Способ очистки фракции, содержащей эфиры уксусной кислоты и ацетон, от воды и метанола

(28) Приоритет С 07 С 69/12 1 Ьеуааратмнай кфмнтет СССР аа делам нзабретеннй и отерьпнй(71) Заявитель иболее близ им по техн ляется снспирты,к предлагаемому яв смеси, содержащей аминопроизводные, соединения, с помо углеводородыью адсомер, раздметанол ами. наприщих ацетон,и воды кс помощьрных сится быстрое ми вьщеленияметанол,ьных приме продукть содержа к в метанолвой фазмоле куля тверд типа СаАостига и полн известным сп от воды и ме особом не подвергает анола .фракция, сокислоты и ацетон. ся о о. адсорбент- показывает 55 г/кг и по ме. та, что является не и смеси содерж выгпение качестващью адсорбционной Изобретение относится к усовершенствованию способов очистки фракций, содержащих эфиры уксусной кислоты и ацетон, от примесей воды и метанола, которые могут быть использованы в качестве растворителей в лакокрасочной промышленности,Известен способ непрерывногометанола из смесей метилацетат -содержащих в качестве дополнител есей воду и другие высококипящи ь В этом случае паровую фазу, состоящую из метанола и метилацетата, после удаления водыи примесей направляют на утилизацию, где выделяют чистый метанол и азеотропную смесь, 1 которую подвергают дальнейшей экстрактивной дистилляции с водой, для выделения мета. иола, после чего водный метанол подвергаютректификации 11 .Однако этим способом. хорошие результаты удается достигнуть при содержании метанола 20 - 40% в смеси, Кроме того, для проведения процесса необходимы значительные энергетические затраты,держащая эфиры уксусноиИспользование известимолекулярных сит тина йнизкую. емкость по воде -танолу. - 60 г/кг адсорбедостаточным для очищаем2 - 4% воды и метанола.Цель изобретения - ицелевого продукта с помоочистки. ическои сущностиособ разделенияальдегиды, кетоны,89 ь 3Поставленная цель достигается способом очистки фракции, содержащей эфиры уксусной кислоты и ацетон, от примесей воды и метанола путем адсорбцни в паровой фаэе на твер. дом адсорбента, а именно с помощью молеку 5 лярных снт типа ИаХ, предварительно обработанных смесью сульфированного полистирола и дифенилового эфира.Процесс целесообразно вести при 65 - 75 С.Для получения высокоемкого адсорбента молекулярные сита предварительно прокалнвают при ЗЮС в течение 5 - 6 ч.оПрокаленные и обезвоженные сита охлажла. ют в токе инертного газа и обрабатывают 5%-ным раствором сульфированного полистиро 15 ла при содержании в смеси примернс 0,50 - 0,60% дифенилового эфира, Количество нанесенного сульфированного полистирола должно быть не менее 0,5 - 0,6% при:тепени сульфирования последнего 25 - 30 вес.%. Затем удаляют избыток растворителя, повышают температуру до 180 С и при этой температуре адсорбент выдержи. вают 2 ч,Обработанные таким образом сита подвергают в течение 40 мин термической дообработке прн 200 С с целью повьпцения однородности 25 структуры, Така обработка способствует увеличению числа активных центров и за счет этого повышению едсорбцноиной емкости сор. бента, что было подтверждено проведенными экспериментами. 