Способ очистки сырого втор-бутилового спирта

 

Изобретение касается производства спиртов, в частности очистки сырого втор-бутанола - промышленного полупродукта в органическом синтезе. Цель - повышение степени очистки. Для этого ведут ректификацию сырого спирта, который подают на 5-ю или 10-ю тарелку, считая от верха колонны с 55-85 практическими тарелками. Процесс ведут при 82,3-83,4°С и атмосферном давлении в присутствии воды, взятой в количестве 7,6-19,7% от массы головного продукта, при соотношении рециркулируемого головного продукта и сырого спирта (1,7-2,6):, соотношении концентраций втор-бутанола и дивтор-бутилового эфира в отводимом азеотропном головном продукте, равном (0,7-2,8):, и при поддержании 89-91°С для тарелки в средней части колонны. Затем проводят конденсацию. Эти условия обеспечивают получение очищенного целевого продукта с содержанием 0,01 мас.% воды, менее 0,001 мас.% трет-бутилового и 0,001 мас.% дивтор-бутилового эфира против 0,035-0,07 мас.% воды и 1 мас.%- дивтор-Путилового эфира и других примесей в известном случае. 4 ил,, 1 табл. сл с

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4356321/04 (22) 25 . 08 . 88 (31) P 3728428. 2 (32) 26.08.87 (33) DE (46) 15.06.91. Бюл. Р 22 (71) РВЭ-ДЭА АГ фюр Минералель унд

Хеми (РЕ) (72) Гюнтер Остербург (DE) (53) 547.264.07(088.8) (56) Патент СССР Р 1106445, кл. С 07 С 3 1/12, 1980. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СЫРОГО ВТОР-БУТИЛОВОГО СПИРТА (57) Изобретение касается производства спиртов, в частности очистки сырого втор-бутанола — промышленного полупродукта в органическом синтезе.

Цель — повышение степени очистки.

Для этого ведут ректификацию сырого спирта, который подают на 5-ю или

1О-ю тарелку, считая от верха колонны

Изобретение относится к технологии очистки низших спиртов, в частности к усовершенствованному способу очистки сырого втор †бутилово спирта.

Цель изобретения — повышение степени очистки втор-бутилового спирта.

Поставленная цель достигается способом очистки сырого втор †бутилово спирта, включающим стадии ректификации, конденсации и рециркуляции головного продукта ректификации, за счет того, что сырой спирт подают на 5-ю или 10-ю тарелку, считая от верха ректификационной колонны, содержащей 5585 практических тарелок, и ректифиSU 1657О53 А 3 (5! ) 5 С 07 С 3! /12 29/74 29/80 с 55-я5 практическими тарелками. ПроS цесс ведут при 82,3-83,4 С и атмосферном давлении в присутствии воды, взятой в количестве 7,6-19,7/ от массы головного продукта, при соотношении рециркулируемого головного продукта и сырого спирта (1,7 — 2,6):1, соотношении концентраций втор-бутано,ла и дивтор-бутилового эфира в отводимом азеотропном головном продукте, равном (0,7-2,8):1, и при поддержании

89-91 С для тарелки в средней части колонны. Затем проводят конденсацию.

Эти условия обеспечивают получение очищенного целевого продукта с содер— жанием 0,01 мас.7. воды, менее

0,001 мас.Ж трет-бутилового и

0,001 мас.Е дивтор-бутилового эфира З против 0,035-0,07 мас.7 воды и 1 мас,7 дивтор-бутилового эфира и других примесей в известном случае. 4 ил., 1 табл.

I» кацию проводят в присутствии воды, ОЬ взятой в количестве 7,6-19,77. от мас- (Я сы головного продукта, при температуре в верхней части колонны, равной )

82,3-83,4 С, и атмосферном давлении,: (у

D при соотношении рециркулируемого ro— ловного продукта и сырого спирта, рав-, ном (1,7-2,6): t, соотноненни коноен- )» траций втор-бутилового спирта и ди-, (д) втор-бутилового эфира в отводимом азеотропном головном продукте, равном

7 — 2 Я (0,7-,8):1, и при поддержании тарел- " ки в средней части ректификационной колонны при температуре 89-91 С, а конденсацию осуществляют после ректификации, ! 657053

Воду, тре буемую HB рек тифпкацию, можно добавлять либо к паданаемсму сырому спирту, либо к рециркулируемому головному продукту после его кон5 денсации.

