Способ очистки уксусной кислоты

ОП ИСИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советскии Социалистических Республик(32) 19.11,71 осударстоенныи комитеСонета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий 31) 2005) УДК 661,731: ;665. 124(088.8 летень1 5) Дата опуб 7 вания описани Иностранцыонсон и Томас Кларк Спнгепьт (США )(72) Авторы изобретени ьям Р Иностранная фирмафМонсанто Компани"(54) СП ЧИСТКИ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ О теИзэбретение относится к обпасти эчистки уксуснэй киспэты кэтэрая находит разнээбразное применение В химической прэмышпен ности.Как известпэ, уксусную киспэту пэлучают взаимэдействпем спирта ц спэжнэгэ или прэстэгэ эфира и пх гапэицпрэизвэцных с экисепо угперэца в присутствии катапитическэй системы. Катапитпческая система эбычнэ сэцержит в качестве кэмпэнентэв радий ипи ирриций, а также йэцистый водород. ипи йодистый апкип, в частнэсти йэдистый матипКарбоповые киспэты, пэпученные пэ этэму процессу, очишают га двухкэпэннэй ректификациэннэй установке 121. Однакэ после такой очистки киспэты сэцержат примеси йода в свободнэм виде, в иэннэй фэрме ипи в виде йодистого апкипа. г 1 апичие этих примесей эграничивает эбд.сть применения кар бэнэвых киспэт несмэтря на весьма высо - кую степень их чистэг д, 3 частности, эни не мэгут испппьзэваться в синтезах, в кэторых применяемый атаппзатэр чувстви пен к присутствию даже спедэв йода,:"етний- зхцРч"ч тн и о т ю ч а Д Н и Е (11) 598556Труцнэсть очистки карбэновых кпспэт,пэпучаемых пэ указаннэму процессу, эбуславпивается тем, чтэ при прецваритепьнэйэчистке йодистые загрязнения пэстэяннэ эб 5 разуются в результате сопьвопиза или гидролиза йодидов,например, никепя, железа, хромаи моди бде на, прису тствуюших в системе какпродукты коррозии и гидропиза любых йодистыхапкипоя. Образование свободного йода вызывает нежелательное изменение пвета кислоты.С целью пэвышения степени чистэты уксуснэй киспэты, т.е. снижен:.я сэдержанпясэецинений йода дэ 40 мпн, согпаснэ изобретению процесс ректификации ведут на двух5 копэннвх в присутствии смеси гипэфэсфэристой киспэты с ацетатэм ипи гицрэокисью ка.пия, причем эчишаемую киспэту подают всреднюю треть первэй кэпонны, а ео цистиплат направпяют в верхнюю пэловину второйО кэпонны, из нижней части кэторэй выводяточишенную уксусную кислоту,Прэцесс аепесээбразнэ вести с испэпьзэванием смеси гипэфэсфэристэй кислоты сацетатэм ипи гицрээкисью капия, которую5 подают в среднюю треть первой колонны598556, совместно с уксуснэй кислотой ипи раздепьн в верхнюю.пэп овину первой копэнны выше уровня подачи эчищаемой уксусной кислоты.Исходный ацетат калия вводят в избыточном по сравнению сэ стехиэметрическим кэЛичеством по отношению к количеству йода вионнэй форме в очищаемэй уксусной кислоте,а гипэфосфорисгую кислоту ввэдят в избыточном по сравнению сэ стехиометрическимколичестве по отношению к количеству свобэднэгэ йода в эчищаемой уксуснэй киспэте,На чертеже приведена схема устанэвкидпя осуществления предпагаемэгэ способа.Указанный способ очистки уксуснэй кис 15поты осуществляют спедующим образом,Очищаемую уксусную киспэту пэ пинии 1направляют в среднюю треть ректификациэнной колонны 2, Химический агент пэ пинии 3вводят в поток уксуснэй кислоты, Кубовыйпродукт, содержащий компэненгы, кипящиевыше температуры кипения уксусной кислоты, йодицы щелочного метаппа .