Способ очистки уксусной кислоты

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 050478 (21)2600292/23-04с присоединением заявки Нов(51)М. Кл.С 07 С 51/42 С 07 С 53/08 С 07 С 7/06 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ Изобретение относится к способу очистки уксусной кислоты и может быть использовано для получения уксусной кислоты высокой степени чистоты иэ уксусной кислоты-сырца, содержащего в качестве примесей воду, муравьиную кислоту ацетальдегид, метилацетат и др.Современная технология производства винилацетата и ацетилцеллюлозы, 1 О фармацевтических препаратов и красителей, химических реакторов и фотохимикатов предъявляет очень жесткие требования к качеству уксусной кислоты, используемой в этих производствах. 15 В частности, содержание основного вещества в товарной уксусной кислоте должно быть не менее 99,5.Известен способ очистки уксусной кислоты, полученной окислением аце О тальдегида в жидкой Фазе в присутствии марганца,. путем двухкратной раэгонки сначала на колонке эффективностью 30 теор. тарелок (флегмовое число равно 1) с отделением 2 Ъ кубового 25 остатка, а потом, после добавления 0,5 мочевины и нагревания перегнанной уксусной кислоты при 170 оС под давлением 23 кг/см, отгонкой на колонке эффективностью 10 теор. таре 2лок флегмовое число равно 5). Уксусную кислоту получают с остаточным содержанием муравьиной кислоты0,018 вес.Ъ 11 .Недостаткам данного способа является многостадийность процесса.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является способ очистки уксусной кислоты путемазеотропной ректификации уксусной кислоты-сырца, полученной методом окисления ацетальдегида в присутствиикатализатора - ацетата марганца, с использованием в качестве гетероаэеотропного компонента четыреххлористого углерода. Разделение проводят на колонне эффективностью 60 теор, тарелок,Условия процесса и полученные результаты приведены в табл.111 и 2 .Однако при контакте с водой на металлических поверхностях наблюдается гидролиз ССЦ с образованием фосгена и хлористого водорода, что приводит к коррозии аппаратуры, а также затратам четыреххлористого углерода. Кроме того, в кубовой части колонны при использовании четыреххлористого углерода наблЮдается интенсивное смолообразование и забивание трубок кипятильника.789499 Верхний слой:96,25 120 Уксусная кислота Отс. Следы Уксусная кислота Муравьинаякислота Муравьиная кислота11,0 0,3789,0 3,0 0,43 0,53 3,32 4,17121 Вода С СВ 4 ВодаССР Нижний слой Цель изобретения - упрощение технологии.процесса.УКазанная цель достигается тем, что ев способе очистки уксусной кислоты, полученной путем окисления ацетальдегида в присутствии ацетата марганца, от примесей воды и муравьиной кислоты путем азеотропной ректификации в присутствии гетероазетропного компонента, в качестве гетероазетропного компонента используют бенэол, а ректйфикацию проводят при концентрации воды в верхней части колонны, равной 50-6,0 вес,.На чертеже изображена схема осуществления способа.Уксусную кислоту-сырец из емкости 1 подают в отгонный аппарат 2-3 эффективностью 1-2 теор. тарелки для отделения солей и примесей высококипящих соединений. С целью предотвращения образования смолистых продуктов 20 с помощью насоса 4 устанавливают контур циркуляции с кратностью циркуляции не менее 3. Температуру в кубе Отгонного аппарата поддерживают равной 119-1200 С; давление не более 0,2 ати, д а температуру в верхней части аппарата - 117-118 фС. Кубовый продукт, содержащий в основном ацетат марганца, растворенный в смеси зтилендиацетата и уксусной кислоты, может быть рецир- З кулирован в реактор окисления ацетальдегида. Уксусную кислоту-сырец, освобожденную от высококипящих примесей и ацетата марганца, направляют из верхней части отгонного аппарата в колонну отделения легкокипящих компонентов и вводят в центральную часть колонны 5.Температуру верхней части колонны поддерживают не вьаае 70 С, температуру в кубовой части - 120-123 ОС, 10 давление 0,2-0,3 атм. Легкокипящие примеси (ацетальдегид, метилацетат, метанол) из верхней части колонны направляют в колонну 6 выделения ацетальдегида и метилацетата, а уксусную 4 кислоту-сырец - в колонну 7 обезвоживания и очистки от муравьиной кис лоты. Колонна обезвоживавания и очистки от муравьиной кислоты имеет не менее 50-60 тарелок колпачкового типа.