Всесоюзная iпатентно-т?хь'1^:епяд)|

 

353409

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Реслтблик

Зависимый от патента №

М. Кл. С 07с 69/14

С 07с 67/06

Заявлено 08Л .1969 (М 1328066/23-4) Приоритет 10Х.1968, № P 1768412.7, ФРГ

Комитет оо делам изобретений и открытий лри Совете Министров

СССР

УДК 547.361 26.292.07 (088.8) Опубликовано 291Х.1972. Бюллетень ¹ 29

Дата опубликования описания 8.1.1973

Авторы изобретения

Иностранцы

Вальтер Крениг и Вульф Швердтель (Федеративная Республика Германии) Иностранная фирма

«Фарбенфабрикен Байер АГ> (Федеративная Республика Германии) Заявитель

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СЫРОГО ВИНИЛАЦЕТАТА

Изобретение относится к усовершенствованию способа переработки сырого винилацетата, являющегося важным продуктом в химической и полимерной промышленности.

Известен способ разделения винилацетатной жидкости, содержащей винилацетат, воду, уксусную кислоту и небольшое количество ацетальдегида, и получающейся в процессе производства винилацетата из этилена уксусной кислоты.

Способ заключается в том, что винилацетатная жидкость поступает в колонну азеотропной дистилляции, с верха которой отбираются винилацетат — вода и легкокипящие примеси, а с низа колонны — уксусная кислота, которая возвращается в процессе синтеза.

Далее на второй колонне с верхней ее части отбирают ацетальдегид и легко кипящие примеси, а с низа — винилацетат и воду и высококипящие компоненты, которые разделяют в сепараторе (происходит расслаивание жидкостей) с последующей дистилляцией и выделением чистого винилацетата.

Дальнейшие исследования показали, что в винилацетатной жидкости содержится небольшое количество этилацетата, который изза близкой точки кипения (77 С) к выделяемому винилацетату (72 С) практически очень трудно может быть отделен (с очень большими потерями целевого винилацетата).

Расчеты показывают, что для отделения этилацетата потребовалась бы дистилляционная колонна с 280 тарелками и флегмовым

5 числом 80.

В предлагаемом способе отделение небольшого количества этилацетата достигается с помощью определенного поддержания воды в нижней части дистилляционной колонны, т. е.

10 0,5 — 6 вес. %. Этот прием позволяет использовать колонну с 60 тарелками и флегмовым числом 3 — 8.

Винилацетатная жидкость поступает в азеотропную дистилляционную колонну, с

15 верхней части которой отбирают все количество винилацетата, причем часть безводного винилацетата возвращают в виде флегмы в колонну и удаляют таким образом воду, содержащуюся в исходной жидкости в виде

20 азеотропа.

С нижней части колонны отбирают уксусную кислоту, содержащую 0,5 — 6% воды и

0,05 — 1% полимеров, затем ее направляют в стадию синтеза. С промежуточных тарелок

2 колонны отбирается этилацетатный поток, содержащий среднекипящие компоненты. Он вместе с уксусной кислотой направляется на стадию синтеза. Дальнейшее разделение винплацетата и воды проводят в сепараторе

30 (происходит расслаивание жидкостей) с по353409 вес. % кг час

0,041

0,104

4,534

15,034

1,443

0,19

0,49

21,38

70,85

6,81 этилен двуокись углерода винилацетат уксусная кислота вода следующей дистилляцисй и Выделен;1см чнСТОГÎ В11НИЛ сl ЦСТclт сl, П P at(TИЧССI(И Ill СО. !СP ж сlщего этилацетата (0,002- — 5%).

Применяе»ая в процессе ltepepaooT;(It винилацетатная жидкость содержит В основном

45 — 80% уксусной кислоты, 15 — 35% ьнпилацетата, 3 — 20% воды и 005 — 0005% эгилЯЦЕI ЯТЯ (ПО OTktottlekrktio К Bilп!1Л си ЦСТЯТУ } .

Кяк 0Tivlp iaëOcü Выше) укс ca all кис.!01 я, содержащая в основном воду и 0,001 — 5% этилацетата, поступает в стадию сшггсза в:tнилацетата, т. е. в испаритель где она B,1есте со свежей кислотой за счет нагрева циркулирующим газом, в основном этилсном, до 110 ——

140 С превращается в парообразнос состояние и в таком виде поступает в колонну с1штеза.