36Процесс очистки фракции, содержащей эфиры уксусной кислоты и ацетон, от примесей воды и метанола проводят в реакторе, представляющем собой теплообменник, трубки которого (диаметр 20 мм, высота 1,5 м) заполнены ад. сорбентом (молекулярные сита йаХ, обработанные смесью сульфированного полистирола и дифеннлового эФира) в количестве 180 г. Фрисцню состава, вес,%:Метилаце тат 72,12Ацетон 20,34Метанол 2,70Этанол 0,25Этилацетат 2,24Вода 2,21Неидентифициров анны е1компоненты 0,14 непрерывно с помощью насоса - дозатора со скоростью 24 мл/ч пропускают через слой адсорбента, Температуру в реакторе поддерживают равной 65 оС с помощью термостата. При этих условиях обеспечивают оптимальное время контакта паров фракции со слоем адсорбента 2,5 ч. Пары очищенной фракции на выходе из реактора охлаждают и конденсируют в холо. дильнике, а затем подают в сборник для очи- И щенной фракции. Содержимое сборника анализируют хроматографнческим методом на содержа. нне вышеуказанных компонентов, и при ловы. З 3шении содержания воны в порциях очищеннойфракции до 0,10 вес.% и метанола до0,50 вес,% подачу фракции па очистку прекращают, адсорбент подвергают регенерации.Регенерацию адсорбента проводят под ва.окуумом при 20 С и остаточном давлении20 - 30 мм рт. ст. Температуру в реакторена заданном уровне поддерживают подачей вкожух реактора теплоносителя - вакуумного масла. Время регенерации 3 ч. При загрузке в реактор 80 г адсорбента количество фракции,поданной на один цикл очистки составляет744 г, количество очищенной фракции 709,73 г,при этом потери продукта не превышают1,50 вес,%Состав очищенной фракции следующийвес,%:М етилацетат 75,82Ацетон 21,24Метанол 0,12Этанол 0,26Этила цетат 2,37Вода 0,06Неидентифицированныекомпоненты 0,13Проведение процесса с применением такоготвердого адсорбента позволяет получать продукт необходимого качества,Твердый адсорбент - молекулярные ситатипа МаХ, - предварительно обработанныйсульфированным полистиролом в смеси с ди.фениловым эфиром, обладает более высокойадсорбционной емкостью (емкость по воде100 г/1 кг адсорбента и емкость по метанолу100 г/1 кг адсорбента против 55 г/1 кг и60 г/1 кг соответственно, по сравнению с адсорбцнонной емкостью необработанного твердого адсорбента).Примеры подведения процесса очистки фракции прн других параметрах ведения процессапредставлены в виде материального баланса.В табл. 1 показан материальный балансочистки фракции, содержащей эфиры уксуснойкислоты и ацетон от воды и метанола. Содержание воды 2,21 вес,% метанола 2,70 вес.%.Вес образца сорбента 180 г. температураопроцесса 65 С, скорость подачи фракции24 мл/ч, время контакта 2,5 ч.В табл. 2 показан материальный балансочистки фракции, содержащей эфиры уксуснойкислоты и ацетон, от воды и метанола. Содержание воды 4,17 вес.%, метанола 3,98 вес.%.Вес образца сорбента 180 г, температура про.цесса 65 С, скорость подачи фракции 24 мл/ч,овремя контакта 2,5 ч.Как видно, емкость адсорбента по метанолупрн содержании его в очищенной фракции неболее 0,15 вес.% составляет 105 г/1 кг адсор.бента в среднем,2,70 вес.%. Температура процесса 65 С,время контакта 2 ч (вес образца алсорбента200 г, скорость подачи фракции 45,0 мл/ч),Как видно из табл. 5 емкость адсорбента пометанолу составляет 85 г/1 кг, по воде 73 г/1 кгадсорбента.В табл. 6 показан материальный баланс очист.ки фракции, содержащей эфиры уксусной кислоты и ацетон от примеси воды и метанола.Содержание воды 2,21 вес.%, содержаниеметанола 2,70 вес,%. Вес образта адсорбеита180 г, температура. процесса 65 С, скорость по.дачи фракции 50 мл/ч, время контакта 1,3 ч.Результаты табл, 6 свидетельствуют о том,что при скорости подачи фракции 50 мл/ч (время контакта 1,3 ч) полнота извлечения водыи метанола не обеспечивается. Эффективностьадсорбции указанных компонентов снижаетсяпримерно в 2,5 - 3 раза в сравнении с онытама,в которых время контакта составляет 2,5 ч.