Ввод уксусной кислоты-сырца осуществляют таким образом, чтобы кубовая часть колонны имела примерно 20-25 тарелок. В верхнюю часть колонны подают в качестве азеотропного компонента бензол, который образует многокомпонентную гетероазеотропную смесь, состоящую из воды, муравьиной кислоты и уксусной кислоты. При таком режиме работы колонны 7 вода удаляется примерно на 95, муравьиная кислота - на 75-80. Очищенная уксусная кислота из куба колонны аэеотропной ректификации поступает в колонну 8 получения товарной уксусной кислоты примерно на 15-16 тарелку. Колонна получения товарной уксусной кислоты имеет не менее 45 тарелок.Вывод товарной кислоты осуществляют с 35 тарелки, которая выполнена в виде глухой тарелки. Температуру на 35 тарелке поддерживают равной 117- 1175 фС, температуру в кубовой части колонны - 124-125 оС, давление - 0,3- 0,4 ати. Дистиллят, отбираемых иэ верх ней части колонны направляют в колонну азеотропной ректификации с целью утилизации некондиционной уксусной кислоты,В кубовой части колонны организуют принудительную циркуляцию продукта кратность циркуляции 10) с целью предотвращения образования смолистых продуктов. Кубовый остаток колонны выделения товарной уксусной кислоты накапливают и периодически подвергают разгонке с целью выделения этилендиацетата, который используют как товарный продукт.Результаты очистки уксусной кислоты по предлагаемому способу приведены в табл. 2-5. Предлагаемый способ обеспечивает выделение уксусной кислоты с содержанием основного вещества не менее 99,8- 99,9 при степени отбора не менее 99,0, при этом существенно упрощается технология процесса за счет замены четыреххлористого углерода на бенэол.Таблица 1:Родолжение табл, 1 Количество Наименование полученных ком о- нентов Количество вес.% г вес,Ъ г Уксусная кислота 0,3 3,4 Муравьиная кислота 0,09 0,1 Вода 99,6 110,5 сс Кубовый остаток: 115,58 Уксусная кислота 99,8 Муравьиная кислота 0,05 0,058 0,15 1,17 Вода ссР Отбор муравьиной кислоты, ЪОтбор воды, ЪКислотность водного слоя Таблица 2 Отбор с верха колонны: Уксусная кислота 113,4 94,5 Уксусная кислота 113,37 96,62 Муравьинаякислота 0,36 Ацетальдегид Метилацетат 0,72 Муравьиная кислотаВода О, 72 0,60 2,148 Высококипящие примеси 2,556 2,13 Отбор с низа колонны: 1,123 Ип ( СН С 00)1 Уксусная кислота 0,03 0,084 0,07 Высококипящиепримесиип(сн 3 соо) 2 с 556 95/7301084 3114 Таблица 3 Отбор с верха коло96,62 Уксусная х0,307 Ацетальдег 0,613 Метилацета Уксусная кисл 09, ,34 е ота,347 33,04 ,693 66,0 альдеги 0,693 етилаце Наименование взятых ком- понентов ВодаАцетальдегидМетилацетат 0,36 0,30 2,52 2,10 0,36 0,30 89,0 73,2 Отс. 0,36 2,52 0,307 0,613 0,307789499 Продолжение табл, 3 Количество Наименование полученных компо"нентов Наименование Количество взятых компонентов вес,Ъ г вес.В г Муравьиная кис 0,307 лота Муравьиная кислота О, 347 Следы0,01 0,95 2,148 Вода 2,43 Вода Отбор с низа колонны: Уксусная кислота 109,18 97,52 Муравьиная кислота ВодаАцетальдегидМетила етат Таблица 4 Бензольный слой Уксусная л 0,36 ксусная а слота О,авьина кисло 0,02 0,08 0,0 а 0,146 104 етальд Метилаце гид Следы Муравьиная кислота 0,3 54,9,45 Вод 2, 7 ВодныйАцетал ид ксусная кислота 912,4 Стабилизированная вода атальдег Метнлацетат,3 С 6 Н 6 К ая жидкость: Уксусная ки Муравьиная 03,92 99,6 о с 0,05 0 0,2 ода Высококипримеси Сл 81,8 95,7 0,91 Отбор муравьиной кислотОтбор воды, ФКислотность водного сло789499 Таблица 5 Количество Наименованиевзятых компонентов Наименование полученных компонентов Количество кг/ч вес.% кг/ч вес.Ф Уксусная кисло,62 99,67 Отбор с верха кота лонны: 1,2 83,5 2 2 1 5 0,275 0,25 Уксусная кислота Вода Муравьиная кислота 0,067 Вода О, 1 4,70,06Муравьиная кислота 0,025 1,74 Сб Нб СледыВысококипящиепримеси Следы Отбор товарногопродукта с глухойтарелки:Уксусная кислота Следы 104,395 99,9 0,0623 0,06 Вода Муравьиная кислота 0,0418 0,04 Кубовая жидкость; уксусная кислота 99,5 4,02 Высококипящие примеси 0,02 0,5 Формула изобретения ВНИИПИ Заказ 8971/2 Тираж 495 Подписное илиал ППП Патент, Ужгород, ул, Проектная Способ очистки уксусной кислоты, полученной путем окисления ацетальдегида в присутствии ацетата марганца, от примесей воды и муравьиной кислоты путем азеотропной ректификации в присутствии гетероазеотропного компонента, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 40 что, с целью упрощения технологии процесса, в качестве гетероазеотропного компонента используют бензол, а ректификацию проводят при концентрации воды в верхней части колонны, равной 5,0-6,0 вес.Ъ.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Заявка Японии Р 51-136613, кл, 16 В 612, опублик. 1976.2. Авторское свидетельство СССР Р 352879, кл. С. 07 С 51/42, 1968 (прототип).