Следует отметить большие тс нологпческис преимущества использования в синтезе уксусной кислоты, получающейся В процесс переработки винилацетатной жидкости и содержащей небольшие количества этилацстата. Tai за счет создания равновесия содержания этилацетата в процессе взаимодействия этилена, уксусной кислоты и кислорода донол1штсльного образования эт11лацетата пе наблюдастся, т. е. тем самы» отпадает дорогостоящсс

РаЗДЕЛЕНИЕ ВИНИЛсlЦЕГс1ТЯ и ЭТИЛс1ЦСГсlТЯ.

Схема ocymecTB;lett и с«осооа noi(aaaiia»a чертеже.

Пример 1. В колонне 1, содержащей сгационярно закреплcнныll катализятоp (ме! a;Iлы VII группы периодической системы, например палладий) вместе с ацс, атамн щелочных металлов на носителе, например сипи;,атах, проводят синтез виш1лаце1ата при температуре -185 С из этилена и уксусной кислоты, которые подают из испарителя, и кислорода, подаваемого по липни 1 а.

Реакционную смесь после выхода из реактора охлаждают до температуры 30 С и переводят по липни 2 а B отделитель 2 О, в которо» pязделя1От между копдснс1tpуioши»iiсsi жидкими и остающимися газообразными составны»и продуктами. Газы 8 возвращают в процесс. Конденсат в отдел1псле 20 разрежают до атмосферного давления в емкости 2 в и подают через линию 2г в процесс переработки с помощью дистилляции. Газы, освобождающиеся при разрежении и отходя1цис по линии 8а, опять сжимают до давления, при котором происходит реакция синтеза, и возвращают в реактор.

Продукт из емкости 2в вводят в процесс дистилляции в емкость 4. Состав его iipttBeqcii ниже.

В = этилацстат я цсталь!1(i ll

;i с г ко нс112 pя ОЩ1!сс11 составные элементы

0,04

0,23

0,008

0,048

0,002

0,01

В процессе днстилляции образующаяся водя удал11стс11 сонм cTHo с BEIHII;12LIQTaTo:Et в Виде про.Jól(Ta из головной части колонны 5. 0 Температура стока составляет 125 С, температура головной части составляет 70 С, соотношение флегмы составляет 1: 5, Ь стокс еолоllны УдалЯстся УI(cs сная кислОта по линии б, которую возвращают в процесс синтеза, Смесь имеет следующий состав.

Вес кг! час

15,034

0,305

0,053

0,007 вес. % уксусная кислота 97,64 вода 1,98 полимеры 0,34 этилацетат 0,04

Уксусную кислоту подают B горячем виде в

25 испаритель 7 реакционной системы, в который вводят свежую уксусную кислоту и этилен по линиям 7а или 7б. Для предотвращения в этом испарителе обогащения полимерами направляют обратный поток мощностью в

1,851 1(г, «c по линии 8 па пленочный выпарной аппарат 9, там выделяют 1,605 кг, час

B. 1сдснной укс спой кислоты по линии 10.

Остаток в виде полимеризата выбрасывают по трубе 11.

Продукт по линии 5 из головной части колонны 4 разделяют в разделителе фаз 12 на нижшою водную фазу и в верхней части 18 на органическую фазу. Органическая фаза имеет следующий состав.

Вес вес. % винилацстат 98,29 вода 1,05 этилацстат 0,02 ацетальдегид 0,59 легкоиспаряющиеся элементы 0,05 кг час

4,274

0,046

0,001

0,026

0,002 0 Верхнюю фазу сырого винилацетата подвергают дальнейшему обезвож IBaktktio и отделеншо всех легкоиспаряющихся компонентов в колонне 14. Продукт головной части колонны 15 содержит около 10,/О ацетальдегида и остальное — винплацетат, Продукт головной части колонны 15 снова дистиллируют в колонне 1б. Винилацетат, пол ч. .ющийся в виде продукта стока, возвращают обратно по линии 17 в дистилляционН1ю колонну 14. Через головную часть колонны удаляют из процесса по линии 18 легкоиспаряющиеся компоненты.

Впнилацетат, получаемый в колонне 14 в виде продукта стока, содержит небольшое кобс личество уксусной кислоты и п(аимеризатов, 353409

Продукт стока колонны имеет дующий состав, вес. %: винилацетат этил ацетат вода

P уксусная кислота при этом сле0,01

0,02

2,00

97,97 от которых его очищают путем повторной дистилляции в колонне 19. Полученный таким образом в виде продукта головной части винилацетат соответствует необходимому стандарту, содержание этилацетата в нем максимально (0,02%).

Продукт стока 20 колонны 19 повторной дистилляции винилацетата пропускают через пленочный выпарной аппарат 9 для получения дополнительного количества винилацетата, который возвращают обратно через трубопровод 10 в дистилляционную колонну 4.

