Способ разделения метанола и тетрагидрофурана

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИЗОБРЕТЕНИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Комбинат ФЕБ Хемихена (ГДР)(54)(57) 1. СПОСОБ РАЗДЕПНОЛА И ТЕТРАГИДРОФУРАНАЕва Шебел Верке БуНИЯ ИЕТА- .страктивОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВ07. С 31/04 ф С 07 Р 307/О ной перегонкой с применением селективных растворителей, о т л и ч а юц и й с я тем, что,.в качестве селективных растворителей применяются многоатомные, в частности двухатомные, спирты с 2-6 углеродными ато, мами или вода.2. Способ по и. 1, о т л и ч а- . Ющ:и й с я тем, что в качестве селективногр растворителя, применяется этиленгликоль.3. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что селективные растворители применяются отдельно. или в смесях.Ф30 Цель изобретения состоит в том, чтобы полностью разделить смеси из метанола и тетрагидрофураном на их составные части. Эта цель должна быть достигнута посредством экстрактивной перегонки при применении селективных растворителей.Задача заключается в том, чтобы найти растворители, которые в качестве добавок могли бы способствовать перегонному разделению метано ла и тетрагидрофурана. Наряду с высокой селективностью.они должны обладать хорошей растворяющей способностью, инертным поведением и достаточной разностью точки кипения 65 Изобретение относится к способаМразделения метанола и тетрагидрофурана экстрактивной перегонкой припримененииселективных растворителей.Смеси из метанола и тетрагидрофурана возникают в некоторых случаяхв качестве побочных промышленныхпродуктов. По соображениям экономичности их разделяют путем дистилляции. Достигаемые при этом результаты различны, поскольку при концент рации тетрагидрофурана в смеси49,6 мол.Ъ образуется азеотропнаясмесь, Поэтому разделяют толькотакие смеси, которые содержат одиниз двух компонентов в избытке. 15Известен способ,при котором богатые метанолом смеси подают в середину непрерывно работающей колонны. Кипящая при более низкой тем-.пературе азеотропная смесь выходятпри этом вместе со всем тетрагидрофураном через верх колонны. Иэ куба отводят чистый метанол. В случае разделения смесей, богатыхтетрагидрофураном, процесс ведут 25аналогичным образом, Через верхколонны выходит кипящая при болеенизкой температуре аэеотропная смесь,но в данном случае она забирает ссобой весь метанол. Из куба отводят чистый тетрагидрофуран.Известен также способ, при котором смесь метанол - тетрагидрофуран подвергают периодической рекм"тификации. При этом сначала выходитазеотропная смесь, а после промежуточной фракции следует избыточныйкомпонент, Получаемый в чистом виде, он пригоден для дальнейшегоприменения,Однако известные способы не позволяют полностью разделить метаноли тетрагидрофуран, Достигается лишьчастичное отделение избыточного компонента, Кроме того, азеотропнаясмесь не.может быть использована 45и ее необходимо сбрасывать. Этоприводит к снижению экономичностиустановки, а также к тому, что наносится вред окружающей среде. по отношению к разделяемой смеси,Желательны также низкая вязкостьи высокая термостабильность.Эта задача согласно изобреюениюрешается таким образом, что при ремтификации в качестве селективныхрастворителей дополнительно вводятся многоатомные, в частности,двуатомные, спирты, имеющие 2-6 углеродных атомов, или вода, или ихсмеси, В отличие от других полярныхрастворителей, таких как атомные:спирты и карбоновые кислоты, ониобладают высокой селективностью.Вследствие этого летучесть тетрагидрофурана повышается в такой степени, что становится возможным его:.отделение.от.метанола. Для этогодостаточйы концентрации указанныхселективных растворителей 60-65 мол.Ъ,Установка для разделения метанола и тетрагидрофурана состоит иэдвух колонн: экстрактивно-перегонной и десорбционной, В первой иэ нихпроисходит рекуперация тетрагидроФурана, во второй - метанола,Смесь метанол-тетрагидрофуранпадают на средней высоте в экстрах-.