Способ выделения метилтрет-бутилового эфира

ZIP архив

Текст

(,рс ф ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соеетскик Соареалистичесии к Республик(51)М. Кп.2 с присоединением заявки М С 07 С 43/04 С 07 С 41/12 Государственны% комитет СССР по делан изобретений н открытий(71) Заявитель Ярославский политехнический институт(54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ МЕТИЛ-ТРЕТ-БУТИЛОВОГО ЭФИРА Изобретение относится к способу выделения метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) из сложных смесей, образующихся при получении МТБЭ межмолекулярной дегратацией триметилкарбинола (ТМК) и метанола при неполном превращении исходных спиртов, который находит применение в качестве эффективной высокооктановой добавки моторного топлива.Трудность выделения МТБЭ из получающихся растворов заключается в существовании азеотропной смеси МТБЭ-метанол, содержащей 15 последнего и гетерогенного азеотропа МТБЭ-вода, 15 содержащего 4,5 воды.Известен метод выделения МТБЭ с использованием азеотропной ректификации с н-пентаном по которому из реакционной смеси выделяют азеотроп 20 МТБЭ-метанол. Азеотропной ректификацией с н-пентаном из нее отгоняют азеотроп н-пентан-метанол. Кубовый продукт представляет собой товарный МТБЭ. Из азеотропа н-пентан-метанол 25 водной экстракцией с последующей рек-. тификацией выделяют метанол, н-Пентан возвращают в процесс (1).Недостатком этого метода является применение дополнительного разделяю щего агента н-пентана и наличие слож" ной и энергоемкой системы его десорбции.Известен также способ выделения МТБЭ из смеси, содержащей метанол, воду и др. продукты реакции, по которому сначала отделяют азеотропную сМесь МТБЭ-метанол, которую подвергают экстрактивной ректификации в присутствии разделяющего агента триметилкарбинола. При этом в виде;дистиллята отбирают товарный МТБЭКубовый продукт направляют на десорбцию растворителя от метанола и воды (2).Недостатком данного способа является необходимость создания высокой концентрации разделяющего агента ТМК на тарелке (более 40 вес.В или более 250 на отбираемый МТБЭ) для обеспече. ния разделения азеотропной смеси МТБЭ-метанол. При концентрации ТМК 40% относительная летучесть МТБЭ-метанол составляет всего 1,25, Существует также необходимость частичной или полной десорбции ТМК, которую вследствие малой летучести метанола относительно ТМК (1,25-1,28) следует проводить на эффективных,ректификационных колоннах, работающих с больШими флегмовыми числами (Б а 60-80,739053 сР22-18), что усложняет аппаратур ное оформление процесса и ухудшает его технико-экономические показатели.Затраты греющего пара для обогрева кубов колонн при выделении 1 т МТБЭ 1,93 Мкал/т, количество тепла, отводимого с дефлегматоров колонн при выделении 1 т ИТБЭ 1,87 Икал/т суммарные энергетическке затраты 14,73 руб/те 16Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ выделения ИТБЭ изсложных смесей, содержащих метаноли воду путем экстрактивной ректификации с использованием в качестве разделяющего агента воды при котором ивиде дистиллята отбирают влажныйМТБЭ. Из кубового остатка выделяютметанол и водный ТИК 13).Хотя этот способ более экономичен,по сравнению с известным, при его использовании возникает необходимостьосушки МТБЭ и выделения метанола иТМК из разбавленного водного раствора, ухудшающие технико-экономическиепоказатели процесса, 2 зЗатраты тепла на обогрев колонны1,85 Мкал/т, количество тепла, отводимого из дифлегматора 1,81 Икал/т.