Способ очистки гексана от эфиров муравьиной кислоты

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиинСои 1 иапистичесиинРеспубпии щ 910566(23) 11-,:иоритет Опубликовано 07, 03. 82. Бюллетень9 Дата опубликования описания 07.03.82 СССР по делам изобретений и атнрытий) Заявитель Харьковский ордена Л им. В.(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГЕКСАНА.ОТ ЭФИРОВ МУРАВЬИНОЙКИСЛОТЫ Изобретение относится к области очистки гексана от эфиров муравьиной кислоты и может быть использовано в медицинской промышленности в производстве синтетического витамина А (ретинола).Известны способы очистки органических растворителей, н частности углеводородов, путем их промыв - ки 11 и 2,Наиболее близким к изобретению по технической сущности идостигаемому результату является способ очис ки гексана от эфиров муравьиной кислоты путем жидкостной экстракции селективным растворителем - водным рас вором гидроокиси натрия 1,3 .Процесс ведут периодическим способом. На первой ступени отгонный гексан в количестве не более 8000 л промывают 25-50 и 45-48 Е-ным раствором едкого натра, а затем последо,вательно три раза водой в количестве 200-400 л на каждой стадии. Продолжительность перемешивания при каждой промывке 15 мин, общая продолжительность промывки гексана, с учетом времени отставания и разделенияэмульсии между ступенями составляет 5,8 ч, Промывку ведут при температуре10-20 С.Основным недостатком известногоспособа является многостадийность 10процесса. ввиду низкой интенсивности массопередачи и, как следствие,большая продолжительность промывки,что, в свою очередь, обуславливаетнеобходимость проведения процесса 15периодическим способом, Недостатками являются также низкая степеньочистки гексана от примесей, потеригексана при многократных деленияхслоев. Кроме того, существенным недостатком является необходимость использования громоздкого, большогопо объему оборудования.Целью изобретения является упрощение технологии процесеа.910566 0 15 20 3Поставленная цель достигается снособвю очистки гексана от эфиров иуравьимой кислоты путем жидкостной эксврвкции селективным растворителем З-б З,водным раствором гидроохиси натрия при объемном соотношении гексана к водному раствору гидроокнсн ватрия 4-6:1, с предварительньи нагревом исходного сырья до ,темиературы 40-45 С.Отличительными признаками является исиЬльзование в качестве еелективиого растворителя 3-6 Х-ного водного раствора гидроокиси натрия и проведение процесса в одну ступень прямотоком при объемном соотношении гексанз к водному раствору гидроокиси натрия 4-6:1 с предварительным, нагревом исходного сврья до 40-45 С. На фиг. 1 представлена принципиальная технологическая схема осуществления данногоспособа; на фиг.2 - график коэффициента распределения омыляемых компонентов.. Способ осуществляют следующим образом. Гексан, поступающий с роторного испарителя, направляют в подогреватель 1 для нагревания его до температуры 40-45 С, что необходимо дляоулучшения качества промывки, Выходящий из подогревателя 1 гексан непрерывно подают в. экстрактор 2, в который поступает из сборника 3 3-6 7. - раствор гидроокиси натрия. Соотношение гексанфщелочной раствор подцерживают в пределах 4:1-6:1, промывку осуществляют в режиме прямотока в одну ступень. Перемешивание в экстракторе 2 следует вести в режиме развитой турбулентности, что необходимо для создания благоприятных условий промывки гексана, большой поверхности контакта фаз и высоких коэффициентов массолередачи.При прохождении смеси по экстрактору происходит глубокое извлечеч ние нз отгонного гексана солей и эфиров муравьиной кислоты,.этилацетаа. Выходящая из экстрактора 2 эмульсия поступает в отстойник 4, предназначенный для разделения слоев промытого гексана, который отводят иэ верхней части отстойника 4, и отработанного щелочного раствора, направляемого в камализацию из нижней части отстойника 4. 