислот.
Изобретение относится к усовершенствованному способу очистки органических смесей от карбонильных соединений и кислот путем обработки их сульфитом натрия, причем на обработку берут органические смеси, содержащие в своем составе карбонильные соединения и карбоновые кислоты в соотношении 1 г-экв : 1 г-экв или с избытком кислот, или с избытком карбонильных соединений, в этом случае перед обработкой сульфитом натрия в исходную смесь вводят добавку карбоновой кислоты в таком количестве, чтобы привести соотношение карбонильных соединений и кислот к 1 г-экв на 1 г-экв, и обработку ведут твердым сульфитом натрия в бисерной мельнице с массовым соотношением загрузки композиции и стеклянного бисера в качестве перетирающего агента 1 : 1-2 и скоростью вращения механической мешалки не менее 1440 об/мин при дозировке сульфита натрия 1,2-1,5 моль на 1 г-экв карбонильного соединения или находящейся в избытке кислоты в присутствии стимулирующей добавки до практически полного расходования карбонильных соединений либо карбонильных соединений и кислот.

Изобретение относится к усовершенствованному способу разделения многоатомных спиртов, например неопентилгликоля или этриола, и формиата натрия или кальция, включающему добавление к смеси разделяемых веществ органического растворителя, в котором многоатомный спирт растворяется, кристаллизацию формиата натрия или кальция, отделение формиата натрия или кальция от раствора многоатомного спирта в органическом растворителе, например, фильтрованием, рециркуляцию органического растворителя, охлаждение раствора и кристаллизацию многоатомного спирта, причем в качестве органического растворителя используют растворитель ароматического ряда, например толуол, при этом после добавления к смеси разделяемых веществ органического растворителя полученную смесь нагревают до температуры кипения и производят при этой температуре одновременно: обезвоживание смеси отгонкой воды с рециркуляцией отделенного от воды органического растворителя, кристаллизацию нерастворенного в органическом растворителе формиата натрия или кальция и растворение в органическом растворителе многоатомного спирта.
Изобретение относится к получению дикислот или смесей дикислот из водных растворов, образующихся при промывке продуктов окисления циклогексана. .

Изобретение относится к способам переработки природного газа на агрегате производства метанола. .

Изобретение относится к схеме подачи и переработки природного газа на агрегат производства метанола. .

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Пентоксид ванадия промышленного сорта сначала превращают в окситрихлорид ванадия низкотемпературным хлорированием в псевдоожиженном слое.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Пентоксид ванадия промышленного сорта сначала превращают в окситрихлорид ванадия низкотемпературным хлорированием в псевдоожиженном слое.

Изобретение относится к способу обработки газовой смеси с помощью методики разделения. Способ обработки газовой смеси, которая образуется из потока продукта реактора для синтеза диметилового эфира из синтез-газа и которая содержит диметиловый эфир, диоксид углерода и другой компонент, который является более низкокипящим, чем диоксид углерода, включает охлаждение газовой смеси при первом уровне давления от первого уровня температуры до второго уровня температуры и промывание фракции газовой смеси, которая остается в газообразном состоянии при втором уровне температуры, в поглотительной колонне флегмой, преимущественно содержащей диоксид углерода, при этом флегма частично образована из фракции газовой смеси, которую отделяют в жидком состоянии в процессе охлаждения.

Изобретение относится к спиртовой промышленности. Способ совместного получения ректификованного этилового спирта и дистиллята из зернового сырья включает вываривание спирта из бражки в бражной колонне с переходом этилового спирта и сопутствующих примесей в бражной дистиллят с паром из этой колонны, очистку бражного дистиллята от головных и промежуточных примесей в эпюрационной колонне, ректификацию эпюрата в спиртовой колонне с отбором фракций сивушного масла, сивушного спирта и непастеризованного спирта, разделение фракций, содержащих головные и промежуточные соединения, в разгонной колонне с подачей умягченной воды на ее верхнюю тарелку, извлечение головных примесей и метанола в колонне окончательной очистки, концентрирование примесей в сивушной колонне, при этом зерновой дистиллят отбирается с одной из секций брагоподогревателя или конденсатора бражной колонны, дополнительно очищается в фильтре-адсорбере с ионообменной смолой.

Изобретение относится к спиртовой промышленности. Способ совместного получения ректификованного этанола и дистиллята включает вываривание этанола из бражки в бражной колонне с переходом спирта и сопутствующих примесей в бражной дистиллят, отбираемый из жидкой фазы верхних укрепляющих тарелок этой колонны и разделяемый на два потока; очистку дистиллята, используемого для получения спирта этилового ректификованного, от головных и промежуточных примесей в эпюрационной колонне, ректификацию эпюрата в спиртовой колонне с отбором фракций сивушного масла, сивушного спирта и непастеризованного спирта, разделение фракций, содержащих головные и промежуточные соединения, извлечение головных примесей и метанола в колонне окончательной очистки, концентрирование контаминантов в сивушной колонне, ректификацию водно-этанольной жидкости в сырцовой колонне.

