Способ переработки водного и масляного слоев, образующихся при расслаивании продуктов синтеза пиридиновых оснований

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 05.08.80(21} 29672б2/23-04 (31) И.КЛ. с присоединением заявки МоС 07 0 213/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) ЛриоритетОпубликовано 15.0133. Бюллетень Йо 2 (33) УДК 547. 821. 2 (088. 8) Дата опубликования описания 150183

В.A. Стер анова, С. l0. Павлов, В. H. Короткова, В. В. И Й44:т М3>. -, ", С.С.Смольников, R.Ï.Áàêëàíîâ и С.Б.Бой др п. -.-„.,„, „, «Г с t (1 с л. т -",, т . I

ЬН ); .";. ( (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (5 4 ) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ВОДНОГО И МАСЛЯНОГО

СЛОЕВ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ РАССЛАИВАНИИ

ПРОДУКТОВ СИНТЕЗА ПИРИДИНОВЫХ

ОСНОВАНИЙ

Изобретение относится к способу переработки водного и масляного слоев, образующихся при расслаивании продуктов синтеза пиридиновых оснований, и может быть использова-. но в химической промышленности.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки водного и масляного слоев, полученных в произвбдстве 2-метил-5-винилпиридина, согласно которому водный слой направляют в отгонную колонну, в которой пиридиновые основания отгоняют от воды в виде водного азеотропа, а очищенную воду направляют в химзагрязненную канализацию, пары азеотропа конденсируют и разделяют на два слоя: нижний (водный слой) возвращают в колонну, а верхний (масляный слой) объединяют с масляным слоем процесса и направляют на осушку. Осушку осуществляют ректификацией с отбором в качестве дистиллата водного азеотропа пиридиновых оснований. Дистиллат конденсируют и разделяют на два слоя: нижний (водный слой) направляют в колонну отгонки пиридиновых оснований из водного слоя, а верхний (масляный слой) возвращают в колонну осушки масляного слоя. Из куба колонны отбирают осушенные пиридиновые основания $1 ).

Однако часто не наблюдается расслаивания дистиллата колонны отгонки пиридиновых оснований из водного слоя.

В этом случае в рецикл возвращают воду с большим содержанием пиридиновых оснований (до 25 вес. Ъ), что приводит к накапливанию их в кубе . колонны, большим потерям пиридиновых оснований со сточной водой (до 1,2% в сточной воде), дополнительным, энергозатратам в колонне осушки масляного слоя за счет поступления в колонну пиридиновых оснований с большим содержанием воды. Кроме того, в данном способе недостаточно глубокая осушка масляного слоя (содержание воды 0,81,0Ъ) .

Целью изобретения является снижение потерь пиридиновых оснований, более глубокая осушка масляного слоя и снижение энергозатрат.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу комплексной переработки водного и масляного слоев, образующихся при расслаивании продуктов синтеза пиридиновых оснований, путем ректификации водного слоя с от988813 бором в качестве верхнего парового

1 потока водного азеотропа пиридиновых оснований и гетероазеотропной ректификации масляного слоя с конденсацией верхнего парового потока и его расслаиванием на два слоя, с возвратом верхнего слоя конденсата в колонну гетероазеотропной ректификации масляного слоя, а нижнего слоя конденсата — в колонну ректификации водного .слоя, гетероазеотропную ректификацию проводят в присутствии бензола или толуола в количестве 4-30 мас.Ъ и па;ровой поток колонны ректификации водного слоя конденсируют и разделяют на два слоя совместно с паровым потоком колонны ректификации масляного слоя и с возвратом верхнего слоя в колонну гетероазеотропной ректификации двумя потоками — на верхнюю тарелку и на тарелку колонны, состав жидкости на которой соответствует составу вЬзвращаемого, потока.

На чертеже приведена технологическая схема йредлагаемого способа.

Водный слой.из емкости 1 насосом 25

2 направляют по линии 3 в колонну 4 на отгонку органики. Сверху отбирают паровой поток 5, который, не конденсируя, соединяют с паровым потоком 7 колонны 6. На колонну 6 подают масля- ЗО ный слой синтеза по линии 8 и небольшое количество выслаивателя (бензола или толуола) по линии 9. В колонне 6 происходит осушка масляного слоя синтеза метилэтилпиридина. Сверху колон- 35 ны по линии 7 отбирают азеотроп пиридиновых оснований с водой и выслаиватель. Паровой поток, объединенный с паровым потоком колонны 4, направляют в конденсатор 10, где пары конденсиру-,щ ют и направляют на флорентийский со.суд 11 для расслаивания. Масляйый слой, со щ и Ha rrnpHpHHoaex оснований и выслаивателя, направляют в емкость 12, а из нее в рецикл на колон- 4 ну 6. Водный слой из флорентийского сосуда 11 направляют в рецикл на колонну 4 через емкость 1. Из куба колонны 4 отбирают очищенную от пиридиновых оснований воду по линии 13, а из куба колонны 6 — осушенные пиридиновые основания по линии 14.

