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PERFECTIONNEMENTS RELATIFS A LA RECUPERATION DE L'ACIDE ACETIQUE
DE SOLUTIONS AQUEUSES D'ACIDE ACETIQUE.
Cette invention a trait à la récupération de l'acide acétique de solutions aqueuses d'acide acétique.
Dans la spécification du brevet belge n 497.602, il est dé- crit un procédé de récupération de l'acide acétique de solutions aqueuses
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d'acide acétique-qui consiste à ajouter du diméthoxytétraéthy1ène-g1yco1 (0' (GX2.GH2.0.GH2.0GH3)2) = la. solution, retirer du mélange, par distilla- tion fractionnée, pratiquement toute l'eau qui s'y trouve, et récupérer en- suite l'acide acétique, de préférence, par distillation fractionnée, du mé- lange, exempt ou pratiquement exempt d'eau, de l'acide acétique avec le diméthoxy-
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t4tra4thylérîe-glycol :<:ce prQè4dé' .del'réupé:r::a:tiQn ,,p:pl:Í:q4e:.l-e .prin:èipe - de la diàl---tillation- par sxtn.t..9 etraethv IkEi g.y QpL 1: -'tàïl Utilisé con)me solvant d'extraction.
L'objet de la présente invention est'de prévoir une autre classe de solvants d'extraction.
Selon l'invention, on emploie, pour la récupération de l'acide acétique de solutions aqueuses d'acide acétique, un procédé qui consiste ajouter la solution un solvant d'extraction :
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(a) méthoxy-trig1yco1-acétate GFi3 . 0 . CH2 . C i2 . 0 . GH2 . CH2 . 0 . CH .CHO . CO . H3, (b) dig1yco1-diacétate GI3.Cp.0.CH2.CHZ.0.CH2.CH2.0.C0,CH3, (c) méthoT-dig1yco1-acétate CH3.CO.O.CH2.CuZ.0.CH2.CH2ë0.CH3
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(d) Sthoxy-trig1ycol-acéate C. 0 < CH. GH. 0. CHg. CH .0. CH . CH . 0. CO. CH C 2 -H5. 0. c %fq"2'0-qH2' CH 2 -.0. OH-CH 2 2 0. CO. C'il 35 . j (e) diméthoX',-trig1yco1 .
3 '2'2 2'? 2'2 3' ou (f) diméthoxy-diglyool 3"'2 2 "2 2 3' retirer du mélange, par distillation fractionnée, pratiquement toute l'eau qui s'ytrouve etè récupérer ensuite.l'acide acétique, de préférence par distillation fractionnée, du mélange, exempt ou pratiquement exempt d'eau,
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-de l'acide,acéticue. et- du solvant .d'extraction utilisé. Le rapport'nci1éculaire du solvant d'extraction tel que définil'eau présente dans la solution aqueu- se d'acide acétique est, de préfrence, de l'ordre de 1 à 5/1.
Les'solvants d'extraction tels que définis'ci-dessus sont des dérivés du diglycol et du triglycol dans lesquels les groupes hydroxyl ont
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été transformés en groupes acêtyl ou en groupes méthoX'7 ou éthoxy. Ils con- viennent particulièrement bien pour l'utilisation comme solvant d'extraction dans la récupération de l'acide acétique, parce qu'ils sont miscibles, en tou- tes proportions, à la fois avec l'eau et avec l'acide acétique et sont chimi- quement inertes vis-à vis de ces derniers et parce qu'ils ne forment pas d'azé- otrope avec l'un quelconque de ceux-ci;
ils ont également des points d'ébul- lition suffisamment supérieurs celui de l'acide acétique, c'est--dire situés dans la'gamme allant de 160 à 280 , pour permettre la séparation de l'acide
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et du solvant par distillation fractionnée. Ainsi, le méthoy-triglycol-acé- taste bout à zo centigrade; le diglycol-diacétate, à 247 centigrade; 'le méthoxy-diglycol-acëtàte, à208O centigrade; l'éthoQtr-tiîglycal-&cétate, à 260 centigrade approximativement; le-diméthoxy-triglycol, à 220 centigrade et le diméthoxy-diglycol,' à 161 - centigrade.
