Способ очистки сложных эфиров фталевой кислоты

 

Союз Советскнк

Соцнапнстнческнк

Респубпнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о1)655699 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)) Заявлено 0709.76 (21) 2405621/23-04 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 0504.79. Бюллетень И 13

Дата опубликования описания 0 0479 (51) й1. Кл.

С 07 С 67/48

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (83) УДК547.584 (088. 8) Ю.Е. Носовский, A È. Куценко, В.Н. Курносов, A.È. Вакутин и Ю.В. Вычуров (72) Авторы изобретения

P3) Заявитель

{54) спОсОБ Очистки слОжных эФиРОВ

Фтллевой кислоты

Изобретение относится к улучшенному способу непрерывной очистки сложных эфиров фталевой кислоты. Полученные сложные эфиры находят применение в основном в качестве пластификаторов различных термопластов.

Известны способы очистки сложных эфиров фталевой кислоты, полученных в присутствии кислых катализаторов, путем нейтрализации кислых компонентов, отмывки солей нейтрализации, отгонки избыточного спирта и воды, обработки сорбентами и фильтрования.

Так, описан способ очистки .дибутилфталата, заключающийся в отгонке 15 основной массы бутанола при остаточном давлении 50-90 мм рт.ст., нейтрализации водным раствором карбоната натрия, отмывке солей нейтрализации и отгонке воды, летучих и остатков бутанола на колпачковой тарельчатой колонне острым перегретым паром при температуре 100-180 С и остаточном давлении 80-50 мм рт.ст. (1).

Известен способ очистки сложных 25 эфиров путем последовательной нейтрализации, промывки и отгонки летучих острым перегретым паром. В соответствии с этим способом отдувку летучих проводят с применением нескольких последовательно расположенных колонн при постепенном углублении вакуума и противоточном движении острого перегретого пара по отношению к эфиру (2).

Недостатками этих способов являются большой расход острого перегретого пара и большое количество химзагрязненных стоков.

По технической сущности и достигаемому результату к описываемому способу наиболее близок способ очистки сложных эфиров фталевой кислоты, в частности ди-(2-этилгексил)-фталата, путем нейтрализации кислых компонентов водным раствором едкого натра при 60-70 С, отделения отстаиванием эфирного слоя от водно-солевого, отмывки эфира от солей нейтрализации водой при ° .70-80 С, отгэнки от эфира избыточного спирта и летучих острым перегретым паром при температуре

155-165 С и остаточном давлении не выше 130 мм рт.ст., обработки эфира сорбентами и фильтрования. Расход острого перегретого пара прн этом

270-630 кг/т (3).

Однако на стадию отгонки острым перегреться паром поступает эфир-сырец, содержащий большое количество б55б99 воды и спирта, для Отгонки которых необходим значительный расход Острого перегретого пара.

Состав эфира-сырца, поступающего на стадию отгонки, колеблется в широких пределах. Содержание в нем спирта изменяется от б до 20%, а воды 5 от 0,5 до 15Ъ. Это приводит к соответствующей нестабильности процесса на стадии непрерывной отгонки и получению некондиционного продукта. Для устранения этого недостатка дополнительно увеличивают расход острого перегретого пара из расчета самого неблагоприятного из возможных режимов. отгонки.

При высокой концентрации спирта и 15 воды в эфире-сырце .на их испарение требуется затратить значительное количество тепла (теплота испарения спирта и воды соответственно 100 и

540 ккал/кг).1 Для компенсации теп- 20 ловых потерь приходится дополнительно увеличивать расход острого перегретого пара.

Повышение расхода острого перегретого пара приводит к увеличению ко- 25 личества химзагрязненных стоков со стадии отгонки.

Потери сырья на стадии отгонки с химзагрязненными стоками определяются растворимостью спирта и целевого продукта в конденсате острого перегретого цара и количеством конденсата. Поэтому повышенный расход острого перегретого пара приводит и к значительным потерям сырья.

Целью изобретения является сокраще. ние потерь сырья, снижение расхода .острого перегретого пара и количества химэагрязненных стоков. Цель достигается описываемым способом очистки сложных эфиров фталевой 40 кислоты путем нейтрализации кислых компонентов водным раствором едкого натра при 95 С, отмывки эфира от солей нейтрализации водой при 90 С, отгонки избыточного спирта и воды пу- 45 тем нагревания эфира до температуры

120-170 С . при. давлении от атмосферного до избыточного 3 кг/см, азеотропной отгонки от него воды и спирта мгновенным испарением при резком 50 углублении вакуума до остаточного давления 20-150 мм рт.ст., повторного нагревания эфира при остаточном давлении 20-150 мм рт.ст..до температуры

140-200 С с отгонкой от него при указанной температуре следов воды и отгонки оставшегося спирта острым перегретым паром -при температуре 140200 С и остаточном давлении 40—

170 мм рт.ст. с последующей обработкой сорбентами и фильтрованием.