При пуске ректификационной колонны вода либо добавляется к подаваемому сырому спирту, либо вводится раздельно г колонну. Добавление воды от- !0 падает, если подаваемый сырой спирт уже содержит требуемое количества ноды.

С целью предотвращения потерь втор-бутилового спирта нерециркулиру — емый нодосодержащий голонной продукт после конденсации можпа паданать на отделение содержащегося в нем вторбутилагога спирта в виде азеотропа с надой, Получаемый таким образом азеотроп добавляют к сырому спирту перед

pI о подачей н гектификационную колонну. В этом случае к рециркулируемому головному продукту вода не добавляется. !!ааборат, вывод воды из системы, например путем умен шенил содержания воды в рециркулируемом головном продукте, может потребонатьсл.

В описываемом способе очистки предпочтительно используют сырой спирт, получаемый путем непосредственной гидРатации н-бутенов на кислом катианите, Следующие примеры иллюстрируют изобретение, которое можно проводить в установках согласно фиг„)

Пример 1 (осуществляют на установке согласно фиг.l..,,на фиг.З пав казан узел конденсации на фиг.l, 1663 кг/ч полученног о непосредственной гидратацией н-бутеназ на кис40 лом катионите сырого втор-бутилового спирта, содержащего 23,8 кг/ч трет -6yтилоного спирта, 96,! кг/ч дивтар-бутилового эфира и 36,8 кг/ч углеводоРодов С8, по трубопроводу 1 негрерыв- 45 но подают на 75-ю тарелку колонны 2, содержащей всего 85 реальных тарелок, т.е. на 10-ю тарелку, считал ат верха колонны. В верхнюю чагть колонны 2 1Io дают 3180,5 кг/ч рецикла, со— таящего из !257,2 кг, ч втор-бу50 тилонога спирта, 204, 8;г /-t третбутиланога спирта, 781, 3 кг/ч динтор-бутилавога эфира, 299,0 сг!.«

I углеводородов С и 638,2 кг/ч валы, При теьл ературе в верхней час тп ка—

Г о, панны, равной 83 „0 С, гемпературе ла

35-й тарелке, равной 90+0, > С (уст»навливаемой при помощи Регулятора !), соотношении рециркулируемага головного продукта и cblD г спирта, Равном

1,9. !, соотношении концентрации втор бутилон ог à cIIHp TB и дин тор-бутиловога эфира, равном 1,6:1, и наличии воды в количестве 18,3% ат масгы галоннага продукта по трубопроводу

7 отводят 3487,3 кг/ч азеотрапного галов ага продукта, состоящего из

1407,3 кг/ч втор-бутилового спирта, 228,6 кг/ч трет-бутилового спирта, O

877,4 кг/ч дивтор-бутилового эфира, 335,8 кг/ч углеводородов Саи 638,2 кг/ч воды. Лзеатрапныи головной продукт подают на конденсацию н отделитель 8, откуда по трубопроводу 9 отводят

331,3 кг/ч органичегкой фазы, состоящей из 150,1 кг/ч втор-бутиловога спирта, 23,8 кг/- трет-бутиланага спирта, 96,! кг/ ; дивтор — бутиловаго эфира, 36,8 кг/ч углеводородов (и

24,5 кг/ч воды, а по трубопроводу 5 рециркулируют 3180 кг/ч фазы указанного состава, которая включает

24„5 кг/ч ьады, подаваемой па трубопроводу 6 (взамен воды, отводимой в составе ар.-анической фазы) .

Через трубопровод 13 отводят

99,7 кг/ч очищенного втор-бутиловога спирта, содержащего 0,01 мас.% воды, 0„001 мас.%. -. ðåò.-бутилавого спирта и .0,001 мас.% дивтор — бутиловаго эфира, Кроке того, он содержит еще

0,1 мас.% высококипящих побочных продуктов, которые могут удаллться на послецующей стадии очистки.

Пример 2. Повторяют пример с тай разницей, что ректификацию проводят при температуре в верхней части, равной 82,3 С, и соотношении вторбутилавого спирта и дивтор-бутиловога эфира, равном 0,76:1, в присутствии воды, взятой в количестве 7,6% от массы головнога продукта, причем на 35-й тарелке подцержинают температуру 89 С. Получают очищенный вторбутиповый спирт того же качества, что и в примере 1.