По линии 9 в колонну 6 осуществляют подпитку выслаивателем (бензолом или толуолом).

Пример 1. Водный и масляный слои, образующиеся в процессе синтеза метилэтилпиридина (МЭП), перерабатывают по схеме, приведенной на чертеже.

Водный слой в количестве 2327,4 г/ч69 подают в ректификационную колонну для отгонки пиридиновых оснований. Состав водного слоя, мас.%:

Паральдегид

Ацетат аммония,65

3,00

0,43

0,01

0,01

0,02

3,86

1,62

86,18

2-Пи колин

4-.Пиколин

2,3-Лутидин

2,5-Лутидин

3-Этилпиридин

МЭП

Аммиак

Вода

Высококипящие пиридиновые основания (BIIO) 0,08Ъ

Давление верха колонны 4 ата, куба 4,3 ата. Температура верха 98 С, куба 104 С. Сверху колонны отбирают паровой поток в количестве 622,3 r/÷, содержащий, мас.Ъ

Паральдегид 3,05

4-Николин . вЂ, 1,45

2,5-Лутидин 0,025

МЭП 13,93

БПО 0,3

2-Пиколи н 11,02

2, 3-Лутидин О, 025

3-Этилпиридин 0,05

Аммиак 6,04

Вода 64,11

Из куба колонны отбирают 1705,1 r/÷ воды, очищенной от пиридиновых оснований, которую направляют в химзагрязненную канализацию. Состав водно-, го слоя, мас. Ъ: сумма легкокипящих 0,036; пиридин 0,01; 2 Пиколин следы, 3- и 4-пиколины 0,013; 2,5Лутидин 0,002 р 2-метил-5-этилпиридин 0,003; т.е. сумма ПО без учета легкокипящих 0,028.

Масляный слой после смешения с бензолом в количестве 4317,3 г/ч, содержащий, мас.Ъ: паральдегид 2,86, 2-пиколин 5,11; 4-пиколин 1,35; 2,3-лутидин 0,07; 2,5-лутидин 0,006;

3-этилпиридин 0,14; МЭП 51,78: аммиак 9,85; вода 7,06, бензол 9,1;

ВПО 21,62, подают в колонну гетероазеотропной ректификации. Сверху колонны отбирают паровой поток в количестве 967,7 r/÷, который содержит, мас.Ъг паральдегид 10,34; 2-пиколин 8,3, 4-пиколин 2,07; лутидин 0,09;

3-этилпиридин 0,07; МЭП 3,35; аммиак 3,8 вода 31,13; бензол 40,56;

ВПО 0,38,и конденсируют его совместно с паровым потоком колонны ректификации водного слоя. Конденсат расслаивают на два слоя: верхний — углеводородный слой, содержащий, мас.Ъ: паральдегид 15,71; 2-пиколин 8,97, 4-пиколин 3,95; 0,17; 3-этилпиридин 0,14, МЭП 11,57; вода 3,49; бензол 55,2; ВПО 0,8 и нижний водный слой, содержащий, мас.Ъ: паральдегид 0,85; 2-пиколин 9,67; 4-пиколин 0,11; аммиак 8,48; вода 76,63; бензол 0,06. Верхний слой в количестве 710 r/÷ возвращают в рецикл в колонну гетероаэеотропной ректификации двумя потоками (90 г/ч на верх колонн и 620 r/÷ на 15 тарелок ниже), 988813 нижний слой в количестве 880 r/÷ по- два слоя. Получают 402 г/ч масляного дают на переработку в колониу ректи- слоя и 405,2 г/ч водного слон. Состав фикации водного слоя. Осушенные пири- - масляного слоя, мас. Ъ: паральде" диновые основания в количестве гид 23,63; 2-пиколин 24,4; 4-пико3349,6 r/÷ отбирают из куба колонны. лин 3,17; 2,3 лутидин 0,05 ; 2,5-лутиКубовый продукт имеет следующий сос- 5 дин 0,05; 3-этилпиридин 0,10; 2-метилтав, мас.Ъ| паральдегид 0,7; 2-пико- -5-этилпиридин 18,0; вода 21,0; . лин 4,19; 4-пиколин 1,15; лутидин 0,13; ВПО 9,6

3-этилпиридин 0,17; МЭП 65,76; во- Состав водного слоя, мас.% l паральда 0,14; ВПО 27,76. Колонна гетеро-, дегид 7,12; 2-пиколин 22,0у 4»пикоазеотропной ректификации работает ® лин 3,3; 2,3-лутидин 0,05) 2,5-лутипод вакуумом: давление верха колонны .дин 0,03у 3-этилпиридин 0,05, 2-ме, 240 мм рт.ст. при температуре верха . тил»5-этилпиридин 7,43; аммиак 9,13;

40 С, давление куба 350 мм рт.ст. вода 50,9. при температуре куба 150 С. Масляный слой возвращают s точку

Пример 2 (для сравнения). 15 питания колонны гетероазеотропной

Выделение пиридиновых оснований и :ректифик@ции в качестве рецикла, а осушку масляного слоя синтеза МЭП водный слой направляют в точку питаосуществляют по известному способу. ния колонны ректификацни водного слоя.

