Способ выделения изобутилового спирта из эфирных головок производства бутиловых спиртов методом оксосинтеза

)4 С 29/84 ЗСЕ( ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 144280/23"046. 11. 865,06,88. Бюл, У 22енин градское научноое объединение по ррению нефтехимическ(21) 4 (22) 0 (46) 1 производ зработке стве и вн проце с сов(54) СПОСОСПИРТА ИЗСТВА БУТИЛ И,И.Сабылин ьм сов64,0 88. 8)идетельство СССРС 29/80 1968. НИЯ ИЗОБУТИЛОВОГО ГОЛОВОК ПРОИЗВОДРТОВ МЕТОДОМ ОКСОское свкл. С 0Б ВЫДЕЛЕЭФИРНЫХОВЫХ СПИ ОСУДАРСТВЕННЦЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 57) Изобретение относится к насыенным соединениям, в частности к выделению изобутилового спирта (ЙБС)из эфиров головок производства бутиловых спиртов методом оксосинтеза,содержащих бутиловые эфиры, в ректификационной колонне. С целью повышения качества и выхода ИБС ректификацию проводят в вакуумной колонне свыделением изобутилового спирта понизу колонны при давлении в верхуколонны 60-200 мм, рт, ст, Процесспроводят в присутствии метанола в качестве разделяющего агента, взятогов массовом соотношении с бутиловымэфиром 1,0:(1-7) с последующим отделением метанола и воды. Выход97 мас.7 (против 87,8 мас,Х). Повышается качество ИБС эа счет снижения кислотного числа в 45 раз.15 таблИзобретение относится к алифатическим спиртам, в частности к усовершенствованному способу выделенияизобутилового спирта из эфирных голо 5вок производства бутиловых спиртовметодом оксосинтеза.Эфирные головки выделяют дистилляцией из продуктов гидрирования масляных альдегидов, они содержат 20 -50 мас.% бутиловых эфиров (диизобутиловый, бутилизобутиловый, дибутиловый), 40-70 изобутанола, 412 мас,вода, 1-3 мас.примесейальдегидов, изомерных спиртов С,0,5-1 мас,бутилформиатов. Эфирныеголовки направляются на сжигание.Выделенный изобутиловый спирт можетбыть использован в качестве растворителя в ряде крупнотоннажных производств органического синтеза.Целью изобретения является повышение качества и выхода изобутилового спирта, что достигается ректификацией .эфирных головок в вакуумной колонне с выделением изобутило "вого спирта по низу колонны при давлении вверху колонны 60-200 мм рт,ст.в присутствии метанола в качестве разделяющего агента, взятого в массовом.соотношении к бутиловым эфирам, равном 1,0: 1-7, с последуюшим отделением метанола и воды,Основные результаты по каждому изпримеров приведены в табл. 1 - 14 соответственно, а также в своднойтабл. 15.В примерах и таблицах обозначено:б.э.: метанол - соотношение весовыхколичеств бутиловых эфиров к метанолу;Р и Р - давление в верху и кубе колонны, К - флегмовое число, И - эффективность колонны, ИБС - изобутиловыйспирт.П р и м е р 1 (б.э.: метанолравно 4,7:1,0, Р =80 мм рт. ст.).) 45В ректификационную колонну эффективностью И = 30 т. т., работающую придавлении в верху колонны Р ь80 мм рт. ст вводят в качествесырья эфирную головку состава,кг/ч: 50бутиловые эфиры 24,6, изобутанол62,3; вода 7,1; примеси 3,8. Вместес. эфирной головкой на тарелку питания колонны вводят 5,2 кг/ч разделяющего агента - метанола, Соотношение б,э, : метанол = 4,7 ; 1,0.Разделение проводят при Флегмовомчисле К = 8,0, температуре в верху колонны - 46 С, температуре в кубе -о86 С. В качестве кубового продукта колонны выделяют целевой изобутанол, в качестве дистиллята - эфирную фракцию, поступающую на отмывку остаточного метанола водой. Метанол выделяют ректификацией из водной фазы дистиллята и смывных вод. Кислотное число исходной эфирной головки и целевого изобутанола определяют специальным химическим методом. В исходной эфирной головке анализ показывает отсутствие кислоты.