Les- solvants'tels que définis-ci-dessus produisent également un accroissement-prononcée de la volatilité de l'eau par rapport à Le procède conforme l'invention est particulièrement applicable à la récupération de l'acide acétique de solutions aqueuses, diluées, l'acide acétique, contenant, par exemple, jusqu's environ 15 pour cent d'acide acéti- que, là où les procédés usuels par distillation azéotropique ne sont pas éco- nomiques. La distillation des liqueurs des bains de filage à l'acétate de potassium utilisées dans la mise en oeuvre du procédé faisant l'objet de la spécification du brevet belge n 492.232 donne des distillats contenant 10 à 11 pour cent d'acide acétique et ces solutions conviennent particulièrement bien pour la rectification suivant la présente invention.
Pour récupérer l'acide acétique du mélange de l'acide acétique et du solvant d'extraction, la distillation fractionnée est, de préférence mais'non nécessairement, effectuée sous pression résuite.
Le procédé conforme à l'invention peut être mis en application au moyen d'un appareil travaillant en continu, comme il est montré au dessin ci-annexé. L'appareil représenté au dessin comprend une colonne de distilla- tion 1, chauffée par un bouilleur 2, qui peut avantageusement être chauffé par de la vapeur sous pression. Le mélange d'acide acétique et d'eau, de pré- férence à l'état de vapeur, est amené dans la colonne 1, en un point interné- diaire, par un conduit 3, et le solvant d'extraction suivant l'invention est simultanément amené dans la colonne 1, au voisinage de son sommet, par un con- duit 4. De la chaleur est appliquée-au bouilleur 2 et la vapeur s'échappant de la colome 1 traverse un conduit 5, pour atteindre un condenseur 6, duquel le condensat peut être retiré, comme on le désire, par un conduit de dégage- ment 7.
En même temps, le mélange de l'acide acétique et du solvant d'extrac- tion est recueilli dans le bouilleur 2 et il traverse un conduit 8, pour at- teindre une seconde colonne de distillation 9, chauffée par un bouilleur 10.
Dans la colonne 9 se produit la distillation de l'acide acétique avec un peu d'eau et la vapeur traverse un conduit 11, pour atteindre un condenseur 12,
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duquel le condens t peut être retiré pour être envoyé à un récipient 15 en vue de sa réutilisation, par un conduit 13. La colonne 9 travaille, de pré- férence, sous pression réduite, grâce à l'intervention d'une pompe a vide 14.
Les exemples suivants, dans lesquels on utilisa l'appareil repré- senté au dessin, illustrent le procédé faisant l'objet de la présente-.invention;. les parties et pourcentages sont donnés en poids..
EXEMPLE 1.
Une solution aqueuse d'acide acétique, à 10 pour cent fut envoyée, par le conduit 3, à la colonne 1; la température du bouilleur 2 était de 120 centigrade et la température de la colonne 1; en son'sommet, 'était de 100 centigrade. Un mélange de 99,5 pour cent de diglycol-diacétate et de 0,5 pour..
,cent d'acide acétique fut amené dans la colonne 1, par le conduit 4, en un rapport de 1 partie par partie d'acide acétique aqueux. Dans ces conditions, un mélange de 99,8 pour cent d'eau et 0,2 pour cent d'acide acétique fut re- cueilli dans le condenseur 6 et un mélange de 9,2 pour cent d'acide acétique, 1,4 pour cent d'eau et 9,4 pour cent de diglycoldiacétate traversa le conduit 8, pour atteindre la seconde colonne 9.
Le bouilleur 10 fut chauffé à une . température de 160 centigrade et la-température, au sommet de la colonne 9, était de 35 centigrade; la pression dans la colonne 9 fut maintenue à 25 mm de mercure par la pompe à vide 14. Dans ces conditions, un mélange de 87 .pour cent d'acide acétique et 13 pourcent d'eau fut condensé dans le condenseur 12 et un mélange de 99,5 pour cent de diglycol-diacétate et 0,5 pour cent d'acide acétique fut recueilli dans le bouilleur 10 et fut renvoyé par le conduit 4 à la colonne 1, comme il a été décrit plus haut.
EXEMPLES 2 à. 6.
Le processus décrit dans l'exemple 1 fut répété avec les mêmes résultats, alors qu'on utilisait les autres solvants d'extraction conformes à l'invention, comme suit : EXEMPLE¯2¯-
On utilisera du méthoxy-diglycol-acétate. La température du bouilleur 2 était de 125 centigrade et celle du bouilleur 10, de 208 centi- grade, ledit bouilleur se trouvant à la pression atmosphérique.
EXEMPLE 3 - On utilisa de l'éthoxy(triglycol-acétate. La température du bouil- leur 2 était de 150 centigrade et celle du bouilleur 10, qui se trouvait à la pression atmosphérique, de 260 centigrade.