Водный слой в количестве 2327,4 r/÷ Из куба колонны гетероазеотропной направляют на осушку в ректификацион- ректификации отбирают осушенные пири-. ную колонну. Состав водного слоя

20 диновые основания, состав которых мас. Ъ: паральдегид 0,82 у ацетат ам- следующий, мас. Ъ: 2-пиколнн 1,07, мония 3,97; 2-пиколин Зр00; 4-пико- 4-пиколин 1,04; 2,3-лутидин 0,08; лин 0,43; лутидин 0,02; 3-этилпири- 2,5-лутидин 0,07, 3-этилпиридин 0,18у дин 0 02 2-метил-5-этилпиридин 3 86 j 2-метил-5-этилпиридин 68,36; вода 1,05, аммиак 1,62 у вода 86,18; ВПО 0,08.

25 ВПО 28,15Ъ.

Сверху колонны отбирают паровой Из приведенных данных видно, что поток в количестве 583 г/ч, который по известному способу масляный слой имеет следующий состав, мас.Ъ: пар- дистиллата колонны осушки содержит в альдегид 3,26; 2-пиколин 10,4) 4-пи- 7 раз больше воды, которая должна колин 0,20; лутидин 0,06 ; 3-этилпири ЗО вторично испаряться, а водный слой дин 0,05; 2-метил-5-этилпиридин 10,82, - содержит .в 3 раза больше пиридиновых аммиак 6,45; вода 68,42. рассдаива- оснований, чем по предлагаемому споние дистиллата не наблюдают.146 г/ч собу ик поступая в рецикл на колонну дистиллата указанного состава нап- для отгонки органики из водного слоя, равляют в колонну гетероазеотропной 35 ухудшает очистку сточной воды. осушки, а 437 r/÷ возвращают в ко- Осушка масляного слоя может быть лонну ректификации водного слоя. осуществлена лишь до остаточного соПри этом в колонну гетероазео- держания воды 1,0Ъ. тропной ректификации попадает боль- Нр и м е р 3. Водный и масляный шое количество воды, что приводит к 40 слои, образующиеся в процессе синтеухудшению условий осушки за счЕт по- за 2- и 4-пиколинов, перерабатывают ступления сильно обводненной фракции, по схеме„ приведенной на чеРтеже. и, следовательно, к увеличению энер- Водный слой в количестве 1730 г/ч гозатрат на процесс осушки. В колонну подают в ректификационную колонну ректификации водного слоя попадает 45 для отгонки пиридиновых оснований. большое количество пиридиновых осно- Состав водного слоя, мас.Ъ| аммиваний, что ухудшает. очистку сточной ак 1,7, ацетальдегид 7,2; вода 76,3; воды. Содержание HO в сточной воде 2-пиколин 6,5; 4-пиколин 7,12;

1-1,5Ъ. ИЭП 1,18.

Масляный слой в количестве Режим работы колонны: давление

3924 85 г/ч подают в колонну гетеро- верха 3,9 ата, давление куба 4,2 ата, 1 о О азеотропной ректификации. Состав температура верха 98 и куба 102 масляного слоя, мас. Ъ: паральдегид Сверху колонны отбирают паровой

3,14; 2-пиколин 5,62; 4-пиколин 1,49; поток в количестве 690 г/ч, содержа2,3-лутидин 0,08; 2,5-лутидин 0,07, 55 щий, мас.Ъ: аммиак 2,44, ацетальде»

3-этилпиридин 0,16; 2-метил-5-этилпи- гид 10,1,,вода 66,2, 2-пиколин 9,32; ридин 56,94; аммиак 0,95; вода 7,8, 4-.пиколин 10,21, МЭП 1,73. .ВПО 23,75. Сверху колонны отбирают Из куба колонны отбирают 1040 r/÷

