Способ регенерации уксусной кислоты

(54) Ь 7) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ УКСУСНОЙКИСЛОТЫ путем нейтрализации исходнойуксусной кислоты, содержащей сернуюкислоту и примеси, с помощью ацетатанатрия, фильтрования и центрифугирования полученного раствора с послещей экстракцией его этилацетатом сразделением легкой и тяжелой Фаз, изкоторых первую подвергают азеотропно ФВь ЬФ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ р ктификации с отделением гетероазеотропа - этилацетата и воды, .рассла" ивающегося на верхний слой этилацета. та и нижний водный слой, содержащий примеси этилацетата, подвергаемого совместно с тяжелой фазой от этилаце.татной экстракции повторной азеотропной ректификации с отделением воды, -: а кубовый продукт после первой азеотропной ректификации повторно ректифицируют с выделением ледяной уксус" ной кислоты, причем после стадии нейтрализации и центрифугирования проводят промывку водой, о т л .и ч а ю .- щ и й с я тем, что, с целью утили" зации промывных вод и повьаения вы" хода целевоя кислоты, получаемыеЯ промывные воды совместно с водой., отделяемой после второй азеотропной ректиикации, подвергают подщелачиванию до рН б,3-7,7 и электродиализу на катионитовых и анионитовых мембранах дую- при силе тока 1,5-2 А и напряжении 200-300 В с получением 8-12-ного фа раствора ацетата натрия, который воз- а й вращают в стадию нейтрализации.1006426 1Изобретение относится к способурегенерации уксусной кислоты, образующейся в производстве ацетатовцеллюлозы.Известен способ регенерации 5уксусной кислоты в производстве ацетата целлюлозы азеотропным и экстрактивным способом, например этиловымэфиром или этилацетатом 11.Однако способ не обеспечивает не- фобходимой экономичности процесса засчет высоких потерь уксусной кислотысо сточными водами.Наиболее близким техническим решением к изобретению является способрегенерации уксусной кислоты производства ацетатов целлюлозы, заключающийся в том, что исходную водную смесьуксусной кислоты, содержащую сернуюкислоту и примеси, нейтрализуют раствором ацетата натрия (при промывкенейтрализатора образуются концентрированные сточные воды 110 г/л в количестве 1,6 т/сут) с последующим отфильтровыванием полученногораствора от механических примесей и центрифугированием (промывание центрифугсоздает сточные воды с концентрацией80 г/л в количестве 1,1 т/сут). В ре.зультате получают раствор, который Звэкстрагируют этилацетатом в экстракторе, из нижней части которого выводят тяжелую фазу, содержащую 91,853воды, 8 этилацетата и 0,154 уксусной кислоты, а из верхней - легкуюфазу. направляемую на азеотропнуюректификацию,Последняя позволяет получать дистиллят - азеотроп этилацетата и воды,который расслаивается на верхнийслой974 этилацетата и 33 воды ),частично направляемый в виде флегмыв колонну и нижний92 воды и 8 ,этилацетата ), направляемый во вторуюколонну азеотропной ректификации,45где отделяемая вода образует третийпоток сточной воды, содержащей 2 г/луксусной кислоты в количестве1,2 т/сут. Во вторую колонну азеотропной ректификации поступает на разделение тяжелая Фаза после экстракции этилацетатом.Получаемый в первой колонне азеотропной ректификации кубовый продукт подвергают очистке в колонне четкой ректификации с получением 99,8-999 Ф- ной ледяной уксусной кислоты 1.2 ,В результате этого процесса образуются три потока сточных вод, которые не утилизируются и тем самым снижают общий выход регенерируемой уксусной кислоты.Целью изобретения является утилизация сточных вод и повышение выхода уксусной кислоты.