и других непетучих веществ по пинии 4 удаляют в сборник отходов. Дисгиппаг, представляющий собой очищенную в значигепьнэй степени этйода уксусную киспэту, направляют по пинии 5 в ректификационную кэпэнну 6 вышеее середины. Часть дистиппата пэ пинии 7возвращают в копэнну 2 в виде фпегмы. Принеэбходимэсти в поток уксусной кислоты,поступающий в колонну 6, пэдаюг по пинии 8допопнитепьно химический агент, Основнуючасть дистиппата кэпонны 6 либо вэобщевыводят из системы пэ линии 9, либэ рецир- з 5купируют по пинии 10 в верхнюю часть колонны 2, Часть дистиппата используют дпяфпегмирования кэпонны 6, Цепевэй продукт -очищенную уксусную киспоту можно отбиратьдвумя путями; либо через вентиль 11 по пи нии 12, пибо через вентиль 13 по пинии 14,при этом кубэвый прэдукг по пинии 14 направляют в среднюю часть кэпэнны 2,В качестве рекгификациэнных колонн используют пюбые типы кэпонн, предпочтигепьнее вкпючающие ситчагые тарелки. Перваяколонна допжна содержать 45-80, преимущественно 60-75 тарепэк, Вторая копэнна2-30, преимущественнэ 5-25 тарепэк.Процесс очистки можно провэдить как 50при повышенных, так и при пониженных дав -пениях, Процесс очистки уксусной кислотыведут предпочтительно при давлении 1,03 -2,79 кг/см .Температурные режимы верха и низа обе их колонн приблизительно одинаковы и зависят от рабо.егэ давления. Обычнэ температура верха копэнны практически соответствует температуре кипения уксусной кислотыпри соответствующем давлении, Температуру 60Эниза кэпонн поддерживают ниже 163 С. Исхэдную смесь вводят в среднюю гретьрекгификационнэй кэпэнны 2 и в верхнюютреть кэпонны 6.Если требуется минимапьное содержаниейода в эчищеннэй уксусной кислоте, го спедует отбирать и из куба кэпэнны 6, В других случаях киспэту этбирают из нижней десятой части кэпонны 6.Кэпичесгвэ дисгиппага, огбираемогэ изкопэнпы 6, сэсгавпяег 0,5-20, предпэчгигепьнее 1-10 вес.ч. эт кэпичесгва смеси,подаваемэй в эту колонну, в тэ время каккэпичествэ целевого продукта - 80-99, предпэчтигепьно 93-98 вес.%.Если целевой продукт отбирают не из куба, а из нижней части копэнны, то кэпичествэ кубового продукта составляет 1-5 вес.%от количества исхэдной смеси, пэступающейв кэпэнну 6.В качестве химическэго агента нарядус уксуснэкиспым калием используют гидроокись капия, причем в последнем содержаниехпэридэв не допжно быть выше 1%,Кэпичесгвэ химических агентэв берут в1000-кратном избытке по сравнению со стехиометрическим кэпичесгвэм пэ отношениюк йоду в ионнэй форме и к свэбодному йоду.При этэм копичесгвэ щепэчногэ металла рассчитывают с учетэм количества иэннэго йода, а количество гипофосфэристой киспогы -с учетом количества свободнэгэ йода, содержащихся в исходной уксусной киспэге.Ацетаг калия, гипофосфэристую киспотувводят в виде 50%-ных, а гидроокись калияв виде 25-75%-ных водных растворов. Однакэ можнэ использовать химические агенгыв виде расгвэра в уксусной киспэте,Химические агенты подают на ректификацию либо вместе с очищаемой уксусной киспотэй, либо в любую часть колонны выше тарепки питания.П р и м е р 1. Уксусную кислоту, попученную карбэнипированием меганэпа в присутствии кагапитической системы смеси рэдиевэго и йодистэго кэмпоненгов, очищают на двух ректификационных кэпэннах. Первая кэпонна имеет 70 тарелок, вгэрая кэпонна - 20 тарелок,Сырую 99%-ную уксусную киспэту, сэдержащую свэбодный и иэнный йод, йодистый метил и пропиэновую киспэту, подают на 20-ю тарелку снизу первой копэнны со скоростью 13 см/мин. Колонна работает при атмосферном давлении, Температуры низа и верха колонны равны соответственно 120 ио118 С. Кубовый