П р и м e p 3. Повторяют пример 1 с той разницей, что ректификацию проводят при температуре в верхней части, равной 82,6 еС, и соотнашении вторбутиланого спирта и див,op — бутиловаго эфира, равном 1,65:i, в присутствии воды., взятой и количестве 11% ат массы головного продукта. причем на 35-й

-.àðåëêå поддерживают температуру 89 С.

Получают очищенный втор-бутилавый

1 657053 6

40 спирт того же качества, что и в примере 1 .

Пример 4. Повторяют пример 1 с той разницей, что ректификацию про5 водят в,имеющей 55 реальных тарелок колонне в следующих условиях.

На 45-ю тарелку, т.е. на 10-ю та- релку, считая от верха колонны 2, подают сырой втор-бутиловый спирт,, содержащий 2,4 мас.7. трет †бутилово спирта, 2,5 мас.% дивтор-бутилового эфира и 1,1 мас.7 углеводородов С, и ректификацию проводят при температуре в верхней части, равной 83,4 С, соотношении втор-бутилового спирта и дивтор-бутилового эфира, равном 2,5:1, и соотношении рецикла и сырого спирта, равном 2,6:1, в присутствии воды, взятой в количестве 19,77 от массы 20 головного продукта. При этом на 25-й тарелке поддерживают температуру б

89,5 С. Получают очищенный втор-бутиловый спирт того же качества, что и в примере 1. 25

Пример ы 5-12. Повторяют пример 1 с указанными в таблице измене— киями.

Пример 13 (осуществляют согласно фиг.2; на фиг.4 показан узел 30 конденсации фиг ° 2).

Повторяют пример 1 с той разницей, что содержащийся в отводимом из отделителя 8 потоке побочных продуктов . втор †бутилов спирт рекуперируют и в

35 виде азеотропа в количестве 212,8кг/ч (водосодержание 28 мас. Ж) через трубопровод 14 добавляют к сырому спирту. При этом подвод воды с потоком азеотропа втор-бутилового спирта по трубопроводу 14 превышает отвод воды с потоком побочного продукта по трубопроводу 9, так что из водной фазы отделителя 8 дополнительно отводят воду через трубопровод 29, причем че- 45 рез трубопровод 6 вода больше не добавляется, Поток в трубопроводе 29 состоит из 35 кг/ч воды, 3,2 кг/ч втор-бутилового спирта и 0,8 кг/ч трет-бутилового спирта.

При этом поступают следующим образом.

1663,7 кг сырого спирта указанного в примере 1 состава и 212,8 кг водного азеотропа втор-бутилового спирта с

59,5 кг воды ежечасно совместно подают в колонну 2, Кроме того, подают

3564,7 кг/ч в качестве рецикла, состоящего из 1437,9 кг/ч втор-бутилового спирта, 224, 7 кг/ч трет-бутилового спирта, 895,8 кг/ч дивтор-бутилового эфира, 342,8 кг/ч углеводородов

С и 663,5 кг/ч воды. Ректификацию осуществляют при соотношении рецикла к сырому спирту, равном 1,9:1, и при соотношении втор-бутилового спирта к ди-втор-бутиловому эфиру, равном

l,6:1, в присутствии воды, взятой в количестве 18,47. от Массы головного продукта.

Ежечасно получают 3934,2 кг азео-, тропного головного продукта, состоящего из 1591,2 кг/ч втор-бутилового спирта, 248,5 кг/ч трет-бутилового спирта, 991,9 кг/ч дивтор-бутилового эфира, 379,6 кг/ч углеводородов Св и

723,0 кг/ч воды, который в отделителе

8 разделяют на легкую органическую фазу (3410,4 кг/ч) и тяжелую водную фазу (529,8 кг/ч).

Из отделителя 8 по трубопроводу 9 ежечасно отводят 330,5 кг органической фазы, состоящей из 150,1 кг/ч втор-бутилового спирта, 23,0 кг/ч трет-бутилового спирта, 36,1 кг/ч дивтор-бутилового эфира, 36,8 кг/ч углеводородов Cg и 24,5 кг/ч воды, а по трубопроводу 29 — 39,0 кг водной фазы, состоящей из 35,0 кг/ч воды, 3,2 кг/ч втор †бутилово спирта и

0,8 кг/ч трет-бутилового спирта.