Затраты энергосредств на осуществление процесса 13,3 руб/т МТБЭ. 3 ОЦель изобретения - упрощение процесса и снижение энергозатрат,Поставленная цель достигается способом выделения метил-трет-буткловогсэфира из реакционной смеси, содержащей метанол, воду путем экстрактивнойректификации с использованием воды вкачестве разделяющего агента, отличительная особенность которого состоитв том, что экстрактивню ректификацию ведут двухступенчато, причем на 4 Опервую ступень подают воду в количестве 2-15% от веса отбираемого дистиллятакоторый затем направляют навторую ступень ректификации, проводимую с помощью триметилкарбинола, взятого в количестве 80-120 от веса вы"деляемого метил-трет-бутилового эфира с отбором последнего в виде дисткллята, причем кубовый остаток 11 ступени экстрактивной ректификации направляют в реактор синтеза МТБЭ.Принципиальная технологическаясхема выделения МТБЭ по предлагаемому способу приведена на чертеже.Исходную смесь (1) содержащуюМТБЭ, метанол, ТИК и воду после реактора направляют в колонну 1 экстрактивной ректификации первой ступени с использованием в качестве разделяющего агента воды (2) В видедистиллята (3) отбирают смесь ИТБЭ- бометанол-вода, которую направляютв колонну 11 экстрактивной ректификации второй ступени с использованиемв качестве разделяющего агента триметилкарбинола (4), Сверху колонны 11 у отбирают тов арный ИТБЭ (5) . Кубовыйпродукт колонны 11, представляющийсобой раствор метанола в ТМК (6) нааравляют в реактор синтеза МТБЭ. Кубовый продукт (7) колонны 1 первойступени экстрактивной ректификациифсодержащий воду, ТИК и метанол, направляют в ректификационную колонну 111, где происходит выделение метанола и ТМК (8), возвращаемых в реактор синтеза МТБЭ, от воды (9),сбрасываемой с установки,П р к м е р 1. Исходную смесь состава, вес.1: МТБЭ 46,4, метанола12,3, ТМК 31,5 и воды 2,8 в количестве 368,3 г разделяют на лабораторнойустановке согласно известного способа.Исходную смесь подают на 18 теоретических тарелок (т.т,) колонны выделения МТБЭ экстрактивной ректификацией, На 5 т.т. подают воду в количестве 180 г/ч. В виде дистиллята отбирают в количестве 171,3 смесь, содержащую %: 98,4 МТБЭ, 0,1 метанолаи 1,5 воды. Температура верха колонны 57 С, куба - 93 С. Флегмовое чисоло 1,3, эффективность колонны 35 т.т,Дистиллят направляют в колонну азеотропной осушки. Снизу колонны отводят товарный ИТБЭ в количестве168,9 г, содержащий 0,1 воды и метанола. С верха ,олонны отбирают пары, содержащие 29 воды. После конденсации и расслаивания верхний эфирный слой возвращают на верх колонныазестропной осушки, а нижний - в колонну экстрактивной ректификации,Эффективность копонны 1 О т.т.Кубовый продукт колоннь зкстрактивной ректификации состава, г:МТБЭ 0,6, метансл 12,0, ТМК 30,8,воды 56,6 направляют на выделениенепрореагировавших спиртов, В количестве 377,0 .- кубовый остаток подают на 15 т,т. ректификационной колонны. Температура верха колонны 80 Скуба - 105 С. Флегмовое число 2, эф 0Фективность колонны 35 т.т. С верхаколонны отбирают непрореагировавшиеспирты в количестве 179,3 г состава,3: МТГЭ 13, метанол 25,1, ТМК 64,8и воды 8,8,В кубе колонны остается вода в количестве 197,7 г по чистоте соответствующая требованиям, предъявляемьщк сточньм водам,. которую сбрасываютс установки,Количество аппаратов при осуществлении процесса 3, Затраты тепла наобогрев кубов колонн 1,85 Икал/т. Количество тепла, отводимого из дефлегматоров 1,81 Икал/т. Затраты энергосредств на осуществления процесса13,3 руб/т МТБЭ,П р и м е р 2. Исходную смесь(см. пример 1) подвергают разделениюна лабораторной установке (см. чертеж). Исходную смесь в количестве1156 г подают на 15 т.т, н колонну Т первой ступени экстрактинной ректификации. В качестве экстрагента исполь-зуют ноду в количестве 17,4 г подаваемую на 5 т.т. Эффективность колонны 35 т.т. Флегмовое число 0,8, температура нерха 58 С, куба - 93 ОС.В качестве дистиллята в количестве 579,4 г отбирают ИТБЭ,содержащий 7,0 нес метанола и 0,5 воды, который,направляют на 35 т.т, колонны о экстрактивной ректификации второй ступени.Разделяющий агент ТМК подают на 10 т,т. колонны н количестве 695 г, ЭФФективность колонны 60 т.