продукт, содержащий пропионовую киспэту и другие высокэкипящие продукты, направпяюг в сборник отходов, Дистиппат подают на 5-ю тарелку (сверху)59855 Кононна 2 Табпнда 1 12,5 ая кислота, добавпеннан со схорост 09 198 чф 2 04 5второй ректификационной копонны, давпение и температурный режим в которой поддерживают такими же, как в первой кодонне,Верхний паровой поток етой копонны, составпяююнй 5% от копичества подаваемой5 смеси, поспе конденсации частично подают на фпегмирование копонны, частично направаоот на редикп в первую копонну. Отбираемый кубовый продукт направщют в соответствующий сборник. Бепевой продукт - очишен 10 ную уксусную кисноту отбирааот в виде пара иэ кипятипьника копонны.На третий день опыта, когда обшее содержание йода в подаваемой исходной смеси достигает окопо 1800 мпн 1 в первую копонну вместе с потоком исходной смеси со скоростью 6 см/час вводит раствор гипо фосфористой киспоты в уксусной киспоте 66На седьмой день подачу гипофосфористой кнспоты прекращают. На 10-ю тарепку сверху первой копонны со скоростью 12 смз/час вводят смесь 0,25 М гипофосфорнстой киспоты и 1,5 М раствора уксуснокиспого капни в растворе уксусной киспоты. На восьмой день работы установки вместе с исходной смесью во вторую копонну вводят со скоростью 6 см/час 0,5 М раствор уксуснокиспого капни в уксусной кнспоте.При работе установки периодически отбирают пробы исходной смеси, дистиппата первой копонны и конденсата пара иэ куба копонны. В этих продуктах опредепяют содержанне ионного и свободного йода, которые приведены в табп. Ъ и 2, как копичества содержащегося общего неорганического йода и йодистого метина.598556 1090 71 1230 120 760 1170 970 16,2 970 28 990 1260 99 19,2 1250 1370 91,3 Ацетат калия, добавленный с гипофосфористой кислотой со скоростьюсоответственно 0,198 и 1,764 ч./час по линии 3 970 156,5 36 170 50 215 41,8 484 46,2 80,3 61,6 1540 168 137 140 94,6 204 176 970 60 132 1630 60,5 128 1680 36,3 1460 24 145 36,3 1) Загрузка - скорость 820 ч./час.2) Дистиллат - скорость 2849 ч./час, температура 118 оГ.3) Рецикп (пиния 7) - скорость 2035 ч./час,о4) Кубовый остаток (линия 4) - скорость 6 ч./час, температура 120 Р,Типичный анализ состава кубового остатка: 2-11% пропионовсй кислоты,98-99% уксусной кислоты, следы высококнпящих кислот, коррозионныепродукты и продукты реакции хк.лических обрабатывающих агентов, добавленных в колонну. Примечание. Колонна 6 0 8Из донных тобп. 1 и 2 Видно, что добав- пение ОдБОЙ Гипх)3 осфорпстОЙ кисГО ы не ппи ВОДИТ К УПУЧЩЕНИЮ КЯЧЕСТВЯ Цогег,ОГг ИРПДУКТЯ В то Время, как добЯВпение ее совмгсгпо с уксуснокиспым копием Обеспечйвает бьструю и гпубокую очистку уксусной киспоты от соединений Йода,П р и м е р 2, Уксуспую киспоту, содержащую 01% лропионовой киспоты, 134 мпн" 3" " и 5 мпн - СИДняпрявпиют В первую копонну установки (описанной В примере 1) со скоростью ЗООО ч./час. Вместе с исХОД- ной смесью В копонну подают 5 ОЪ-ный Водиый раствор гилофоофористой киспоты и 5 О%-ный Водный раствор Яцетата копия со скоростями соответственно О,О 7 и О,71 Ч/часемлерятуря Верха и низа копонны айныосоответственно 113 и 116 С, Копоння раб ОТВЕТ Гг ОЧ ТИ Прп я ТМосф ври ОМ дяВПЕНИИ дистиппато, содержащеГО 2,4-4 мпн" Д н 18,2 мпн " , Возвращают В Виде фпег мы Остяпьную чисть дистиппятя перВОЙ к" понБы напрявпяют ВО Вторую копбннукото раи ряб гяети трк дявпени 1 и темпря туре 4 то ичерная к оп он на, Я Виде ди( типпато отбирают 5% От копичество исходной СМЕСИ 1 ЯСТЬ ЗТОГО ДИСТИППЯТЯ ВОЗВРЯЩЯЮТ В КЯгр, ц Е 4,. Я БАТЬ В ПВгО гг О ПОННУ.1 еггевой.