П р и м е р 2. (по прототипу), Спиртоэфирную фракцию состава, приведенного в табл. 2, направляют в питание ректификационной колонны Кэффективностью 30 т.т работающей при повьппенном давлении в верху - 15 атм. Дистиллят колонны К- спиртовая фракция, направляемая в колонну Кдля выделения изобутанола,кубовый продукт - целевые бутиловые эфиры. Дистиллятом Квыделяют водно-спиртовую Фракцию, кубовым продуктом - целевой изобутанол. В целевом изобутаноле завьппенное содержание бутиловых эфиров, воды и особенно кислоты (в 30 раз больше требований ГОСТ).П р и м е р 3.(Р вьппе верхнего предела), Ректификацию проводят аналогично примеру 1 с тем отличием,что давление в верху колонны устанавливают 300 мм рт.ст. Качество выделяемого изобутанола не соответствует требованиям ГОСТ.П р и м е р 4 (Р ниже нижнего предела) . Ректификацию проводят аналогично примеру 1 с тем отличием, что давление в верху колонны устанавливают 50 мм рт.ст. Так как темггература в верху колонны низкая, требуется применение специальных хлад- агентов для конденсации паров, что приводит к дополнительным затратам,П р и м е р 5 (Рв равно верхнему пределу). Ректификацию проводят аналогично примеру 1 с тем отличием,что давление в верху колонны устанавливают равным 200 мм рт. ст, Качество выделяемого изобутанола соответствует требованиям ГОСТ.П р и м е р 6 (Р равно нижнему пределу). Ректификацию проводят аналогично примеру 1 с тем отличием,что давление в верху колонны устанавливают равным 60 мм рт,ст. Качество выде 14025934ляемо го изобутанола соотве тств уе ттребованиям ГОСТ,П р и м е р 7 (соотношение б. э,:метанол равно 1: 1, т,е, нижней границе), Ректификацию эфирной головкисостава, приведенного в примере 1,проводят аналогично примеру 1, с темотличием, что соотношение бутиловыхэфиров и метанола в питании колоннысоответствует нижней границе, а именно 1: 1. Качество выделенного изобутанола соответствует требованиямГОСТ.П р и м е р 8 (соотношение б.э,:метанол 7,0: 1,0, т.е. равно верхнейгранице), Ректификацию эфирной головки состава, приведенного в примере 1,проводят аналогично. примеру 1 с темотличием, что соотношение бутиловыхэфиров и метанола в питании колоннысоответствует верхней границе, аименно 7:1. Качество выделенного изобутанола соответствует требованиямГОСТ.П р и м е р 9.(соотношение б,э.:метанол ниже нижней границы). Ректификацию эфирной головки состава, приведенного в примере 1, проводят аналогично примеру 1 с тем отличием, чтосоотношение бутиловых эфиров и метанола в питании колонны ниже нижнейграницы, а именно 0,8: 1,0. Качествовыделенного изобутанола не соответствует требованиям ГОСТ.П р и и е р 10 (соотношениеб,э. : метанол вьппе верхней границы).Ректификацию эфирной головки состава,приведенного в примере 1, проводятаналогично примеру 1 с тем отличием,что соотношение бутиловых эфиров иметанола в питании колонны равно 8:1.Качество выделенного изобутанола несоответствует требованиям ГОСТ,. П р и м е р 11 (по известномуспособу). Ректификацню эфирной головки состава, приведенного в примере 1,проводят аналогично примеру 1 с темотличием, что вместо метанола в питании колонны вводят 4,1 кг/ч бутилформиата. Соотношение в питании колонны изобутанола и бутилформиатовравно 8,8: 1,0, а бутиловых эфиров иводы 6:1.