Способ регенерации этилового спирта

)5 С 07 С 31/10 С 08 Д 11/02 2,ТЕНИЯ ОПИСАН Н АВТОРСКОМ ИЗ ЕЛЬСГВУ асается спиртоа регенерацииобразующихсятилсилоксановцхможет быть исве тетраэтокси(57) Изобретениев частности спосоиола из его омесепроизводстве полижидкостей, который эован в производс поль- сися к усовершен генерации этимесей, образую олиэтилсилоксаСпособ поз абсолютированоторый может тет"та. но вол т- ропз ь ГОИЮО 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 3(71) Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединенийи Чебоксарское производственноеобъединение "Химпром"(М) Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии.Кн.2, И.: Химия, 1981, с. 532-533.Временный технологический регламент промышленного производства жидкости ПЭС. Волгоград, 1985.:(54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ. ЭТИЛОВОГОСПИРТА . Изобретение относиствованному способу рлового спирта иэ егощихся в производствевых (ПЭС) жидкостейяет регенерироватвый этиловый спирт, к 20442 А 2лана. Цель - получение абсолютированного этанола непосредственно .на колоннах, имеющихся в производстве полиэтилсилоксановых жидкостей, и упрощение технологии процесса. После ний ведут ректифнкацией смесей на о гонной колонне с выделением смеси этаяола с толуолам и водой в качест ве дистиллата и воды в качестве кубовой жидкости и последующей рекгийикацией дистиллата на азеотронной колонне с выделением этанола в качестве кубовой жидкости. Причем в питание азеотропной колонны дополнительно вводят талуол в определенном количестве. Отбираемьй из нее дистиллат смешивают с водой в соотношении (2,5-4):4 ирасслаивают в Ьазоразделителе. Затеи верхний органический слой возвращают в питание азеотропиой колонны,а нижний водный - в питание отгонной колонны, Способ позволяет получать абсолютированный этанол с более низкой себестоимостью, чем этанол по ГОСТ 59108-. 77, и упростить процесс за счет возможности проведения его в более широком диапазоне.изменения параметров. 3 табл,2 ил.. быть использован в .производстве разтоксисилана (ТЭОС) - компоне при получениь ПЭС-жидкостей.Цель изобретения - получение солютироваиного спирта иепосред веино иа колоннах имеющихся в1620442 3водстве ПЭС-жидкостей, и упрощение технологии процесса,В производстве ПЭС-жидкостей образуется"большое кодичество этиловоГо спирта (около 1,5 т/т НЗС"5) в5 смеси с соляной кислотой, водой,хлористым магнием, толуолом. Регенерация зтанола провсдится в несколько стадий: нейтрализация соляной кисло-. ты, выделение 30%-ного водного раствора хлористого магния и выделение этанола. После выделения хлористо" го магния образуется смесь следующего .усредненного состава, мас.%: этанол 18,0;,вада 31,81 толуол 0,2, изкоторой и выделяют зтанолНа фиг,1 приведена принципиальная .схема предложенного способа регенерации этанола в производстве ПЭС-:жидкостей с получением абсолютиронанного этйлового спирта; на фиг.2 показана принципиальная схема лабораторной установки, на которой имитйровался процесс абсолютйрования этанопа на азеотропной колонне.Исходная смесь поступает вотгонную колонну 1, из куба которой выводится вода и направляется на биоочистку. Дистиллат (укрепленный этиловый .спирт с примесью.толуола) отбирают сверху колонны и подают на азеотропную коланну 2. Основную часть дистиллата (по .