Следовательно, процесс очистки фракции от воды и метанола следует проводить при временконтакта фракции со слоем адсорбента 2,0 -2,5 ч,Регенерацию адсорбента проводят под вакуумом при 120 С и остаточном давлении.20 -о30 мм рт. ст, Время регенерации составляет неболее 3 ч.Результаты очистки фракции на регенерированных образцах твердого адсорбента аналогичны результатам, полученным при использовеииисвежеподготовленных .образцов адсорбента,В табл, 7 показан материальный балансна регенерированном адсорбенте. Вес образца,оадсорбента 180 г, температура процесса 75 С,скорость подачи фракции 24. мл/ч, время контакта 2,5 ч,Длительность работы адсорбента составляет 300 ч, и при этом заметного снижения адсорбционной емкости по воде и метанолу не наблю дают. После проведения 10 циклов регенерации количественные данные, характеризуинцие ем. кость твердого адсорбента по воде и метанолу, после каждого цикла регенерации находятся в пределах 190-210 г примесей 1 кг адсорбента,Очищенная таким образом фракция имеетследующий состав, вес,%:Метила цетат 75,82Ацетон 21,24Метанол 0,12Этанол 0,26Этилацетат 2,37Вода 0,08Неидентифицированныепримеси 0,1 1что вполне удовлетворяет требованиям,предъявляемым к растворителям в яакокрасоч.ной промышленности,5 891633 6Емкость по воде-около 100 г/ кг адсор.бента, при этом содержание воды в очищенной фракции не превышает.0,10 вес.%.Эти же показатели для необработанногосульфированным полистиролом молекулярногосита значительно ниже и составляют соответственно 55 г и 60 г/1 кг адсорбента.Согласно результатам опытов по очисткефракции от примесй воды и метанола (присодержании последних в пределах 1,0 - 4,0 вес.% 1 фв расчете на каждое вещество) емкость используемого в данном процессе адсорбента поизвлекаемым примесям (воде. и метанолу) существенно не зависит от содержания воды иметанола в исходной смеси (в указанных13пределах). В этой связи в проводимых далее.опытах используют фракцию одного состава.Результаты опытов по очистке фракции,содержащей эфиры уксусной кислоты и ацетон,от примесей воды и метанола с изменением.температурных пределов очистки и скоростиподачи фракции на очистку, т. е. изменениемвремени контакта паров фракции со слоемадсорбента приведены в табл, 3,Вследствие того, что пределы выкипанияфракции 55 - 60 С, температура процесса 60 Сне обеспечивает максимальной емкости адсор-бента по извлекаемым примесям, Содержаниеводы 4,17 вес.%, метанола 3,98 вес.%. Вес об.разца адсорбента 180 г, температура процес 30са 60 С, скорость подачи фракции 24.мл/ч,время контакта 2,5 ч,Емкость адсорбента по.воде в указанныхусловиях проведения процесса (для получения очищенной фракции) не превышает90 г/1 кг адсорбента, емкость по метанолу око- Зфло 83 г/1 кг адсорбента.В табл. 4 приведен материальный балансочистки фракции, содержащий эфиры уксуснойкислоты и ацетон, от. воды и метанола, Содержание воды 4,17 вес.%, содержание метанола3,98 вес.%. Вес образца адсорбента 180 г, температура процесса 80 С, скорость подачи фракциио24 мл/ч, время контакта 2,5 ч,Как видно из табл. 4 повышение температурыпроцесса очистки фракции приводит к десорбции 4 фпоглощенных компонентов воды и метанола. При80 С заметно, по сравненито с 65 С, десорбируоется метанол, и его содержание в очищенной:фракции повьппается до 1,0 вес.% и более, тогдакак проскок по воде 0,50 вес.