25 30 35 40 45 50 55 4Возможность замены известного способа примывки гексана в четыре ступени перекрестного тока одноступенчатой промывкой в режиме прямотока обусловлена правильной организацией процесса массообмена. По своей сущности промывка отгонного гексана представляет собой массопередачу, сопровождаемую химической реакцией омыления эфиров муравьиной кислоты, зтилацетата под действием 1едкого матра. Вследствие малой растворимости едкого натра в гексане реакция протекает в водной фазе, т,е. имеет место типичный случай гетерогенной реакции, включающей последовательно стадию массопереноса омыляемых компонентов из гексана в водную фазу и стадию собственно химической реакции омыления. Как известно, константы скорости омыления эфиров карбоновых кислот достаточно велики ипоэтому скорость гетерогенной реакции лимитируется скоростью массопередачи, т.е. процесс протекает в диффузионной области, Следовательно,для интенсификации всего процессапромывки в целом необходимо, преж,де всего, интенсифицировать массопередачу путем увеличения поверхности контакта фаз и коэффициентовмассопередачи. В предлагаемом способе это достигается увеличением объемной доли дисперсной фазы, т.е.щелочного раствора, снижением концентрации раствора едкого натра, атакже нагреванием смеси до 40-45 С,.что, кроме того, способствует возрастанию скорости реакции омыления. Оптимальными оказались объемная доляраствора едкого матра 0,15-0,20 и.концентрация его 3-6 7. Уменьшениеобъемной доли дисперсной фазы приводит к резкому снижению степени очистки гексана при фиксированной продолжительности промывки, а увеличение ее нерационально из-за повышенного расхода воды. В этом можно убедиться при сопоставлении опытов 2,5 и 6 из табл. 1 (все опытыпроведены при продолжительности промывки 20 с). При столь незначительном исходном содержании примесей вгексане для процесса омыления оптимальная концентарцня раствора едкого матра составляет 3-6 3. При концентрации щелочного раствора менее3 7. степень очистки гексана умень66 6личивает скорость опыления иследовательно, степень очистки гексана. Поддерживать температуру среды выше 45 С нецелесообразно из-за непроизводительных энергетических затрат( см. опыты 2,7 и 8, табл.).В известном способе процесс про-, ,мывки организован нерационально, На стадии щелочной отмывки массопередача затруднена вследствие малой поверхности контакта фаз (при соотношении гексан:щелочной раствор в пре" делах 160:1-320:1 невозможно создать развитую межфазную .поверхность) и низких коэффициентов массопередачи. Низкая интенсивность массообмена, в свою очередь , предопределена высоким диффузионным сопротивлением щелочной фазы, которое обусловлено, с одной стороны, низкими коэффициентами распределения омыляемых компонентов из-за высаливающего действия концентрированного раствора едкого натра, а с другой - низкой скоростью реакции омылеб ния при температуре 18-20 С.Т а б л и ц а 1 бъемная Концентра- Температуоля раст ция раство- , СРора МаОН ра, вес. % У оп 0,1,3 9 6,0 15 8,0 3,1 990 0,2 2 3,0 9,35 7 3,0 0 5. до достижения требуемой чисто гонного гексана. Поскольку же межутках между ступенями нужн водить многочисленные операци стаивания эмульсии и деления это неизбежно приводит к пов ным потерям гексана. ля увели массообм ты отв про о проепеничную ения Поэтомрохожден о а ще 15 м. Од- посл мывку вед нако степ в течени очистки ни недос и от- слоев екса точн что и первои ступ обуславлива ющей трехст ышеноследу- волои м необхйной мывки 5 9105 шается, а увеличение концентрации свыше 6 % нецелесообразно (см. опыты 1-4, табл. 1). Оказалось, что при концентрации раствора едкого натра 3-6 % коэффициент распределения омыляемых компонентов в системе гексанщелочной раствор выше (кривая 1 на фиг, 2), чем при концентрации 45" 49 % МаОН (кривая 11 на фиг. 2), вследствие отсутствия эффекта высалива" 