При помощи регулировочного клапана 12 ежечасно рециркулируют 3664,7 кг гетерогенного рецикла указанного состава непосредственно из отделителя 8 через трубопровод 5 обратно в колонну..

В экстракторе 15 при помощи

1678,0 кг/ч воды, подаваемой по трубопроводу 16, все водорастворимые компоненты, в частности втор-бутиловый и трет-бутиловый спирты, вымывкой удаляют из подводимого через трубопровод 9 потока побочного продукта.

Через трубопровод 18 все водонерастворимые побочные продукты, такие, как дивтор-бутиловый эфир и димеры, отводят из установки.

Ежечасно в колонну 17 подают1914,6 кг смеси (1737 кг/ч воды, 153,3 кг/ч втор-бутилового спирта и

23,8 кг/ч трет-бутилового спирта), получаемой из отводимого через трубопровод 19 спиртсодержащего потока промывной воды и отводимой через трубопровод 29 водной фазы, где содержа" щиеся в ней спирты в качестве отводимой через трубопровод 20 смеси соот7 657053 8 ветствующих спиртам бинарных азеотропов с водой отделяют от избытка воды и в количестве 239,8 кг/ч отводят через трубопровод 21. Этот поток состоит из !53,3 кг/ч втор-бутилового спирта, 23,8 кг/ч трет-бутилового спирта и 62,7 xr/÷ воды.

С помощью регулировочного клапана

22 через трубопровод 23 подают рецикл !0 при Алегмовом числе приблизительно

1:! в пересчете на поток в трубопроводе 21, что обеспечивает достаточное разделение между азеотропом и во,цой . !5

Поток азеотропа спирта с водой по трубопроводу 21 подают в колонну 24 на перегонку. 27,0 кг имеющего точку кипения (80 С) ниже точки кипения еотропа втор-бутилового спирта и воды (87,5 С) аэеотропа трет-бутилового спирта (?3,8 кг/ч)и воды отводят по труоопроводу 25 и выводят из проц сса по трубопроводу 26. С помощью регулировочного клапана 27 по трубо- 25 проводу 28 в колонну 24 вводят коли-чество рецикла, обеспечивающего степень разделения в колонне, предотвращающую или поддерживающую в желаемых пределах. потери отводимого по трубопроводу 26 втор-бутилового спирта или рециркуляцию ниэкокипящих побочных спиртов через трубопровод !4. Таким образом, весь отводимый из отделите35 ля 8 колонны 2 втор — бутиловый спирт практически беэ потерь можно рецирку— пировать в колонну 2.

Из-эа ограниченной и в результате наличия неполярных побочных продук— тов еще уменьшенной растворимости воды в потоке трубопровода 9 содержится псе меньше воды (24,5 кг/ч) в пересче:е на втор-бутиловый спирт, чем в по .оке трубопровода 1 4 (59,5 кг/ч воды), образующемся по аэеотропному сос- 4»

"аву втор-бутилового спирта и воды.

Поэтому через трубопровод 29 гри помощи регулировочного клапана 30 осуществляют непрерывный отвод воцы.

С этой целью вместо отделителя 8 по фиг.3, используемого в установке по фиге1р используют отделитель 8 по

rmr.4, F. случае использования отдели: еля 8 по фиг.3 емкость, например цилиндрической Aoðìû, подразделена TTå55 регородкой на две камеры с таким расс четом, что количество легкой органической фазы, представляющее разницу между притоком (по трубопроводу 7) и стоком (по трубопроводу 5), в качестве перетока течет из камеры притока в камеру стока, откуда эту фазу можно отводить по трубопроводу 9..Отделение в камере притока тяжелой фазы предотвращается за счет непосредственного отвода легкой фазы из камеры притока по трубопроводу ", и таким образом количество воды, содержащееся в потоке трубопровода 7 и добавляемое по трубопроводу 6, сразу же рециркулирует в колонну 2 в составе гетерогенной смеси с легкой Ааэой.