807,20 г/ч пара, который конденсиру- воды, очищенной от пиридиновых осноют. Дистиллат имеет следующий состав, ваний, которую направляют в химзамас.Ъ| паральдегид 15,3; 2-пико- грязненную канализацию. Состав кубовой лин 23,2; 4-пиколин 3,23; 2,3-лути- жидкости следующий, мас. Ъ: вода 99,74 дин 0,06; 2,5-лутидин 0,05; 3-этил- 2-пиколин 0,03 4-пиколин 0,03; пиридин 0,08; 2-метил-5-этилпири- МЗП 0,20. дин 12,7; аммиак 4,58; вода 36,0, Масляный слой после смешения с тоВПО 4,8. Дистиллат расслаивают на 65 луолом в количестве 1080 r/÷, содер98881 3 жащий мас.%: вода 11,20, 2-пиколин 13,60; 4-пиколин 17,0; ИЭП 8,6, BTIO 22,2, толуол 27,4 подают в колонну гетероазеотропной ректификации.

Сверху колонны отбирают паровой поток в количестве 430 г/ч, который содержит, мас.%: вода 28,8; 2-пиколин 28,0, 4-пиколин 0,8, толуол 68,5, и конденсируют его совместно с паровым потоком колонны отгонки Органики из водного слоя. Получают 730. r/÷ водного слоя и 390 г/ч углеводородного слоя.

Водный слой содержит, мас,Ъ: аммиак 2,3; ацетальдегид 9,45; вода 79,4;

2-пиколин 4, 32; 4-пиколин 4,52. Верхний углеводородный слой содержит, 15 мас. Ъ: ацетальдегид 0,18; вода 0,26;

2-пиколин 10,60; 4-пиколин 10,25;

МЭП 3,06, толуол 75„65.

Углеводородный слой (390 г/ч) возвращают в рецикл в колонну гетероазео-2Р тропной ректификации в две точки

34,6 r/÷ на верх колонны и 44 r/÷ на

10 тарелок ниже ).

Водный слой в коЛичестве 730 r/÷ подают в рецикл на колонну отгонки 25 органики из водного слоя.

Осушенные пиридиновые основания из куба колонны в количестве 650 г/ч подают на дальнейшую переработку.

Состав их следующий, мас. oo: вода 0,17; gp

2-пиколин 5,2; 4-пиколин 26,9;

МЭП 21,30; ВПО 46,45.

Осуществление процесса переработки водного и масляного слоев продуктов синтеза пиридиновых оснований по предлагаемому способу позволяет достигнуть более глубокой осушки мас- . ляного слоя и более высокой степени очистки сточных вод.

Способ позволяет снизить энергоза- „ траты на комплексную переработку водного и масляного слоев на 25-30%.

Энергозатраты в системе уменьшаются за счет возврата в колонну флегмы с меньшей концентрацией воды, чем по прототипу. При обычной гетероазеотропной осушке в колонну на каждые 100 кг флегмы возвращается

20-30 кг воды, на испарение которой требуется 11319 ккал/ч.

При использовании предлагаемого способа масляный слой содержит

3,49% воды, т.е. на каждые 100 кг флегмы возвращается всего лишь

3,49 кг воды. На испарение указанного количества воды требуется 3,49 х539=1880,7 ккал/ч, т.е. в 6 раз меньше чем в известном способе. Hh испарение. 1 кг растворителя требуется 89-94 ккал (в зависимости от применяемого растворителя).

Предлагаемый способ позволяет уменьшить потери пиридиновых оснований ав 50 раз по сравнению с известным спо со бом. формула изобретения

Э

Способ переработки водного и масляного слоев, образующихся при расслаивании продуктов синтеза пиридиновых оснований, путем ректификации водного слоя с отбором в качестве верхнего парового потока водного азеотропа пиридиновых оснований и гетероазеотропной ректификации масляного слоя с конденсацией верхнего парового потока и его расслаиванием на два слоя, с возвратом верхнего слоя конденсата в колонну гетероазеотропной ректификации масляного слоя, а нижнего слоя конденсата — в колонну ректификации водного слоя, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь пиридиновых оснований, более глубокой осушки масляного слоя- и сокращения энергозатрат, гетероазеотройную ректификацию проводят в присутствии бензола или толуола в количестве 4-30 мас.Ъ и паровой поток колонны ректификации водного слоя конденсируют и разделяют на два слоя совместно с паровым потоком колонны ректификации масляного слоя с последующим возвратом верхнего слоя в колонну гетероазеотропной ректификации двумя потоками — на верхнюю тарелку и на тарелку колонны, состав жидкости на которой соответствует составу возвращаемого потока.

Источники информации, принятые an внимание при экспертизе

1. Регламент производства 2-метил-винилпиридина Омского завода синтетического каучука, Омск 1980 (прототип).

988813

Составитель Ж.Сергеева

Редактор И.Митровка Техред Е.Харитончик.

Корректор С.Шекмар

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 10983/31 Тираж 416 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Я-35, Раушская наб., д.4/5