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регенерации уксусной кислоты в производстве ацетатов целлюлозы путем нейтрализации исходной уксусной кислоты, содержащей серную кислоту и примеси,ацетатом натрия, фильтрования и центрифугирования раствора с последующей его экст 5 акцией этилацетатом с разделением легкой и тяжелой фаз, из которых первая подвергается азеотропной ректификации с отделением гетероазеотропа - этилацетата и воды, расслаивающегося на верхний слой этилацетата, и нижний водный слой, содержащий примеси этилацетата, который подвергают второй азеотропной ректификации, где отделяется вода, причем в эту стадию поступает тяжелая фаза от экстракции этилацетатом, а получаемый на первой азеотропной ректификации кубовый продукт подвергают ректификации с выделением ледяной уксусной кислоты, получаемые воды после промывки на стадии нейтрализации, центрифугирования и после второй азеотропной ректификации подвергают подщелачиванию до рН 6,3-7,7 и .электродиализу на катионитовых и анионитовых мембранах при силе тока 1,5-2 А и напряжении 200-300 В и по- . лученный раствор ацетата натрия возвращают в стадию нейтрализации.Подщелачивание до рН 6,3-7,7 вод, полученных при промывке на стадии нейтрализации, центрифугирования и после второй азеотропной ректификации, с последующим электродиализом на катионитовых и анионитовых мембранах при силе тока 1,5-2 А и напряжении 200-300 В и возвратом полученного 8-124-ного раствора ацетата натрия в стадию нейтрализации обеспечивает как утилизацию сточных вод, так и увеличение выхода целевой кислоты.Следует отметить, что известный метод многокамерного электродиализа, например с помощью катионитовых, и анионитовых мембрантипа ЭОУ НИИПМ "Рудник" ), для очистки или концентрирования водных растворов солей с примесями органических соединений не име100643ет общей закономерности по условиямэлектропроводности ионитовых мембран,поэтому в каждом конкретном случаенеобходим подбор скорости пропускания, силы тока, напряжения и видамембран3Указанные условия обеспечиваютвозможность не только повысить выход уксусной кислоты, но и возвратить ацетат натрия в стадию нейтра Олизации, снижая тем самым до 0,4 г/лПДК = 0,6 г/л ) загрязнение сточныхвод, направляемых на биоочистку.П р и м е р. В нейтрализатор и ступает 23/-ная уксусная кислота,содержащая серную кислоту и примеси,в количестве 138 т/сут в пересчете на100 ь-ную уксусную кислоту с содержа-.нием 3 т/сут серной кислоты и5,1 т/сут 103-ного ацетата натрия.Количество уксусной кислоты посленейтрализации составляет 141,7 т/сут.Очищенная Фильтрованием от механических примесей уксусная кислота подвергается .центрифугированию. В результа-те промывок центрифуг водой образуется 20 максут сток А,.содержащий80 г/л уксусной кислоты,Далее 140,7 т/сут уксусной кислоты поступает на экстракцию этилацетатом в экстрактор, из которого отделяют нижнюю тяжелую фазу, содержащую91,853 воды, 84 этилацетата и 0153уксусной кислоты, и верхнюю легкуюфазу - этилацетата, воды и уксуснойкислоты, которую подвергают азеотропной ректификации в первой колоннепри температуре верха 70-75 С, низа122-130 С Флегмовое число 0,25,40 т.т. Отделяемый дистиллят расслаивается в декантаторе с образованиемв верхнем слое 45 мВ/ч этилацетата973 и воды 31, который частично воз-.вращают в виде флегмы в колонну, а внижнем слое - воды 924 и этилацетата5 м/ч ), который подвергают азео- мтропной ректификации во второй колонне при температуре верха 80-85 С и .ониза 96-110 С, причем в эту же колонну направляют 30 м/ц тяжелую фазупосле экстракции, этилацетатом. 