Способ выделения уксусной кислоты

10064 СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН З(51 С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСН АВТО ИЕ ИЭО СВИДЕТЕЛЬСТ ЛЕНИЯ УКСУСНОЙ о водного растбинарным экст" мпонентов коэтилкетон, о ттем, что, с це" а и снижения цию проводят метилэтилкетона ии равном (7,8:(54) (57) СПОС КИСЛОТЫ из 20- вора путем экс рагентом, одни торого являетс л и ч а ю щ и лью упрощения энергозатрат, смесью этилаце при весовом с 2,2)-(8,2:1,8) ОБ ВЫ 4-но акци мизкя метищ процес экстра тата и оотноше Фь(71) Всесоюзный ордена ТрудовогоКрасного Знамени научноисследовательский институтсинтетических смол(56) 1, ЕаяезГе 4 Р, Кеу В.К.ЬЬогй 1.Г пд, СЬвпзй, 1953,147-151, 243-2502. Патент США М 2050288,кл, 260-541, опублик. 9373, Патент США Мф 2662916,кл. 260-541, опублик, 1953.4. Авторское свидетельство СССЮ 55563, кл, С 07 С 53/08, 1976. 1Изобретение относится к способуэкстракционного выделения уксуснойкислоты из водных растворов, образующихся в производстве ацетатов, ацетобутиратов целлюлозы, и может бытьиспользовано в производстве синтетических жирных кислот и поливинилового спирта, в лесохимической промышленности.В современной химической и лесохимической промышленности для обезвоживания уксусной кислоты наиболееэкономичным методом (для растворовконцентрации не выше 351) являетсяэкстракция органическими растворите злями в сочетании с азеотропной илиобычной ректификацией для последующей переработки полученных Фаз экстракта и рафината. При этом в качестверастворителя-экстрагента могут быть щиспользованы как моноэкстрагенты,так и смешанные, в частности бинарныерастворители.Для извлечения уксус юй кислоты изводных растворов в промышленности ис- дпользуют этилацетат,Этот экстрагент. доступен и дешев,обладает удовлетворительной емкостью,сравнительно легко регенерируется 1 .Однако относительно невысокая селективность этилацетата наряду с недостаточно высокой разностью удельныхвесов сосуществующих фаз приводит кснижению эффективности процесса зкстракции, Следствием этого является уве.личение обьема циркулирующего зкст- . Зфрагента, что приводит к увеличениюэнергозатрат и капитальных расходовна осуществление способа.Переход к бинарным экстрагентамзначительно расширяет возможности интенсификации процесса экстрагирования уксусной кислоты из водных растворов.Известны следующие смешанные (би-нарные). экстрагенты, применяемыедля выделения уксусной кислоты изводных растворов: этилацетат-бензол,диизопропиловый эфир - сложный эфиркарбоновой кислоты (метилацетат,метилпропионат, этилпропионат, этил- фвацетат), Бинарный экстрагент зтилацетат 1,ЭА ) - бензол рекомендуютиспользовать для 16"25-ных водныхрастворов уксусной кислоты 2 1 и 3 )За пределами этого концентраци- Ионного диапазона добавление бензолак этилацетату становится мало эфшективным,2Компоненты бинарного экстрагентадиизопропиловый эфир - сложныи эфиркарбоновой кислоты обладают весьмаблизкими свойствами так, что экстрак 1ционные характеристики смешанногоэкстрагента незначительно улучшаютсяпо сравнению со свойствами составляющих моноэкстрагентов,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатуявляется способ выделения уксуснойкислоты из 20-30-ных водных растворов с помощью экстракции бинарнымэкстрагентом метилэтилкетон (МЭК)диизопропиловый эфир (ДИПЭ). Оптимальное соотношение компонентовв нем составляет МЭК:ДИПЭ=(7:3)(7,5:2,5). Соотношение потоков на стадииэкстракции (исходный раствор Е,экстрагент С) в весовом выражениисоставляет 1.:С 1:1,09. Рабочие соотношения потоков рекомендуется поддерживать равным 1:1,3-1,5. Экстрагентимеет высокие экстракционные показатели (емкость, селективность, коэффициент распределения), обеспечивает сравнительное низкие нормы расхода сырья и энергетики1 ,Недостатком бинарного экстрагента МЭК-ДИПЭ является то цто изменение таких важных экстракционных характеристик, как коэффициент распределения а (Фиг. 1) и удельный расход1./С (фиг. 2), от состава экстрагентаимеет ярко выраженные экстремумы.На фиг, 3 показано изменение селективности экстрагента р МЭК-ДИПЭв зависимости от состава. По оси абсцисс на Фиг. 1-3 нанесено содержание ДИПЭ в бинарном экстрагенте.Кривые, показанные сплошными линиями,относятся к экстрагенту МЭК-ДИПЭ.