1 О ния. Кривые равновесия 1 и П пост-, роены для этилацетата в качестве распределяемого компонента при температуре 20 С. Таким образом, концентрация раствора едкого натра 3-6 % 15 оптимальна как с точки зрения реакции омыления, так и с точки зрения массопередачи. Повышение температуры среды до 40-45 С также благоприятно сказывается на коэффициен тах распределения, что наглядно вид- но на Фиг. 2, при сопоставлении кривой 1 и кривой Ш, полученной для системы гексан-этилацетат - 3 % раствор МаОН при температуре 45 С. Кро- гз ме того, повышение температуры увепень очистки гексана в отн% иры муравьинои Этилаце кислоты7 90566 8 Сравнительный анализ результатов и предлагаемым способом приведен впромывки отгонного гексана известным табл. 2. Т а б л и и а 2 Содержание компонентов в гексане, вес, Е Наименование компонентов Исходный Промытый предлагаемым способом промытый известным способом 99,76 99,88 99,9 Гексан Эфиры муравьиной кислоты,. 0,09 0,01 след.0,03 0,05 0,01 Вода 0,01 0,0 Формула изобретения П р и м е р . Отгонный гексан соФ став которого приведен в табл. 2, на-.10 .правляют в трубчатый подогреватель 1, обогреваемый горячей водой с температурой 70-75 С, Выходящий из подогревателя 1 гексан нагретый до температуры 40-45 О С, непрерывно подают в количестве 2000- 2300 л/час в горизонтальный статический экстрактор 2, в который также непрерывно поступает 3-6 Х-ный раствор едкого натра в количестве 330- 380 л/час. Промывку ведут в режиме прямотока в одну ступень. При прохождении эмульсии через неподвижную турбулизирующую вставку экетрактора 2 с линейной скоростью 0,4- 0,5 м/сек происходит интенсивное35 дробление капель щелочного раствора в гексане. Процесс развития поверхности контакта фаз сопровождается интенсивной массонередачей. Поэтому40 для глубокой отмывки гексана от примесей достаточно времени пребывания смеси в экстракторв 15-20 с. Выходящая из экстрактора 2 эмульсия поступает на разделение слоев в отстой 1 ц45 ник 4 типа флорентийский сосуд", габариты которого обеспечивают время пребывания смеси в нем в течение 15- 20 мин, что позволяет добиться глубокого осветления гексана от мельчайших капель воды. Из верхней части отстойника 4 непрерывно отводится промытый гексан (содержание воды не более 0,01 Х), а из нижней части - отработанный щелочной раствор в канализацию.По, своим показателям промытый гексан полностью удовлетворяет предъявляемым требованиям и может быть использован в производстве витамина А.Таким образом, осуществление данного способа позволяет по сравнению с известным упростить технологию путем замены промывки в четыре ступени Фперекрестного тока оцноступенчатой промывкой в режиме прямотока, повысить степень очистки отгонного гексана и сократить его потери. Способ очистки гексана от эфировмуравьиной кислоты путем жидкостной экстрации селективным растворителем - водным раствором гидроокисинатрия, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения технологиипроцесса, в качестве селективногораствора используют 3-6 Х-ный водный раствор гидроокиси натрия и процесс проводят в одну ступень прямотоком при объемном соотношении гексанаи водного раствора гидроокиси натрия4-6:1 с предварительным нагревом исходного сьрья до 40-45 фС.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 366697, кл. С 07 С 7/00, 1973.2. Авторское свидетельство СССРУ 463656, кл. С 07 С 7/00, 1975.3. Промышленный регламент В 248 производства синтетического ретинола и его эфиров ацетата, пальмита) , Белгородский витаминный комбинат имени 50-летия СССР, Белгород,1979, с. 707 (прототип).910566 Фиг Ймд ДОФ ЩОГ Составитель Л. Боброведактор Н. Коляда Техред И.Рейвес орректор;М, Шаро Зак одписное 4 Филиал ГПП 1 "11 атент", г. Ужгород, ул. Проект Исходный щегючкоц" росодор Рир аж 6 р, Рес Ж 1017/22 Тираж ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 213035, Иосква, Ж, Р