Одукт Отбчрают из нижней часТи Второй копонны В копичестве 34% От коПИЧЕСТВЯ НСХОДИЙ СМЕСИ ВТОЙ КОНОННЫ О)гнЩЕННЯЯ КСУСНЯЯ КИСпгТЯ СОДЕР Ити О 5 мпн 1 СН дф1П р и м е р 3 На установкеОписяндфНОЙ В примере 1 Очистке подВергают уксус днук киспот"содержацую О, 1% пропиОИОВОЙкиспоты 1 8" мпни 1 О мппСН 7 Уксусную кисп Оту оодяю 7 В первую копопну соскоросту ю 38 ОО ч/часЕместе с исходнойсмесью ВВОдя 7 0,71 ч./час 5 ОВ=БОго Водного раствора яцетата калия, Кроме тогона 46-ю тарепку первой копонны подаютО О 7 ч /ар сО,НОЙ гипофосфо,той кисноты и О,б ч./час водного раствора яцетатякапич Я, .и 7 у очистки чоОнч егьио Водят свободный ЙОД Несмотря на зто дистип) впат перВОЙ копопны содержит менее .е мпнУ и 1 3 мпн СН а Очищенная уксусщфная киспОТЯ3 мпн 4 и менее 1 мпнСНД,Б р и м е р 4. Усповия очистки уксус-. а 3,цОЙ киспОты, содержюпей 13 з мпн,. и5 мпнСН,д, те жечто и в примере 3,зя искпючением того, что иет потОка ацетато копия В исходную смесь. На 46-ю тарепку со Скоро, 7 ю, О О 7 ь/час подают5 Я иук Воднуюгипцфгсфоригю киспотуи О,71 ч./час 56%-ный водный ацетат капия При этом дис 7 иппат первой копоииы . содержит 2,2-6,4 мпнЮ н 5 мпнСНУЮ,а очищенная уксусная киспота - 3 мпнЮи 1,1 мпнСНУ,П р и м е р 5, Очистку проводят топько в присутствии ацетата калия, которыйвводят вместе с исходной смесью в первуюкопонну со скоростью 0,71 ч,/час,Дистиппат первой копонны так же, как иочищенная уксусная киспота, содержит менеея 1 мпн ,3П р и м е р 6. Уксусную киспоту, содержащую 8 ОО мпн 13и 11 мпн 1 СН,7,очищают в присутствии 25%-ного водногораствора гидроокиси капия, который вводятщ в поток исходной смеси со скоростьюО,41 ч./час, Дистиппат первой копонны соцержит 11 мпнХ" н 15 млнСН У, аф 1очищенная уксусная кнспота - 1,2 мпн СН Л.Ь Формупа изобретения 1. Способ очистки уксусной киспоты отпримесей йода и его соединений ректифика цией ня двух копоннах, о т и и ч а ю -щ и й с я тем, что, с цепью повьппениястепени чистоты, процесс ректификации ведут В присутствии сеси гнпофосфористойкиспоты с яцетатом капни ипи с гидрооки сью копия, причем очищаемую киспоту подают в среднюю треть первой копонны, аее дистиппат направпяют в верхнюю поповнЮ вторОЙ ыжонны, из нижней части которой выводят очищенную уксусную киспоту. Зб 2. Способ по и. 1, . о т и и ч а ю щ и йтем, что сесь гипофосфористой киспотйс ацетатом копия ипи с гицроокисью копиявводят в среднюю треть первой копонны совместно с уксусной киспотой ипи раздепьно в 4 О Верхнюю поповнну первой копонны иыще уровня подачи очищаемой уксусной киспоты.3. Способ по п. 1, о т и и ч а ю щ и йс я тем, что аце 1 ат капия ввсаят в избыточн,м по сравнению со стехиометрическим 45 количестве по отношению к копичеству йода в ионной форме в очищаемой уксуснойкиспоте, а гипофосфористую киспоту вводятВ избыточном по сравнению со стехнометрическим кспичестве пп Отношению к копичестф ву свободного йода в очищаемой уксуснойкиспотеИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе 35 1. Патент СССР М 453824, кп. С О 7 С 51/ОО, 1967. 2. Пат"ит СССР по заявке й 17877 О 4/04 с конвенционным приоритетом 1 О.11.71,Ю кп. С О 7 С 63/О 8.Составитель Т, КушнерРедактор Е. Хорина Техред 3, фанта Корректор И, ГоксичЗаказ 1 298/53 Тираж 559 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров .СССРпо депам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5фипиап ППП "Патент", г. Ужгород, уп, Проектная, 4