П р и м е р 12 (без разделяющегоагента). Ректифнкацню эфирной головки состава, приведенного в примере 1,проводят аналогично примеру 1 с темотличием, что в колонну разделяющий10 30 35 40 Способ выделения изобутилового спирта из эфирных головок производства бутиловых спиртов методом оксо- синтеза, содержащих бутиловые эфиры, в ректификационной колонне, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения качества и выхода нзобутилового спирта, ректификацню проводят в вакуумной колонне с выделением изобутилового спирта по низу колонны при давлении в верху колонны 60-200 мм рт.ст. в присутствии метанола в качестве разделяющего агента, взятого в массовом соотношении к бутиловым эфирам, равном 1,0:(1-7), с последующим отделением метанола и воды. 45 5055 15 20 25 агент не вводят. Качество выделяемого товарного изобутанола не соответствует требованиям ГОСТ.П р и м е р 13 (разделяющий агент - этиловый спирт). Ректнфикацию эфирной головки состава по примеру 1 проводят аналогично примеру 1 с тем отличием, что в качестве разделякнцего агента используют этиловый спирт. Качество выделяемого изобутанола не соответствует требованиям ГОСТ. П р и м е р 14 (по известному способу с ДИФА), Эфирную головку состава, приведенного в табл, 14, направляют в колонну Кэффективностью М = 40 т,т, и работающую прн атмосферном давлении. В верхнюю часть колонны подают разделяющий агент диметилфор" мамид (ДИФА) в соотношении к сырью 5,0: 1,О. Кубовый продукт колонны Кнаправляют в колонну К, где в качестве дистиллята выделяют изобутанол, а в качестве кубового продукта ДМФА. Качество изобутанола . существенно ниже требований ГОСТ (чистота ИБС 97,6 Х, кислотное число 0,09). Преимуществом предложенного способа по сравнению с известным является повьппение качества целевого изобутанола прежде всего за счет снижения кислотного числа в 45 раз (примеры 1 и 2) повьппение выхода целево-. го продукта до 97 мас.7 против 87,8 мас.7, уменьшение числа ректификационных колонн для выделения то" варного изобутанола. формула и з о б р е т е н и я1 402593 Таблица 1 Дистиллнт Компоненты Сырье Кубовые продукты кг/ч кг/ч мас.% кг/ч мас.7 мас.7 24,6 24,5 23,88 60,49 Бутиловые эфирыИзобутанол 57,83 0,10 0,16 62,3 1,87 4,4 60,43 99,68 Вода 7,1 6,89 7,08 0,02 0,03 5,05 Метанол 3,8 3,69 3,724 0,08 ПримесиИтого 0,13 60,63 103,0 100,0 42,37 100,0 И = 30 т.т.,. К = 8,0; Сб = 46 С; С= 86 С,Рь = 80 мм рт. ст.; Рк = 320 мм рт.ст,Таблца 2 Приме чан ие. стнллят ко"нны К" 1 Сырье колонны Кг Х 0,04 0,44 023 0,53 4 Вутловые2 0,27 0,52 34,93 99,748,6 93,6 0,10 0,3 48,7 55, 2,8 3,2 64,36 42,8 99,2 бутааол 2,8 5,36 0,50 0,96 69,17 100 35,03 100 00 43,14 100 7,2 100 Показатель Ре ата Рк ес с фсыееак 3 Табли Кубовый продукт Компонен 1 РЬЕ г/ч мас.М к 7 кг ч 0,3,10 15,64 8 Вода 2 5 етанол 0,0 24 рим 45,02 10 57 того а н и е, И = 30 т.т.; К = 8,0; Р 8=300 мм рт. ст., Ре =540 мм рт.ст С 8=64 С; С =99,2 С. К- К 15,0 1,0 15,3 1,2 191 96 09 117 30 40 16,7112,278,78100,0 вый про- Днствлят ко- КубовЛ продукт Клонны К"2 к-г кг Х кг Х ,8( Ь(2593 Габлица 4 мпоне н ты Сырь убовый продукт истилля г/ мас.7 мас. 7. мас,7 кг кг утиловые эфиры 24,6 23, 88 зобутанол 62,3 60,49 24,49 5,2 8,7 9,61 Вода 89и ц Сыр Дистил Компоненты Кубовый продукт кг/ч мас.7. кг/ч с,Е мас.7 Бутиловые эфиры 24 27 0,45 6 99,3 55,8 23,88 24,33 3 60,4 7,44 9,0 Изобутанол 6,2 7,0,8 Примес 9,4 00 00 100 3,Итого И = 30 т.т., КРк = 440 мм рт Ре = 200 мм рт, ст.;58 С ск 89 фСТабл Приме= 8 ст. н Дистиллят Кубовыи продук 1 Сырь Компоненты.3,0 Итог а н и е. И = 30 т.