составу близкого к тройному азеотропу этанол - толуол -35 вода), выходящего из конденсатора 3, возвращают в качестве йлегмы в азеотропную колонну,. а часть охлаждают, смешивают с водой и подают на Расслаиванде и фазоразделитель 40 ,;4;. Смесь дистиллата и воды непрерывно разделяют на два слоя; верхний (органичеСкий) возвращают в питание азеотропной колонны 2 а нижний (водный) - в,питание отгонной колонны 1. 45 Иэ. куба азеотронной колонны отбирают абсопютированный этанал.П р и м е р 1. Проведение процес- . :са абсолютирования зтанола в соот" . ветствии, с Фиг 2.3 емкость 15 (Фиг.2) заливают ,400 мл исходной смеси состава,мас,%ф этанол 92,9, толуол 1,6, вода 5,5,. что соответствует усредненному составу смеси, получающейся в результате55 отгонки растворителей.:Основной частью установки является ректификационная колонна 8,которая представляет собой две .стеклянные царги 7 с вакуумированиой рубашкой внутренним диаметром.14-мм и высотой 400 мм (нижняя) и 300 мм (верхняя), заполненные спирально.-призматической насадкой 2,5 х 2,5 мм, Колонна снабжена кубом 5 и двумя холодильниками 9,10.В куб 5 загружают 50 мл исходной смеси указанного состава и. 10 мл свежего толуола (практически 100%),после чего начинают разогрев куба колонны с помощью горячего масла от термостата 6. В фазоразделитель 1 (стеклянную трубку диаметром 15 мм и высотой 400 мм) перед опытом заливают смесь (около 70 мл 1, по составу близкую к тройному азеотропу.После выхода колонны на режим стабилизации температур. верха и. куба колонны на уровне 74,2 - 74,4 С и 78,9 80,5 С соответственно включают дозировочный насос 13 и в .колонну начинают подавать исходную смесь, одновре" менно приступая к отбору дистиллата и подаче роды. Воду подают. из мерной емкости 14, регулируя расход с помощью ротаметра 12.Дистиллат и вода смешиваются в стеклянной трубке, по которой поступают в среднюю часть фазоразделителя 11, Основную часть .верхнего слоя (органического) непрерывно нанравля .ют на вход колонны й частично отбирают в сборник 13, чтобы исключить накапливание жидкости в фазоразделителе.Нижний (водный) слой через гидро-. затвор направляют в сборник 18,.Кубовую жидкость (абсолютированный этанол) через гидрозатвор непре, рывно отводят в сборник 19.В приводимом опыте при атмосфер-. ном давлении 751 мм рт,ст. темперао тура верха колонны была 74,3 С, а куба - 78,9 С, пропущено, исходной смеси 400.мл, воды 48 мл, Темпера-. турные режимы поддерживались флегмовым числом (10"12) и .температурой греющего масла. После того как было пропущено 190 мл исходной.смеси,установился режим, при котором содержание воды в кубовой жидкости было. ниже 0,4 мас.%.В результате опыта получают 160 мл кубовой жидкости следующего состава,:мас.%: этанол. 99,58, вода 0,23, толуол 0,19. Всего за опыт отобрано водного слоя 110 мл с содер1,620442 5жанием, мас.Х: этанол 45,5, вода .34,6, толуол 19,9, органического слоя 24 .мл с содержанием, мас.Ж: толуол 82,79, этанол 15,7, вода 1,51.Водный слой из сборника 18 направляют на узел 16 выделения зтанола в смеси с толуолом и водой, обьединив с исходной смесью, подаваемой на этот узел. Обьединенный поток, посту-. пающий на узел, имеет состав,мас.7.: этанол 20,23, толуол.0,41, вода 79,36. В табл.) приведены примеры других опытон по абсолютированию этанола, проведенных по методике,.описаннойв примере 1, при различных количествах подаваемой воды (различных соотношениях отбираемого дистиллата иводы).