В противоположность этому в случае использования отделителя по Аиг.4 трубопровод 5 введен в камеру притока до уровня, соответствующего примерно 50% высоты перегородки. С одной стороны, это мероприятие обеспечивает отделение и отвод тяжелой богатой водой фазы. С другой стороны, на линии раздела между тяжелой и легкой фазами, т,е. на верхней кромке введенного в камеру притока трубопровода, количество установленной при помощи регулировочного клапана 12 флегмы в колонну 2 непосредственно рециркулируют в виде такого состава, который получается из разницы легкой фазы между количеством притока (по трубопроводу 7) и перетоком в трубопровод 9 и из разницы между тяжелой Аазой в притоке (по трубопроводу 7) и отводимой по трубопроводу

29 водой, Полученный в результате равновесия с легкой органической фазой водный поток в трубопроводе 29 содержит втор-бутиловый спирт в растворенном виде, на рекуперацию которого поток добавляют непосредственно к потоку, подаваемому в колонну 17. Содержапуяся в потоке трубопровода 29 вода рециркулирует в колонну 2 в составе кубового продукта колонны 24, отводимого по трубопроводу 14.

Отводимый по трубопроводу 13 очищенный втор-бутиловый спирт(72,3 кг/ч) имеет то же качество, что и очищенный по примеру спирт.

Предлагаемый способ очистки позволяет получать втор-бутиловый спирт, содержащий 0 0! мас., воды, »-0,00! мас. трет — бутилового и

=0,001 мас. дивтор-бутилового эфира против содержания в нем 0,035

0,0/ мас. воды, 1 мас. . дивтор †бутилового эАира, а также других приме10.1 657053 сей при очистке по известному способу.

Формула изобретения

Условия и реэультаты очистки втор-бутилового спирта по примерам 5-12

Условия

Пример

> (> I > в j > 1 о (л

Общее количество тарелок

55

55

$5

85

Табелка притока

50-я

50-я

45-я

45-я

45-я

45-я

75-я

75-я

Обогреваемая тарелка

25-я

25"я

25-я

25-я

25-я

25-я

45-я

45-я

Подаваемый сырой спирт> л/ч

1>5

1,5

1,5

1,0 1,0

1>0

1,О.1,О

Количество рецикла, л/ч

2,6 2,6

2>6

2,6

2,6

2 6

l,9

1>7

Соотношение рецикла и сырого спирта

1,7

1 >7

1,7

2,6 2,6

2,6

1>7

1>9

Соотношение, ВБС и ДВБЭВ головном продукте

0,7

1,9

2,5

l,5 23

2,8

2,0

2,0

Основные побочные продукты в сыром спирте, мас.Х:

ТБС

II. двБэ

0,8

l,2

2,4

1,6

2 6 1,8 1,8

0,9 l>3 1,3

1,3

1,2

5,9

2,6

Основные побочные продукты в очищенном спирте, мас.Х: тБс

ДВБЭ О,ОО1 О,OOI «O,OOI,; O>OOI аО,OOI

0>2

0,01

О,l

0,2 0,01

0,001 Z 0,001 (0,001 «0>00I Е.О,OOI / 0,001

П р и м е ч а н и е: втор-бутиловый спирт; дивтор-бутиповый эфир> трет-бутиповый спирт.

Способ очистки сырого втор-бутилового спирта, включающий стадии ректификации, конденсации и рециркуляции головного продукта ректификации, о т- 10 л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени очистки, сырой спирт подают на 5-ю или 1 0-ю тарелку, считая от верха ректификационной колонны с 55-85 практическими та- 15

1 елками, и ректификацию проводят при температуре в верхней части колонны, равной 82,3-83,4 С, и атмосферном давлении в присутствии воды, взятой в количестве 7,6-1 9,7Х от массы головного продукта, при соотношении рециркулируемого головного продукта и сырого спирта, равном 1,7-2,6:1, соотношении концентраций втор-бутилово"

ro спирта и дивтор-бутилового эфира в отводимом азеотропном головном продукте, равном 0,7-2,8:1, и при поддержании тарелки в средней части ректификационной колонны прн 89-91 С, а конденсацию осуществляют после ректификации.

1657053

1, u2.8

1657053

Составитель Н,Капитанова

Техред Л.Олейник

Корректор М. Лароши

Редактор А.Маковская

Заказ 2058 Тираж 262 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101