0 26 4Отделяемая в этой колонне вода образует сток В в количестве 600 м З с содержанием уксусной кислЗоты 2 г/л. Дистиллят в количестве 4 м /сут, сддержащий 974 этилацетата и 3 ь воды, возвращают на экстракцию.ъКонцентрированная, но не очищенная уксусная кислота, которая в виде кубового продукта образуется в первой колонне азеотропной ректификации в количестве 139,8 т/сут поступает на дистилляцию в колонну 3, температурао122 С, где выделяют ледяную 99,8- 99,91-ную уксусную кислоту в количестве 137,8 т/сут, выход 97344. Кубовые остатки, содержащие 603 уксусной кислоты и 403 маслообразных веществ в количестве 3 мЗ/сут разбавляют водой 1000 л, дистиллируют в четвертой колонне 120-122 С ) с отбором уксусной кислоты 199,8l-ной ) 3,77 т/сут, которую направляют на хранение общий вы-, ход 99,861 ). После работы эту колонну . промывают. В результате этого образуется сток С в количестве 10 м /сут, содержащий 110 г/л уксусной кислоты.Далее стоки А и В разбавляют стоком С до концентрации уксусной кислоты 63 г/л, подщелачивают до рН 6 52,6 т едкого натра/сут ) и подвергают электродиализу при силе тока 1,5 А и напряжении 200 В. В электродиализе используют многокамерный электродиализатор с катионитовыми и анионито-. выми мембранами типа ЭОУ НИИП 11 ".Руд.- ник". Состав раствора, поступающего на электродиализ, г/л: уксуснокис; лый натрий 8,2; зтилацетат 0,1;: этиловый спирт - примеси; остальное- вода.Выходящая из электродиализатора во-. да содержит 0,3 ч г/л ацетата йатрия и сбрасывается в канализациюдопустимая норма ПДК .0,5 г/л ), образующий.- ся после диализа раствор ацетата нат" рия содержит его 103, т.е. 5,1 т/сут возвращают в стадию нейтрализации.В таблице показаны данные с учетом влияния на общий выход уксусной. кислоты условий проведения электродиализа.1006426 Способ Показатели известный 23 23138 138 23138 23138 23 23138 138 3 3 3 5,1 2 5 ( сырье извне ) 5,1 139,5140 135,7 141,7 1537 141,7 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,2 1,2 1,1 1,1 Не извлекают 630. 600 6,2 3 3,9 1,8 0,2 1,5 0,2 0,2 136,2 136,5 131,8 137,8 149 8 95,6 96,2 99,86 99,86 99,86 134,1 Выход уксусной кислоты, Ф 97,34Условия электродиализа: 6 8 6 3 7 7 71 3,5 1,5 2,5 3150 350 200 250 300 рН Исходная уксусная кислота в пересчете на 1004-ную,Ж т/сут с содержанием сернойкислоты, т/с Количество ацетата натрия для нейтрализации, т/сут Количество уксусной кислоты после нейтрализации,т/сут Сток Р. Содержание уксусной кислоты, т/сут Сток В. Содержание уксусной кислоты, т/сут Сток С. Содержание уксусной кислоты, т/сут Извлечение уксусной кислоты в виде ацетата натрият/сут Количество сточных вод,м З/сут Количество уксусной кислоты в сточных водах, г/л Количество потерь уксусной кислоты за весь технологический процесс, г/л Количество ледяной уксусной кислоты целевой,т/сут сила тока, Рнапряжение, В предлагаемый2 1 3 12 1 ю 2 1 у 2 )2 8 10 125,1 5,1 5,1 600 566 580 588 2,5 0,4 0,34 0,37 1006426 8Как видно из данных таблицы, изме- ков снижение с 99,863-ного выхода до нение условий электродиализа сказы,6-967"ного),В сравнении с извествается опыт 1 и 2 9 на извлечении ным способом, выход уксусной кислоты уксусной кислоты из объединяемых сто-, также повыеается,ВСоставитель Г. АндионРедактор Н. Гунько ТехредС,Иигунова, Корректор Г Огаре е в а ве щ Гв еев еет ЪаеаеЗаказ 2042/38 Тираж 416 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035 Иосква ЖРаанская наб. д. МБг еттевитщтаевА щ евФайпеееВеееввюавейеъувтеъьтт ее еФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4