Отличительными признаками способа являются отгонка избыточного спирта и воды путем нагревания эфира до температуры от 120 до 170 С при давлении от атмосферного до избыточ- 65

НОГО 3 кГ /с м, аз(;Отро!1нОЙ ОТ1 Онки Z

OT HeI î воды и спирта MI H0BE HHbIM испарением при резком углублении на. куума до остаточного давления 20150мм рт.ст.,повтОрного нагревания эфира при остаточном давлении 20150 мм рт.ст. до температуры 140200 С с отгонкой от него прИ указанной температуре следов воды и отгонки оставшегося спирта острым перегретым паром при температуре 140-200 С и остаточном давлении 40-170 мм рт.ст.

Технология способа заключается s следующем.

Узел непрерывной отгонки состоит из насоса для создания давления до

3 кг/см, теплообменника для подогре2 ва эфира-сырца до температуры 120170 С, регулировочного вентиля для резкого сброса давления от избыточного (0-3 кг/см ) до остаточного (?0150 мм рт.ст.), расширительной камеры, в которой происходит мгновенное испарение воды и спирта, теплообменника для повторного нагревания эФира-сырца до температуры 150200 С, аппарата для отгонки летучих острым перегретым паром, системы конденсации и охлаждения паров, флорентийского сосуда для разделения конденсата на спирт и воду и приемника целевого продукта. В качестве теплообменников можно использовать любую теплообменную аппаратуру, как правило, — кожухотрубчатые теплообменники. Для подогревания на второй стадии можно применять роторный пленочный испаритель. Расширительной камерой может служить любой полый аппарат или свободное пространство теплообменника второй стадии отгонки, например расширительная часть роторного пленочного испарителя. В Качестве аппарата для отгонки острым перегретым паром целесообразно использовать колпачковую тарельчатую колонну, на верхнюю тарелку которой подают эфир-сырец, а в нижнюю часть — острый перегретый пар.

Способ .согласно изобретению может быть реализован при получении сложных эфиров этерификацией фталевого ангидрида алифатическими спиртами нормального или изостроения с числом углеродных атомов от 4 до 12 или смесью укаэанных спиртов в присутствии кислых катализаторов.. В качестве алифатических спиртов можно использовать, например, бутанол, 2-этилгексанол, додециловый спирт, смесь спиртов Ст -С9 нормального строения, смесь спиртов С б -Св нормального и изостроения, а в качестве кислых катализаторов — например, серную кислоту, бензолсульфокислоту, п-толуолсульфокислоту.

Пример 1. На установке непрерывного действия, включающей мерник эфира-сырца объемом 5 л, теплообмен655699

Нейтрализация о температура, С

60 80 80

Отмывка температура, С

60

40 60

Обработка сорбентами температура, о С остаточное давление, мм рт.ст.

70 95 .120

60 250 760

100

Показатели эфирасырца, поступающего на стадию отгонки кислотное число, MzfKgH г

0,04 0,08 0,09 0,06 содержание спирта, вес.%

9 5 6

20 ник типа труба в трубе, обогреваемый горячим глицерином, дросселирующий вентиль, расширительную камеру объемом 0,5 л, теплообменник типа труба в трубе для повторного нагревания эфира-сырца, отгонный àïïà 1 рат объемом 1,5 л с барботером для подачи острого перегретого пара, два конденсатора-холодильника типа труба в трубе для конденсации и охлаждения паров спирта и воды, флорентийский сосуд объемом 0,7 л для разделения спирта и воды и приемник эфира-сырца объемом 5 л, отгоняют летучие от ди-(2-этилгексил)-фталатасырца, полученного взаимодействием фталевого ангидрида с 2-этилгексанолом . в присутствии в качестве катализатора бензолсульфокислоты. Предварительно эфир-сырец очищают известным способом, а именно нейтрализуют кислые компоненты водным раствором щелочи при температуре 95оC и атмосферном давлении и отмывают соли нейтрализации водой при температуре

90 С и атмосферном давлении. Кислото ное число эфира-сырца, поступающего на стадию отгонки летучих, 0,07 мг

КОН/г, концентрация спирта и воды соответственно 11 и 2 вес.%.

Эфир-сырец со скоростью 1 л/ч из мерника эфира-сырца через теплообменник типа труба в трубе и дросселирующий вентиль непрерывно подают в расширительную камеру. Давление в мернике 3 кг/см создают сжатым азотом. В теплообменнике эфир-сырец нагревают до 170 С. Остаточное . давление в расширительной камере и теплообменнике для повторного нагревания эфира-сырца 150 мм рт.ст. Из теплообменника эфир-oèðåè температурой 170 С самотеком через гидроо затвор поступает в отгонный аппарат, куда вводят острый перегретый нар со скоростью 250 г/ч. Температура н ото гонном аппарате 180 С, остаточное давление 140 мм рт.ст. Содержание спирта в эфире-сырце на входе в отгонный куб 4,5 вес.%, содержание воды 0,05 вес.%.