тивно-перегонную колонну, При этомизвестным способом устанавливаютравновесие пар/жидкость, На равно-весие оказывают влияние указанныеселективные растворители,. которыевводят в колонну чуть ниже возврата. В ней они стекают вниз и вымывают из поднимающихся паров метанол. Через верх колонны выходитчистый тетрагидрофуран. Кубовый остаток состоит из метанола и дополнительно введенных селективных растворителей. Его непрерывно отводяти подают в десорбционную колонну,где происходит отделение метанола,который выходит через верх и обладает высокой степенью чистоты. Селективный растворитель отсасываютиз куба и снова подают в экстрактивно-перегонную колонну,Применяемые согласно изобретениюрастворители наряду с хорошей растворяющей способностью обладают высокой стабильностью, инертным.пове-,дением и желаемой высокой селективностью. Потребляемые количества приэтом соответствуют требуемым и по .сравнению с другими экстрактивнымиперегонками относительно малы. Кроме того, при применении многоатомных спиртов давление пара крайненизко. Благодаря этому удается разделить метанол и тетрагидрофуранс большой степенью чистоты.На чертеже приведена схема устройства для реализации предлагаемогоспособа.Устройство содержит трубопровод 1для ввода смеси, экстрактивно-перегонную колонну 2, трубопровод 3для ввода селективного. растворите:ля,.трубопровод 4 для отвода продукта через верх экстрактивно-пе регонной колонны, конденсатор 5 длятетрагидрофурана., трубопровод бвозврата тетрагндрофурана, трубо,.провод 7 для .Отвода. чистого тетрагйдрофурана, трубоцровод 8 для от.,вода субоного остатка из экстрактив:йо-пФжГОнной колонны, десорбциоиную .колонну 9, трубопровод 10 дляотвОдапрО 4 уята через верх деаорбционйой колонны, конденсатор. 11 дляметайола, трубопровОд 12 возвратаметанола,: трубопровод 13 для отводачистого метанола и теплообменнйк 14.П. р и м е р 1 Смесь из экнимолегулярных .частей метанола и тетрагндроФурава подогревают.до,температуры кипения и по трубопроводу 1подают в срединно чаСть экстрактив:- но-перегойной колонны 2 (насадочнаяколонна, высотой 1,5 м). В качествеселективного. растворителя применяютэтиленгликоль, который в подогретомсостоянии поступает по трубопрово-.ду .3 в.верхнюю часть колонны. Объемное соотношение этиленгликоля и подаваемой смеси 5:1.Колонна эксалуатируется при нормальном дазлении и температуре куба 130-1350 С. При флегме 4:1 черезверх колонны выходит тетрагидрофуран чистотой 99. Он.отводится изколонны по трубопроводу 4 и конденсируется в конденсаторе 5. Частьконденсата возвращают по трубопроводу б в. верхнюю часть колонны 2,а другую часть выводят из установки по трубопроводу 7.В кубе колонны скапливается этиленгликоль, содержащий метанол. Егоотводят по трубопроводу 8 и подаютв соответствующем месте в десорбционную колонну 9, где происходитразделение этиленгликоля и метано 1 ла, Последний скапливается в верхней части колонны и поступает потрубопроводу 10 в конденсатор11. Одну часть конденсата возвращают по трубопроводу 13 в ниде чистого метанола, Этиленгликоль соби рают в кубе колонны и возвращаютпо трубопроводу 3 и теплообменнику14 в экстрактивно-перегонную колонну,1П р и м е р 2 , Смесь из эквимолекулярных частей метанола и тетрагидрофурана подвергают экстрактинной перегонке в установке по примеру 1, Подогретую до температуры кипения смесь подают в среднюю часть экстрактивно-перегонной колонны.В верхнюю часть колонны подают в качестве селективного растворителя воду. Объемное соотношение воды и исходной смеси 2:1. Колонна эксплуатируется при нормальном давлении, температуре куба 85-880 С и флегме 3:1. Через верх колонны выходит тетрагидрофуран с содержанием воды 5-6 вес Обезвоживание продукта произнодят известным способом, Кубовый остаток представляет собой смесь из метанола и воды, которую разделяют в десорбционной колоннеП р и м е.р 3 , 0,30 кг смесииз экнимоаекулярных.частей метанолаи тетрагидрофурана подогревают дотемпературы кипения и по трубопрОноду 1 подают в среднюю часть экстрак ционной колонны 2 (насадочная колонна высотой 1,5 м). В качестве се,лективного растворителя применяютэтиленгликоль в количестве. 1,95 кг/ч,который в подогретом .состоянии пос тупает о трубопроводу 3 в верхнюючасть колонны. Объемное соотношениеэтиленгликоля и подаваемой смеси531.Колонна эксплуатируется при нор р 5 мальном давлении и температуРе куба 130-135 С. При флегме 4:1 й тем.пературе в верхней части колонны65 дС выходит 0,21 кг/ч тетрагидрофурана чистотой 99 в виде дистил.