Головные продукты в первой азеотропной колонне 4 попадают в разделитель 12, где отделяется нижняя водная фаза, содержащая наряду с небольшими количествами других загрязнений примерно 1% винилацетата в растворенном виде. В колонне 21 отгоняются все летучие составные элементы, и сточная вода практически не содержит никаких следов примесей уксусной кислоты.

Отогнанные летучие элементы возвращают в колонну 1б, в которой через головную часть по линии 18 удаляются все легкоиспаряющиеся компоненты.

В азеотропной колонне 4 после разрежения давления в жидких продуктах выделяются газы по трубе 22, но часть ик остается еще.растворенной в жидкости. Эти газы удаляют через головную часть колонны отделителя фаз 12 охлаждением до 0 С для выделения увлеченных частиц ацетальдегида и винилацетата, подсоединяют к газу, возвращаемому в процесс.

Небольшие количества жидкого кондейсированного путем охлаждения продукта.по линии 28 подают в колонну 1б, в которой все легкоиспаряющиеся компоненты удаляются через головную часть колонны.

Пр имер 2. В лабораторную куполообразную тарельчатую колонну из стекла с 60 тарелками на тридцатую тарелку подают

2000 г/час газовой смеси следующего состава, вес. %: винилацетат 15,98 этилацетат 0,02 вода 6,00 уксусная кислота 78,00

Продукт головной части конденсируют, охлаждают до 40 С и направляют в разделитель фаз. Из фазы винилацетата отбирают в виде флегмы 2400 г/час и подают в головную часть колонны. Остальное количество сырого винилацетата удаляют. Продукт головной части содержит, вес. : винилацетат 98,59 этилацетат 0,01 вода 1,40

Пример 3. В аналогичную колонну подают 2000 г, час смеси, содержащей этилацетата в три раза больше, чем по примеру 2. Состав смеси следующий, вес. %:

5 винилацетат 15,94 этилацетат 0,06 вода 6,00 уксусная кислота 78,00

После конденсации и охлаждения продукта головной части из разделителя фаз отбирают в виде флегмы 2200 г/час винилацетата.

Сырьевой винилацетат в головной части со15 держит, вес. %: винилацетат этилацетат вода

98,55

0,05

1,40

Продукт стока имеет вес следующий состав

0,02

0,05

2,75

97,17 винилацетат этилацетат вода уксусная кислота

Пример 4. В одинаковых условиях протекапия реакции с 15 тарелками колонны отбирают 14 г/час жидкого дополнительного пото3о а след ющего состава, вес. % винилацетат 1,0 этилацетат 5,0 вода 1 1,0 уксусная кислота 83,0

Сырьевой винилацетат B головной части колонны,в этом случае имел следующий состав, вес. %:

98,58

0,02

1,40 винилацетат этилацетат вода

Продукт стока имеет следующий состав, вес. %:

0,02

0,03

2,00

97,95 винилацетат этилацетат вода уксусная кислота

Пр имер 5. 2000 г/час смеси, которая ис60 пользована в примерах 3» 4, подают на 30 тарелку колонны с шестьюдесятью тарелками.

В качестве флегмы используют, как и в примере 3, 2200 г/час винилацетата из разделителя. В этом опыте количество удаляемого

65 продукта через головную час ь колонны и в

5О

Дополнительный поток подают во вторую колонну, в которой винилацетат и этилацетат дистиллировался в виде азеотропа совместно с водой через головную часть. Уксусную кис55 лоту, которую удаляют в виде продукта стока этой колонны, подают в продукт стока первой колонны.

353409

Пре;lмет изобретения

Составитель Г. Андион

Редактор Л. Герасимова Текр е.r Е. 5орисо в а Корректор Г. Запорожец

Заказ 4181/19 Изд. № 1647 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская паб., д. 475

Типография, пр. Сапунова, 2 виде стока устанавливают таким образом, чтобы в виде стока удалялось большее количество випилацетата с уксусной кислотой.

Состав ви в головной части коIOHIlbI, ВЕС. %: винилацетат 98,57 этилацетат 0,03 вода 1,40

Состав продуктов стока, вес. %: винилацетат 2,00 этилацетат 0,07 вода 2,50 уксусная кислота 95,43

Способ псрераоотки сырого випилацетата, содержащего уксусную кислоту, воду и не бо5 лее 5 вес. % этплацетата, путем азеотропной дистилляцпи с применением конденсации продуктов головной части дистилляционной колонны, разделения фаз и части гного возврата в процесс конденсированного головного про10 дукта, отличающийся тем, что, с целью лучшего отделения этилацетата от винплацетата, в нижней части колонны поддерживают содержание воды, равное 0,5 — 6 вес. %.