Изобретение относится к способу снижения потребления энергии в процессе перегонки с использованием тепловой связи. Перегонная установка содержит первую ректификационную колонну, имеющую верхнюю секцию и нижнюю секцию, причем верхняя секция представляет собой секцию предварительного фракционирования; вторую ректификационную колонну, имеющую верхнюю секцию и нижнюю секцию, причем нижняя секция представляет собой основную секцию второй ректификационной колонны; первый приемный резервуар головного продукта, сообщающийся по текучей среде с секцией предварительного фракционирования первой ректификационной колонны и верхней секцией второй ректификационной колонны; парциальный конденсатор, сообщающийся по текучей среде с секцией предварительного фракционирования первой ректификационной колонны и первым приемным резервуаром головного продукта; боковой ребойлер, сообщающийся по текучей среде с секцией предварительного фракционирования первой ректификационной колонны; линию подачи парообразной боковой фракции, сообщающуюся по текучей среде с секцией предварительного фракционирования первой ректификационной колонны и основной секцией и ребойлером второй ректификационной колонны; линию подачи жидкости из нижней части, сообщающуюся по текучей среде с основной секцией второй ректификационной колонны и секцией предварительного фракционирования первой дистилляционной колонны.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Пентоксид ванадия промышленной категории превращают в окситрихлорид ванадия низкотемпературным хлорированием в псевдоожиженном слое.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Пентоксид ванадия промышленной категории превращают в окситрихлорид ванадия низкотемпературным хлорированием в псевдоожиженном слое.

Настоящее изобретение относится к непрерывному способу получения пропиленоксида, который включает в себя: (a) реагирование пропена, необязательно смешанного с пропаном, с перекисью водорода в реакционном аппарате в присутствии ацетонитрила в качестве растворителя с получением потока S0 на выходе реакционного аппарата, при этом S0 содержит пропиленоксид, ацетонитрил, воду, по меньшей мере один дополнительный компонент В, необязательно пропен и необязательно пропан, и отличается тем, что нормальная точка кипения по меньшей мере одного компонента В выше, чем нормальная точка кипения ацетонитрила, и отличается тем, что десятичный логарифм коэффициента разделения октанола-воды (log Kow) по меньшей мере, одного компонента В составляет больше нуля; (b) отделение пропиленоксида из S0, необязательно после отделения пропена и необязательно пропана, с получением потока S1, который содержит ацетонитрил, воду и по меньшей мере один дополнительный компонент В; (c) разделение S1 на два потока S2 и S3, при котором общая масса S3 по отношению к общей массе S1 находится в диапазоне от 0,01 до 25%; (d) воздействие на поток S3 посредством фракционирования паровой и жидкой фаз в установке фракционирования с получением потока паровой фракции S4, обедненного по меньшей мере одним компонентом В, и с получением жидкого кубового потока S4b, обедненного ацетонитрилом; (e) рециркуляцию по меньшей мере части потока S4, необязательно после обработки, в стадию (а) и рециркуляцию по меньшей мере части потока S2, необязательно после обработки, в стадию (а).

Настоящее изобретение относится к непрерывному способу получения пропиленоксида, который включает в себя: (a) реагирование пропена, необязательно смешанного с пропаном, с перекисью водорода в реакционном аппарате в присутствии ацетонитрила в качестве растворителя с получением потока S0 на выходе реакционного аппарата, при этом S0 содержит пропиленоксид, ацетонитрил, воду, по меньшей мере один дополнительный компонент В, необязательно пропен и необязательно пропан, и отличается тем, что нормальная точка кипения по меньшей мере одного компонента В выше, чем нормальная точка кипения ацетонитрила, и отличается тем, что десятичный логарифм коэффициента разделения октанола-воды (log Kow) по меньшей мере, одного компонента В составляет больше нуля; (b) отделение пропиленоксида из S0, необязательно после отделения пропена и необязательно пропана, с получением потока S1, который содержит ацетонитрил, воду и по меньшей мере один дополнительный компонент В; (c) разделение S1 на два потока S2 и S3, при котором общая масса S3 по отношению к общей массе S1 находится в диапазоне от 0,01 до 25%; (d) воздействие на поток S3 посредством фракционирования паровой и жидкой фаз в установке фракционирования с получением потока паровой фракции S4, обедненного по меньшей мере одним компонентом В, и с получением жидкого кубового потока S4b, обедненного ацетонитрилом; (e) рециркуляцию по меньшей мере части потока S4, необязательно после обработки, в стадию (а) и рециркуляцию по меньшей мере части потока S2, необязательно после обработки, в стадию (а).

Изобретение касается экстракционной колонны. Экстракционная колонна, имеющая по крайней мере по участкам цилиндрический вертикально направленный корпус колонны, который образует внутренний объем колонны, который имеет горизонтальную максимальную протяженность, причем в корпусе колонны выполнены по меньшей мере одна первая подводящая линия для экстрагирующего агента, по меньшей мере одна вторая подводящая линия для текучей среды, подлежащей экстракции, и по меньшей мере одна отводящая линия для экстрактивной смеси и по меньшей мере одна отводящая линия для рафината, отличающаяся тем, что во внутреннем объеме колонны расположено вертикально направленное разделительное устройство, которое разделяет внутренний объем колонны на несколько вертикально направленных и горизонтально отделенных областей, причем горизонтальная максимальная протяженность каждой области при каждом горизонтальном сечении через корпус колонны, который разделяет разделительное устройство, меньше, чем горизонтальная максимальная протяженность внутреннего объема колонны, области у их верхних краев заканчиваются в совместной головной части колонны, а у их нижних краев - в совместной кубовой части колонны, причем в области головной части колонны и в области кубовой части колонны горизонтальная протяженность внутреннего объема колонны не разделяется разделительным устройством, и у головной части колонны расположена одна из подводящих линий, а у кубовой части колонны расположена другая из подводящих линий. Технический результат - повышение выхода экстрагированного компонента из текучей среды. 2 н. 13 з.п. ф-лы, 10 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2018-04-17 2019-01-01T17:01:41
Наверх