т., Флегмовое число 1,35, концентрация ТМК на терелке около 38. Температура верха колонны 56 С, куба - 85 С. С верха колонны отбирают МТБЗ н количестве 537,5 г, содержащий по 0,1 нес, воды, метанола и ТМК, Чис 2 О тота МТБЭ составляет 99,8, выход количественный. Кубовый продукт колонны ТМК, содержащий 5,5 вес,Ъ метанола и 0,40 воды, отбираемый в количестве 736,9 г, подают в реактор синтеза ИТБЭ. Кубовый продукт колонны экстрактивной ректификации 1-й ступени состава, нес.Ъ: ИТБЭ 0,05, метанола 17,11, ТМК 61,32 и воды 21,52 в количестве 593,8 г поступает на 15 т.т. колонны выделения непрореагированщих спиртов. Эффективность колонны 30 т.т, Флегмоное число 1,5. Температура верха колонны 80 оС, куба - 105 о. Сверху н количестве 515,6 гр 5 отбирают смесь состава, вес.: ИТБЗ 0,06, метанола 19,69, ТИК 70,62 и 9,63 води. Кубовый продукт - вода н количестве 78,2 г, из которых 17,4 г была подана н качестве разделяющего Щ агента на колонну 1-й ступени зкстрактинной ректификации, а 60,8 г сбрасывают с устанонки.Количество колонных аппаратов для выделения ИТБЭ из рекционной смеси 3, 45 Количество тепла, необходимого для поддержания теплового баланса колонны 1,38 Мкал/т МТБЭ. Количество тепла, отводимого с дефлегматоров колонны 1,32 Икал/т ИТБЭ. Затраты энер О горесурсон для выделения 1 т ИТБЭ )1,52 руб/т.П р и и е р 3. Исходную смесь состава (по примеру 1) в количестве 2300 г подвергают разделению на лабораторной установке (см. чертеж). Исходную смесь направляют на 15 т,т, колонны 1-й ступени экстрактивной ректификации, В качестве разделяющего агента используют воду, подаваемую в количестве 87;б г на 5 т.т. колон О ны. Эффективность колонны 35 т.т. Флегмоное число 0,5. Температура вер-. ха 58 С, куба - 93 С. В качестве дистиллята в количестве 1094,0 г отби:рают МТБЭ, содержащий 1,5 нес, мета" 65 иола и 1,0 воды, который подают на40 т.т. колонны экстрактивной ректиФикации 2-й ступени. Эффективностьколонны 60 т.т, Флегмовое число 1,5.Температура верха колонны 56 ФС, куба - 88 оС Разделяющий агент - ТМКи количестве 904,1 г направляют на10 т.т, колонны. Сверху отбирают метил-трет-бутиловый эфир в количестве1069,1 гсодержащий по 0,1 вес, ТМК,метанола и воды. Чистота МТБЭ составляет 99,7, выход количественный. Кубовый поодукт представляет собой ТМК,содержащий 1,7 метанола и 1,05 воды, в количестве 929,0 г подают вреактор синтеза МТБЭ.Кубовый продукт колонны экстрактивной ректификации 1-й стуцеяир содержащий, нес.Ъф 0,04 ИТБЭ, 20,61 ме"танола, 56,11 ТМК и 23,34 воды в количестве 1293,8 г подают на 15 тарелку колонны выделения непрореагированших спиртов. Эффективность колонны30 т.т, Температура верха колонны81 С, куба - 105 С. Флегмовое число1,5. С верха колонны в количестве1095,1 г смесь, содержащуюр вес.:0,05 МТБЭ, 24,33 метанола, 66 р 17 ТИКр9,45 воды. Кубовый продукт, вода вколичестве 198,7 г, сбрасывают с установки.Количество колонных аппаратов длявыделения МТБЭ - 3,Количество тепла, необходимого дляобогрева кипятильников колонны,1,25 Икал/т МТБЗ. Количество отводимого из дефлегматорон тепла, при выделении 1 т МТБЭ 1,19 Икал/т. Суммарные энергетические затраты на 1 тИТБЭ 9,51 руб/т.П р и м е р 4, Исходную смесь состава, нес.Ъ: МТБЭ 46,4, метанола12,3, триметилкарбинола 31,5, воды9,8 подвергают разделению на лабораторной установке согласно .известномуспособу.Исходную смесь в количестве 2100 гподают в колонну выделения азеотропаИТБЭ-метанол на 12 т.т. Эффективностьколонны 27 т.т, Температура верха60 С, куба . - 96 С. Флегмовое число 1;В виде дистиллята в количестве 1115,7 1отбирают смесь, содержащую, вес,:МТБЗ 87,3 метанола 12,5, ТМК 0,1,водя 0,1, которую подают на 40 т,т,колонны выделения МТБЗ экстрактивнойректификацией с триметилкарбинолом.ЭФфективность колонны 70 т.т. Флегмоное число 4. Температура верха 58 С,9куба - 93 С. Триметилкарбинол в количестве 2610,4 г (т,е. около 265 отИТБЭ) подают на 10 т.