10 Эфир-сырец из приемника обрабатывают сорбентами известным способом (по 0,5% активированного угля и глины от веса эфира, температура

120 С,остаточное давление 20 мм рт.cr).

Показатели полученного ди-(2-этилгексил)-фталата, соответствующие первому сорту по ГОСТУ 8728-66:

Цвет по йодометрической шкале, номер 0,5

20 Кислотное число, MI КОН/г 0 08

Температура вспышки, С 206

Пример ы 2-4. Эфиры фталевой

25 кислоты очищают, как описано в примере 1, но при иных значениях параметров процесса, приведенных в нижеследующей таблице.

Состав исходного сырья в примере

З0 2: дибутилфталат, бутанол, бензолсульфокислота; в примере 3: эфир марки ДАФ-68, смесь спиртов С -C, серная кислота; в примере 4: смола марки ДАФ-789, смесь спиртов С7-С бензолаульфокислота, в примере 5: дидодецифталат, додециловый спирт, серная кислота.

655699

Продолжение табл.

Параметры проц содержание воды, вес.Ъ

0,5 1,2

Отгонка летучих

Нагревание температура, С о

120 140 150

170 остаточное давление, мм. рт . ст.

60 250 760

Мгновенное испарение остаточное давление при этом,. мм рт.ст.

130 60 40 повторное нагревание темпера-, тура, < С

200

140 160 150 остаточное давление, мм рт.ст.

130

40 состав эфира-сыр" ца на входе в «гонный аппарат, вес.Ъ

6,0

4,0

3,5

2,0 содержание- спирта содержание воды

0,03 0,02

Отгонка острым перегретым паров температура, С

140 170 170

200 остаточное давление, мм рт.ст.

170

120

100

150 расход пара, r/÷

290

280

320

Температура вспышки целевого продукта — эфира, очищенного,в условиях 50 примеров 2-5, составляет соответственно 170; 202; 205 И 225 С.

Поскольку качество отгонки летучих определяется только температурой вспышки соответствующего пластификатора,. остальные показатели целевого продукта в,таблице не даны. Для всех синтезированных эфиров температура вспышки соответствует качеству йродукта первого сорта.

При осуществлении способа очист- 60 ки согласно изобретению значительно сокращается расход острого перегретого пара, так как на .стадию отгонки этим паром поступает безводный эфирсырец, содержащий небольшое количест- 65 во спирта (2-6% против 6-20% по известному способу).

Отдувочная колонна работает при стабильном режиме, поэтому повышенный расход острого перегретого пара для компенсации возможных колебаний содержания в эфире-сырце спирта и воды не требуется. В результате расход острого перегретого пара дополнительно сокращается.

Отгонка воды и значительной части спирта происходит на первой стадии, где необходимое для испарения тепло подводится глухим паром, поэтому расход острого перегретого пара снижается.

Уменьшение расхода острого перегретого пара приводит к снижению

5699

Формула изобретения

Составитель Ю. Лапицкий

Редактор Э. Бородкина ТехредН.Бабурка Корректор E..Палл

Закаэ 1914/1 Тираж 512 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППЛ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ко дичеi.."òв а химэ а гряз пенных стоков со :талии От гонки, а это к сокрак1е нию потерь сырья на стадии отгонки.

Способ очистки сложных эфиров фталевой кислоты путем нейтрализации кислых компонентов водным раствором щелочи при нагревании, отмывки солей нейтрализации водой при нагревании, отгонки избыточного спирта и воды при нагревании и пониженном давлении, обработки сорбентами и фильтрования, отличающийся тем, что, с целью сокращения потерь сырья, снижения расхода острого перегретого пара и количества химзагряэненных стоков, избыточный спирт и воду отгоняют путем нагревания эфира до температуры 120-170 С при давлении от

10 атмосферного до избыточного 3 кг/см, 1 аэеотролной отгонки от него воды и спирта мгновенным испарением лри резком углублении вакуума до остаточного давления 20-150 мм рт.ст., повторного нагревания эфира при остаточном давлении 20-150 мм рт.ст. до температуры

140-200 С с отгонкой от него при укао. эанной температуре следов воды и отгонки оставшегося спирта острым перегретым паром лри температуре 140о

200 С и остаточном давлении 40170 мм.рт.ст.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Франции 9 2047642, кл. С 07 С 67/00, 1970.

2. Патент Франции Р 2098915, кл. С 07 С 64/00, 1970.

3. Регламент 9 108 Нижнетагильского завода.