Из опытов 2 и 3 видно, что повышение температуры верха колонны на0,25 С и 0,33 ОС по сравнению с опытом 1 (контрольньпЧ, описан вьппе)иэ-за искусственно проведенных увеличения подачи исходной смеси (У 2) и снижения температуры греющего масла (У.З) приводит к тому,. что отбираемый дистиллат,не расслаивается и на вхад колонны через небольшой промежуток времени из фазораэделителя начинает поступать смесь,обогащенная водой,. аиз куба отбирается спирт с повышенным .содержанием иоды и толуола.Изопытов 1-3 следует, что проведение процесса абсолютирования с до"банкой толуола требует тщательного поддержания температуры верха,отклонение не должно превьппать 0,2 аС,что в заводских условиях выполнить крайне трудно.ДобавлеНие воды к отбираемому дистиллату (опыты 4 и 5) показывают, что при тех же, что и в опытах2 и .3 искусственна проведенных изменениях параметров веденияпроцесса, нарушение. режима работы колонны ие происходит.Опыты 4-7 показывают, что при саотношеиии отбщраемога дистиллата и воды в пределах (2,5-4):1 концеит. рщия этилового спирта, воды и толуола в отбираемых нз фазоразделителя1 органическом и вадном слоях изменяется незначительно, а из куба от" бирается этиловый спирт, удовлетворякиций требованиям производства ТРОС. 6Уменьшение количества подаваемойводы, т.е. увеличение соотношениявьше чем 4:1 (опыт 8), приводйт к 5резкому возрастанию содержания водыв органическом и толуола в водномслоях, что, в свою очередь, приводитк увеличению содержания воды в кубовой жидкости.Увеличение количества подаваемойводы, т.е. уменьшение соотношенияменьше чем 2,.5:1 (опыт 9), несколько снижает содержание водь в.органической фазе и толуола н водной, однако это с практической точки зрениянецелесообразно, так как приводит кувеличению потока водной .фазы на колонну отгонки растворителей.В. табл.2 приведены эксперименталь ные данные нескольких опытов по выделению смеси этилового спирта с толуолом.и водой из смесей, образующих ся н производстве ПЗС-жидкостей,приразличном содержании этанола в исход ной смеси, т,е. данные по ректнфнкации в отгонной колонне 1, Отгоннаяколонна лабораторнойустановки состояла из двух царг - нижней высотой100 мм и верхней высотои 300 мм, заполненных насадкой 2,5 х 2,5 мм. Вкуб загружали 60 мл исходной смеси.В табл. 3 представлены. условия ирезультаты осуществления. предложенного способа в соответствии .с фиг. 35на лабораторной и промьппленной уста. новках.Таким образом, добавка толуолав качестве азеотропообразующего агента позволяет получить абсолютирован 14 ъ ный спирт непосредственно на ректифыкационных колоннах, имеющихся впроизводстве полиэтилсилоксановыхжидкостей.Добавление воды в соотношении 45, (2,5-4):1 к отбираемому дистиллатупозволяет вестн процесс в более широком диапазоне изменения параметров, что значительно упрощает технологический процесс. Кроме того,добавление воды приводит к увеличениюразности удельных весов органическойи водной фаз. с 5-6 кг/м (без добавления воды, опыт 1) до .50-60 кг/мэ.(опыты 4-7, табл,1).Опыты па получению тетраэтоксисилана, проведенные с использованиемэтилового спирта., взятого из производства палиэтилсилоксаиовых жидкостей и регенерированного в лаборатор. 