т. Концентрация ТИК на тарелке 40. Ввиде дистиллята в количестве 977,0 г отбирают товарный ИТБЭ, содержащий, вес,: 0,1метанола, 0,1 триметилкарбинола, 0,1воды. Чистота ИТБЭ составляет 99,8,выхоц количественный. Снизу колонныуч11 а11л 7,73905 Формула изобретения ЦНИИПИ Заказ 3002/3 Тираж 495 Подписное Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул, Проектная 4 отбирают ТИК в количестве 2750,1 г содержащий, вес.; 0,04 ИТБЭ и 5,2 метанола, который подают на 18 т.т. колонны десорбции растворителя. ЭФФективность колонны десорбции 45 т,т Температура верха 68 фС, куба - 85 ОС. Флегмовое число 19.В виде дистиллята отбирают метанол, содержащий 0,7 ИТБЭ и 0,4 ТИК, в количестве 139,7 г, С куба колонны отходит триметилкарбинол 2610,4 г, со.о держащий 0,2 метанола, направленный в качестве разделяющего агента на колонну выделения ИТБЭ. Кубовый продукт колонны выделения азеотропной смеси ИТБЭ-метанол в количестве 984,3 г, содержащий, вес .: 0,1 ИТБЭ, 12,1 метанола, 67,1 триметилкарбинола и 20,7 воды, подают на 12 т.т. колонны выделения непрореагировавших спиртов, Температура верха колонны ВОС, куба - 105 С, Эффективность колонны выделе О ния непрореагировавших спиртов 33 т.т. Флегмовое число 1,5. В виде дистиллята отбирают смесь в количестве 877,4 г, содержащую, вес: метил" -трет-бутилового эФира 0,1, метанола 25 13,5, ТИК 75,2 и 11,2 воды. Кубовый продукт колонны, вода в количестве 106,9 г, отвечающая требованиям, предъявляемым к химзагрязненным сточным водам, отводят с установки. Коли- ЗО чество колонных аппаратов при осуществлении процесса 4. Затраты греющего пара для обогрева кипятильников колонн при выделении 1 т ИТБЭ 1,93 Икал/т. 35Количество тепла, отводимого с деФлегматоров колонн при выделении 1 т ИТБЭ, 1,87 Икал/т.Предложенный способ по сравнению с известным имеет более низкий расход воды (не более 15 вес, от ИТБЭ вместо 25-200) . Это приводит к меньшему раэ бавлению кубов ого продуктапервой колонны водой и, приводит крезкому сокращению расхода энергозатрат на выделение 1 т ИТБЭ с 13,3 руб/тдо 9,51 руб/т, т.е. на 29, получающийся продукт не требует дальнейшейосушки, при проведении двойной экстрактивяой ректификации не требуетсядесорбции разделяющего агента, являющегося исходным сырьем для процесса, что приводит к снижению себестоимости получаемого МТБЭ,Способ выделения метил-трет-бутилового эфира из реакционной смеси,содержащей метанол, воду путем экстрактивной ректификации с использованием воды в качестве разделяющегоагента, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения процесса иснижения энергозатрат, экстрактивнуюректификацию ведут двухступенчато,причем на первую ступень подают водув количестве 2-15 от веса отбираемого дистиллята, который затем направляют на вторую ступень ректификации,проводимую с помощью триметилкарбинола, взятого в количестве 80-120от веса выделяемого метил-трет-бутилового эфира с отбором последнего ввиде дистиллята.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США М 3940450,кл. 260/614.А опублик, 1972.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2377174/23-04,кл. С 07 С 41/12, 28.06.76.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2478098/23-04,кл. С 07 С 41/12, 25,04.77 (прототип).

Смотреть

Заявка

2566466, 09.01.1978

ЯРОСЛАВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

БОБЫЛЕВ БОРИС НИКОЛАЕВИЧ, РОЖКОВ СЕРГЕЙ ВЯЧЕСЛАВОВИЧ, ФАРБЕРОВ МАРК ИОСИФОВИЧ, ЧЕРНЯВСКИЙ АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ, ЛОГИНОВА МАЙЯ АЛЕКСАНДРОВНА, ГОРШКОВ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ, ПАВЛОВ СТАНИСЛАВ ЮРЬЕВИЧ, ЧУРКИН ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: C07C 43/04

Метки: выделения, метилтрет-бутилового, эфира

Опубликовано: 05.06.1980

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-739053-sposob-vydeleniya-metiltret-butilovogo-ehfira.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ выделения метилтрет-бутилового эфира</a>

Похожие патенты