лята. После конденсации в конденсаторе 5 он отводится из колонны потрубопроводу 7. Флегма возвращается по трубопроводу б в верхнюючасть колонны 2.В кубе колонны собирается содер жащий метанол этиленгликоль в количестве 2,04 кг/ч. Его отводят потрубопроводу 8 и подают в соответствующем месте в десорбаионную колонну 9, где происходит разделение 40 этиленгликоля и метанола. Последнийотгоняют при температуре 64 ОС в количестве 0,09 кг/ч и после конденсации в конденсаторе 11 отводят цотрубопроводу 13. Флегму возвращают 45 по трубопроводу 13 в колонну, В кубе колонны при температуре 198 Ссобирают этиленгликоль в количествеве 1,95 кг/ч и возвращают его потрубопроводу 3 и теплообменнику 14в экстракционную колонну.П р и м е р 4. 0,50 кг/ч смеси из эквимолекулярных частей метанола и тетрагидрофурана подвергаютэкстрактивной перегонке на установке по примеру 1. Подогретую до температуры кипения смесь подают всреднюю часть экстракционной колонны. В верхнюю часть колонны в качестве селективного растворителяподают 1,16 кг/ч воды. Объемное соб 0 отношение воды и исходной, смеси2:1.Колонна работает при нормальномдавлении, температуре куба 85-88 Си флегме 3:1. При текпературе в 65,верхней части колонны 65 С в качест1025709 Составитель А. ЕвстигнеевТехред Л, Пекарь "КорректорА,Повх Редактор А. Огар Заказ 4491/19 Тираж 418 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытый 113035, Москва. Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патентф., г. ужгород, ул. Проектная, 4 ве дистиллята выходит 0,37 кг/ч тетрагидрофурана с содержанием воды5-6 вес,. Обезвоживание продуктапроизводят известным способом, Вкубе получают 1,29 кг/ч смеси изметанола и воды, которую разделяютв десорбционной колонне. При температуре в верхней части колонны64 С получают 0,15 кг/ч метанолав виде дистиллята. Из куба колонны,температура в котором составляет 10около 102 ОС, отводят воду в количестве 1,14 кг/ч и возвращают вэкстракционную колонну,П р и м е р 5. Подогретыеисходную смесь в количестве 0,20 кг/ч 35и селективный растворитель в количестве 2,36 кг/ч подают через дозируюшие насосы в экстракционную ко"лонну. Смесь состоит иэ эквимолекулярных частей метанола и тетрагид- ;ррофурана, в качестве растворителяиспользуют бутандиол,4. Подачусмеси и растворителя осуществляюттак же, как в примере 1.Экстракционная колонна аналогична используемой в примере 1. Онаэксплуатируется при нормальномдавлении и с флегмой,4:1. Объемноесоотношение бутандиола,4 и исходной смеси 10:1. При температурев верхней части колонны 65 С отгоО.няют 0,14 кг/ч 99-ного тетрагидрофурана,Одновременно иэ куба колонны,температура в котором составляет135-140 ОС, отводят 2,42 кг/ч смеси иэ бутадиола,4 и метанола.Обработку смеси осуществляют в десорбционной колонне. Она работаетпри 200 торо, температуре в кубе180-185 С и с флегмой 1:1. Из верх Оней части колонны, температура в которой составляет около 34 ОСотгоняют 0,06 кг/ч чистого метанола, Иэ куба колонны, темпераура вкотором составляет около 184 С, отводят 2,36 кг/ч бутандиола,4, несодержащего метанол, и возвращаютв верх колонны. П р и м е р б. 0,15 кг/ч смеси иэ 20 мол.Ф тетрагидрофурана и 80 мол,% метанола подвергают экстрактивной дистилляции на установке по примеру 1. В качестве селективного растворителя применяют 2,19 кг/ч гександиола,6. Объемное соотношение гександиола и исходной смеси 12:1.Экстрактивная колонна работает при нормальном давлении и с флегмой 5:1. При температуре в верхней части колонны 65 фС отгоняют 0,05 кг/ч тетрагидрофурана чистотой 98-99. Одновременно из куба,. температура в котором аоставляет около 140 пС, отводят смесьиэ гександнола,6 " и метанола в количестве 2,29 кг/ч. Разделение смеси осуществляют в насадочной колонне высотой 30 см. Она работает при 50 торр, температуре куба около 180 С и с флегмой 0,5:1. Из верхней части колонны, температура в котором составляет 8-10 фС, отгоняют 0,10 кг/ч чистого метанола. В кубе колонны, температура в котором составляет около 180 фС, получают гександиол-.1,6 в количестве 2,19 кг/ч. Его непрерывно отводят, охлаждают до 70 ОС и с этой температурой возвращают .в экстракционную колонну.Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной ведомством по изобретательству Германской Демократической Республики.