% еще не достиг- %0нут. Поэтому оптимальной температурой процесса очистки фракции, содержащей эфиры уксус.ной кислоты и ацетон, от примеси воды и мета.иола следует считать температуру,не ниже 65 фСи незыще 75 фС.ЫВ табл. 5 показан материальный баланс очист.ки фракции, содержашей эфиры уксусной кислоты и ацетон от примеси воды и метанола.Содержание воды 221%, содержание. метанола% г Компоненты % г СН,СК Компоненты Мет ила цетат 72,12 536,57 МетилацетатАцетон 20,34 151,33 Ацетон 75) 82. 529,51 21,24 148,33 0,12 0,84 19,25 0,26. Неидентифицированные Неидентифицированные 0,14 1,04 Потери Всего 100,00 744,00 Всего Таблица 2 Конечная смесь1 1 Исходная смесь % 1 г Поглощение, г Компоненты омпоненты етилацетат71 78 347,5 илана Ацетон Метанол 17,56 85 тон 18,6 98 19,27 Метанол 0,33 1,60 Этанол 2,97 10,02 Этилац 4,17 20,19 Вода тан тат 2,23 9,76 0,07 0,32,8 а Неидентифицированные иден тн ванные 0,1010 891633 Таблица 3 Конечная смесь Поглощение, г 1 Н О СН ОН Метилацетат 71,78 287,12 78,13 28428 18,94 68,92 17,56 70,24 Ацетон 14,94 3,98 15,92 0,33 1,32 Метанол 0,27 0,98 0,33 1,20 Этанол 7,75 2,07 8,28 2,13 Этилацетат Этилацетат 4,17 16,68 0,11 0,42 16,26 Вода Нендентифицированные . Неидентифицированны 0,11 0,44 0,09 0,32 4,93 ПотериВсего ПотериВсего 100,00 368,80 100,00 400,00 Таблица 4 сходная смесь Коне оглощение, г смесь Метнлацетат,77,53 287,18,89 70,00 17,56 71,03 Ацетон16,10 Метанол етон Метан 3,98 0,33 10,9 4,7 ф танол Этилацетат 2,07 837 Э16,87 Вода ода Неидентнфицированные Неидентифици-,,Таблица 5 Конечная смесь1 1 Исходная смесь Компоненты % г,Компоненты % г Метилацетат АцетонМетанол 17,05 Этанол Этилацетат 14,66 Неидентифицированн Неидентифици.0,14 0,94 ров анны е 0,14 0,88- Потери 5,34 Потери 100,00 670,50 Всего 100,00 638,79 Всего Таблица 6 Поглощение, г Исходная смесь1 Конечная смесь1 Компоненты % г Компоненты % г СН ОН Метилацетат 72,12 234,75 Метилацетат20,34 66,21 Ацетон 2,70 Метанол 8,79 Метанол 8,34 Этанол 0,25 0,81 Этанол Этилацетат 2,24 7,29 2,21 7,19 Этилацетат 2,27 6,95 Вода Вода 0,09 0,29 6,90 Неидеитифициро.ванные Неидентифицированные 0;14 0,46 0,14 0,42 Потери 3,47 Всего 100,00 325,50 Всего 100,00 310,26 72,12 483,56 Метилацетат20,34 136, 38 Ацетон2,70 18,10 Метанол0,25 1,68 Этанол2,24 15,02 Этилацетат2,21 14,82 Вода 75,94 481,13 21.32 135,04 0,17 1,05 0,08 0,51 2,32 14,68 003 0,16 75,91 232,89 21,22 65,11 0,15 0,45 0,22 0,68.19,37 Метанол 0,14 1,84 Этанол 0,26 Этнлацетат 2,33, 16,53 Вода 0,04 0,28 16,40 Не идентифицированныеые Нендентнфищрованные 0,14 0,14 1,06 9,48 Потери Всего 100,00 754,52 Всего,100,00 718,85 Составитель Л, ГорбачеваТехред Л. Пекарь Корректор В, Синицкая Редактор Р, Цицика Подписное Заказ 11140/32 Тираж 446ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж.35, Раушская наб д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Формула изобретения Способ очистки фракции, содержащей эфиры уксусной кислоты и ацетон, от примесей. воды и метанола путем адсорбции . молекуйрными ситами в паровой фэзе,.о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что, с целью повьппения качества целевого продукта, в. процессе адсорбции. используют молекулярные сита типа йэХ, предва рительно обработанные смесью . сульфировэнного полистирола и дифенилового эфира.Иеточники информациипринятыа во внимание при экспертизе1. Патент Франции .Яф 1558421,кл С 07 С, опубапс. 1969,2. Соколов В. А Торочешников Н. СКельцев Н. В, Молекулярные сита и их применение. 1969, с. 118 - 122 (прототип),