т.; К = 8,0; Ра = 60 мм рт. ст Р = 300 мм рт, ет., сь = 42 С;= 83, 1 С. К Ме тано Приме с1 402593 0 Таблица 7 Компоненты Дистиллят Сырье Ку"овый продукт кг/ч мас.% кг/ч мас.% кг/ч 1 мас.% 24,31 24,6 0,49 0,29 38,81 4,68 62,3 2,93 99, 35 59,37 0,03 7,07 5,80 7,1 0,05 24,6 20,10 Метанол 0,11 0,07 3,73 3,10 3,8 62,64 122,4 100,0 59,76 100,0 100,0 П р и м е ч а н и е, И = 30 т,т.; К = 8,0, Р = 80 мм рт. ст.;Р= 320 мм рт.ст., сь = 42,1 С; к = 85,3 С.Таблица 8 Компоненты Сырье кг/ч мас.% кг/ч мас.% кг/ч мас.% Бутиловые эфиры 24,6 24,28 24,3 57,86 0,3 0,48 3,43 7,07 58,870,03 8,1716,83 61,50 7,0162,37,1 99,300,05 ИзобутанолВода 3,46 3,75 3,5 3,8 8,33 8,81 3,5 3,7 МетанолПримеси 0,17 0,1 42,0 100,0 59,3 100,0 100,0 101,3 Итого П р и м е ч а н и е, И = 30 т.т., К = 8,0; Р = 80 мм рт, ст.,Р = 320 мм рт. ст., гь = 48,7 С; и = 86,1 С.Т а б л и ц а 9 Дистиллят Сырье Компоненты кг/ч мас.% кг/ч мас.% кг/ч мас.% 0,52 0,3 34,33 24,3 24,6 Бутиловые эфиры 5,11 57, 19 99,06 7,22 62,3 ИзобутанолВода 0,07 0,04 9,98 7,0 5,53 7,1 23,89 43,37 30,7 30,7 Метанол 0,35 0,2 5,09 3,6 2,96 3,8 Приме си 100,0 57,73 70,77 100,0 100, 0 128,5 Итого П р и м е ч а н и е. И 30 т.т.; К = 8,0; Рв = 80 мм рт. ст.; Р = 320 мм рт. ст., г = 40,4 С; с = 86,3 С. Бутиловые эфирыИзобутанолВода ПримесиИтого 20,10 50,90 19,1448,48 11,29 39,27.ВодаМетанол 7,07 0,05 0,03 3,1 3,07 6,98 3,1 3,8 Примеси 8,16 3,67 3,77 0,23 0,13 44,98 100,9 100,0 Итого 100,0 Таблица 11 Кубовый продукт Сырье кг/ч мас.7Ком по нен ты кг/ч мас.7 кг/ч мас,7 0,47 24,45 54,22 0,15 24,14 61,14 24,6 Бутиловые эфирыИзобутанол 56,57 99,40 12,77 5,73 62,3 0,07 0,04 15,739,14 7,064,1 6,97 4,02 ф 4,1ВодаБутилформиаты 0,26 8,14 3,65 3,73 3,8 0,15 ПримесиИтого 44,93 100,0 59,91 100,0 101,9 П р и м е ч а н и е. Б = 30 т,т.; К = 8,0; Р = 80 мм рт, ст., Рн = 320 мм рт.ст.; сь = 50,8 С, Т = 86,2 С. Таблица 12 Дистиллят Сырье Компоненты кг/ч мас.7 кг/ч мас. 7 кг/ч мас. Е Бутиловые эфиры 0,57 24,29 55,91 0,31 25,1563,70 24,6 53,83 99,03 8,47 19,50 16,23 62,3 ИзобутанолВодаПримесиИтого 0,09 0,05 7,05 7,26 7,1 0,31 8,36 0,17 3,63 3,89 100,0 54,36 43,44 100,0 100,0 97,8 П р и м е ч а н и е. И = 30 т,т.; К = 8,0, Рб = 80 мм рт. ст.; Рк. = 320 мм рт. ст г. = 51,6 С; с = 86,4 С. П р и м е ч а н и е. Б = 30 т.т., К = 8,0, Р = 80 мм рт, ст.; Р = 320 мм рт. ст., сь = 50,1 С, с = 86,4 С.1402593 Таблица 13 Кубовый продукт Дистиллят Сырье Компоненты 24,6 52,70 98,62 19,37 9,60 60,49 62,3 7,1 0,21 0,11 14,10 10,37 6,89 0,11 0,06 5,05 0,39 0,21 7,24 3,59 3,69 3,8 53,44 100,0 49,56 100,0 100,0 103,0 П р и м е ч а н и е. И = 30 т.т,; К = 8,0; Ра 80 мм рт. ст., Рк = 320 мм рт. ст.; Св = 56 9 С; 4 = 86 4 С,Таблица 14 Ра аде лякянй аген Коняоивнтм 1 рлв колонияКтнллят ко" 1 Кубовмй продуктям К колония К твмй продуктня Кстнллят коянм Ккг 2 к 1.6 04 01 Э 9 6579 07 4,6 26,5,97 97,39 О,6,23 17,14 10,Йюбут7,55 59 0 17,07 0,9 0,14 99,96 100,0 500 89,68 00 3633 ОО 0 55767 100 500 Нтого ч а и я е. лля КЯ4сОс а 60,4 б 97,6 С; 60 нм рт.ст,;,О:1,0 Бутиловые эфирыИэобутанолВодаЭтиловый спиртПримесиИтого кг/ч мас,% кг/ч мас.% кг/ч мас% 23,88 24,24 48,92 0,36 0,6716Продолжение табл, 1 5 1402593 94,5 0,48 7,0;1,0 0,8:1,0 8,0:1,0 91,8 0,52 89,0 0,57 90,8 0,47 86,4 0,57 84,3 4,7;1,0 0,67 90,0 0,09 Составитель Н.КапитановаРедактор Н.Лазаренко Техред А,Кравчук Корректор Л.Патай Заказ 2823/17 Тираж 370 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5