74 ЗО: О,9 3,28 а,2 О,О 9 о, о,ов О,О 9о,м о,ов99 тзв94,2 б 92,37 9960 99,75 ,99,60 99,.78 99 7 99,8 0,23 2,46 3,51 0,11 о,14 0,12 о,3 0,18 о,м 39,90 39,77.2, 2,б 1 2,2 3,10 5,80 2 20 5 О,50 51,3 И 45,50 аа,би 47,20 45,60 аз,бо 4 б,вл 51,30 5,71 5,80 5, 1 О б10 В,9 О з,оз 9,бл В,9 З 51,97 5279 50,55, 51,30 5060 51,00 а,бо В 9 З о,за л.зз о,з о38 085 0,ЗО 39,9 О 39.77 93,95 9385 94,59 93,52.90.25 94,65 3;03 З,О 12,561 аяо 451 2,431 Татлнаа 2 Концентрация мас.2 Дистилла 1 нолоннь легмоое яиавость исходная смесь ю тла Этв о е М ВолаТолуол Зт.3, 94,2 93,0 470 . 156 . 1,ных условвиях иа установке, представленной на фиг,2, показали, что ис- ПользоВазаиЕ абсолютированного этано:ла с производства ПЭС-жидкостей позволяет проводить этерификацию четы, реххдористого кремния с высоким выходом ТЭОС, который находится на одном уровне с выходом при использовании абозл 10 тироввнного спирта. Однако себестоимость регенерированного спирта значительно ниже промышленного. Формула изобретенияСпособ. регенерации, этилового .спирта из его сМесей, образующихся в производстве полиэтилснлоксановых жидкостей, путем ректификации смесей на отгонной колонне с выделением смеси этилового спирта с толуолом и водой в качестве дистиллата и воды в качестве кубовой жидкости и последующей ректификацией дистиллата на азеотропной колонне с выделением этилового спирта в качестве кубовой.жидкос" ти, о т л и ч а ю щ и й с я тем,. что,.с целью получения абсалютированного этилового спирта непосредствен-. но наколоннах, имеющихся в производстве полнэтилсилоксановых жидкостей, и упрощения технологии процесса, в питание азеотропной колонны дополнительно вводят толуол в количестве,определяемом формулой4 о аК С (4 25 Хнао- Х )тол Х 1 4 4щ - а 23 Х, Ьгде С- количество дополнительновводимого толуола,кг/ч;К " коэффициент, учитывающийнеточность измерения количества смеси, подаваемойв азеотропную колонну, иопределения концентрацииводы и толуола в смеси,подаваемой в .азеотропнуюколонну и в органическом .0слое фазоразделителя;С - количества смеси,подаваемой в азеотропную колонну.,кг+Х ,Х - концентрация воды и толуоФла в смеси, подаваемойв азеотропнуо колонну,мас.доли;Х ,Х,- концентрация воды и толуо ла в органическом слоефазоразделителя,мас,доли,а отбираемый иэ нее дистиллат смешивают с водой всоотношении (2,5-4):1и расслаивэют в фазоразделителе,затем З 0 верхний органический слой возвращаютв питание азеотропной колонны, а нижний водный - в .питание отгонной колонны,.1620442 фтеРектификационная колоннаРектификационная колонна 2Лабо раторныеусловия аборорнысловия Промыш- Лвбораленные: торныеусловия условия Промыш ленные условн Промышлные ус"ловия Температура, б верха к бв 7,5 . 77 9,7 02 74,78,74,1 81,6 ухода 23 е 5 2 0 5,3 2.0,2 7.9 , 4 30 32 37 75,8 4,1 20,1.ной колонны 2 дис фвэораэделитель 4 рвторных условиях П р ч емогипляводы31,флегмавоечислоСостав смеси,мвНа входе;этанол водатолуолНа выходе иэтанолводатолуолДистиллятагэтанолводатолуол 20,5179,010,4 . 0,48 в:0,02. 0,008 99,978 99,992 0,001 6,6 4,.3 9,1 9,81 О,1 Таблица 3 Фаэораэделитель 4,15 31,2 ,12 28,4 ,73 40,3 одный слой46,9 нэ ректификационв и подаваемой вбыло равно в лабо- в. промышленных - 2,91620442 Составитель Н.КапитаноРедактор М.Циткина ТехРед Л,Сердокова Корр одписн и ГЕНТ СССР Производственно-издательский комбинат "вайа ", г. Ужгород,Гагарина, 10 тентЗаказ 421 8 ВНИИПИ Госуда Тир . венного комитет 113035, Москва,о изобретения35, Раувккая и открытиямб., д. 4/5