Цифры возле каждой кривой указываютсодержание уксусной кислоты в водныхрастворах. Указанный недостаток экстрагента МЭК-ДИПЭ усугубляется непостоянством составов отработанных водных растворов производства ацетатовцеллюлозы, в которых содержание уксусной кислоты меняется в пределах10. Изменение экстракционных характеристик бинарного экстрагента в сочетании с изменением состава перерабатываемых водных растворов уксуснойкислоты приводит к нестабильности иненадежности процесса регенерации уксусной кислоты, неустойчивости егок внешним возмущениям, которые вполне естественны в промышленных усло3 1006427 4виях, Зти важные характеристики про- этилацетата в бинарном экстрагенте,цесса могут быть несколько улучшены Сравнение свойств бинарных кстраповышенным удельным расходом экстра- гентов (в известном способе ". Э 1. ДИПЭ,гента, но при этом не снимается ос- в предлагаемом способе ЭА-НЗК) поновной недостаток - постоянно изме-казывает, что в интервале оптималь"няющиеся технологические параметры ных составов свойства этих двух экствсего комплекса в целом, что неиз- рагентов весьма близки, но свойствабежно приводит к ухудшению качества предлагаемого бинарного экстрагентаконечных продуктов (регенерированной в диапазоне рекомендуемых рецептуруксусной кислоты и сбросной воды); 1 в являются практически постоянными,Другим недостатком бинарного экст- Это обусловливает упрощение техно"рагента МЭК-ДИПЭ является значитель- логии процесса, связанного со станая растворимость основного компонен- бильностью экстракционных свойствта - метилэтилкетона - в воде 25/),и технологических параметров всехЭто приводит к повышенным объемамстадий способа, и снижение .энергозатвнутренних рециркулирующих потоков, рат способа за счет меньшего рабочеполучаемых при переработке фаз экст- го удельного расхода экстрагента,рагента и рафината, и, как следствие, В таблице по примеру 1 приведенык повышенным энергозатратам на осу- результаты экспериментов по непрерывществление способа в целом, ной противоточной экстракции уксусЦелью изобретения является упроще- ной кислоты из водного раствора приние процесса выделения уксусной ки- различных составах бинарного экстраслоты из водных растворов и снижение гента.энергозат ат,р оза рат, Приведенные составы фаз экстракПоставленная цель достигается тем, р та и рафината при оптимальном состачто согласно способу выделения. уксус- ве экстрагента показывают, что в раной кислоты из 20-304-ного водного финате, из которого необходимо выделить и возвратить в рецикл компоэкстрагентом, одним из компонентов ненты бинарного экстрагента, содержакоторого является метилэтилкетон, з ние последних почти в 2 раза меньэкстракцию проводят смесью.этилаце- ше, чем в рафинате, получаемом в изтата и метилэтилкетона при весовом вестном способе (94 против 194). Посоотношении авном (7 8:2 2)-(81,8).р ом (7,8:2,2)-(8,2:, добное соотношение будет соблюдатьсяи во Флорентинах колонн переработкифаз.экстракта и рафината. Именно этоПроведение процесса таким образом и приводит к снижению объемов рецирпозволяет упростить процесс за счет : кулирующих потоков и к дополнительстабильности экстракционных характе- ному снижению энергозатрат.ристик при изменении состава экстрагента в указанных пределах и умень- П р и м е р 1. Экстракцию 25 Ф-ношить энергозатраты на 13-20 за счет го водного раствора уксусной кислотыснижения удельного расхода экстраген- проводят в насадочном экстракторета с, 1,5 до 1,2-1,3 и уменьшения объ- эФФективностью 6 теоретических сту,ема внутренних рециркулирующих пото- пеней изменения концентрации экстраков .при переработке фаз экстракта и гентом ЭА-МЭК варьируемого состава.рафината. Последнее связано с тем,Процесс осуществляют при 20 С. Весочто из-за разницы во взаимной раст-, вое соотношение количества исходноворимости воды и компонентов предла- го растворагаемого экстрагента и известного со- экстрагента поддерживают,1:1,2. Сосциент извлечения кислоты (К=(С -Св то время как этот показатель для . /С . 100 СС - рэкстрагента ЭА-МЭК составляет 3-43,где к и С - концентраНа г. 1- и е тое ция уксуснойкислоты в исходной сме"а фиг. 1-3 представлено измене- си и рафинаде ), приведены в табли е.ние коэффициента распределения удель- Из таблицы видно, что наивысший коэф"ного расхода и селективности бинар- И фициент извлеченил чения уксуснои кислотыного экстрагента ЭА-МЗК в зависимо- из водного раствора, достигается присти от его состава (пунктирные линии соотношении компонентов ЭА:МЗК в биПо оси абсцисс нанесено содержание нарном экстрагенте, равном 8:2,5 1006427 Состав рафината, вес. Состав экстрагента, вес.Ф ЗА Уксуснаякислота МЭК Уксуснаякислота ЭА МЭК Вода Вода е7)6 61 8 15 7 14 ю 9 2)4 2 58 94 9 0 12 99,5 10 13 е 8 5313 17,8 15,1 3,9 5,0 90,0 0 10Ф.231 43,9 18,8 14,2 5,5 6,2 88,1 0,20 20 99,6 30 99,2.О М Ю 6 Ю О сисаид юксерееенеи Юес ФиаЯ/38 Тир ВНИИПИ Гос по дела 113035, Нос