EXEMPLE L.
On utilisa du méthoxy-triglycol-acétate. La température du bouil- leur 2 était de 135 centigrade et celle du bouilleur 10, qui se trouvait à la pression atmosphérique, de 2440 centigrade.
EXEMPLE 5.
On utilisa du diméthoxy-triglycol. La température du bouilleur 2 fut maintenue à 150 centigrade, celle du bouilleur 10 étant ou bien de ' 220 centigrade, ledit bouilleur se trouvant à la pression atmosphérique, ou bien de 168 centigrade, ledit bouilleur se trouvant à une pression absolue de 150 mm de mercure.
EXEMPLE 6.
On utilisa du diméthoxy-diglycol. La température du bouilleur 2 fut maintenue à 1100 centigrade, celle du bouilleur 10 se trouvant à la pression atmosphérique étant de 1610 centigrade.
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ACETIC ACID RECOVERY IMPROVEMENTS
AQUEOUS SOLUTIONS OF ACETIC ACID.
This invention relates to the recovery of acetic acid from aqueous acetic acid solutions.
In the specification of Belgian Patent No. 497,602, a process for recovering acetic acid from aqueous solutions is described.
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of acetic acid-which consists in adding dimethoxytetraethylen-g1yco1 (0 '(GX2.GH2.0.GH2.0GH3) 2) = 1a. solution, removing from the mixture, by fractional distillation, substantially all the water present therein, and then recovering the acetic acid, preferably by fractional distillation, from the mixture, free or substantially free of. 'water, acetic acid with dimethoxy-
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t4tra4thylérîe-glycol: <: ce prQè4dé '.del'réupé: r :: a: tiQn ,, p: pl: Í: q4e: .the .prin: èipe - of the distillation- by sxtn.t. .9 etraethv IkEi gy QpL 1: -'tàïl Used as extraction solvent.
The object of the present invention is to provide a further class of extraction solvents.
According to the invention, for the recovery of acetic acid from aqueous acetic acid solutions, a process is employed which consists of adding an extraction solvent to the solution:
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(a) methoxy-trig1yco1-acetate GFi3. 0. CH2. C i2. 0. GH2. CH2. 0. CH .CHO. CO. H3, (b) dig1yco1-diacetate GI3.Cp.0.CH2.CHZ.0.CH2.CH2.0.C0, CH3, (c) methoT-dig1yco1-acetate CH3.CO.O.CH2.CuZ.0. CH2.CH2ë0.CH3
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(d) Sthoxy-triglycol-aceate C. 0 <CH. GH. 0. CHg. CH .0. CH. CH. 0. CO. CH C 2 -H5. 0. c% fq "2'0-qH2 'CH 2 -.0. OH-CH 2 2 0. CO. C'il 35. J (e) dimethoX', - trig1yco1.
3 '2'2 2'? 2'2 3 'or (f) dimethoxy-diglyool 3 "' 2 2" 2 2 3 'remove from the mixture, by fractional distillation, substantially all of the water therein and then recover the acetic acid, preferably by fractional distillation of the mixture, free or practically free from water,
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-acid, acetate. and the extraction solvent used. The cyclical ratio of the extraction solvent as defined to the water present in the aqueous solution of acetic acid is preferably of the order of 1 to 5/1.
Extraction solvents as defined above are derivatives of diglycol and triglycol in which the hydroxyl groups have
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been transformed into acetyl groups or into methoX'7 or ethoxy groups. They are particularly suitable for use as an extraction solvent in the recovery of acetic acid, because they are miscible, in all proportions, both with water and with acetic acid. and are chemically inert to them and because they do not form an azeotrope with any of these;
they also have boiling points sufficiently higher than that of acetic acid, that is to say situated in the range going from 160 to 280, to allow the separation of the acid.
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and solvent by fractional distillation. Thus, the methoy-triglycol-acetaste boils at zero centigrade; diglycol diacetate, 247 centigrade; methoxy-diglycol-acetate, at 208O centigrade; etoQtr-tiîîîîîîîîîîîîîîîîcétate, approximately 260 centigrade; 220 centigrade-dimethoxy-triglycol and 161-centigrade dimethoxy-diglycol.
Solvents' as defined above also produce a pronounced increase in the volatility of water compared to The process according to the invention is particularly applicable to the recovery of acetic acid from aqueous solutions, dilute, acetic acid, containing, for example, up to about 15 per cent acetic acid, where the usual azeotropic distillation processes are not economical. The distillation of the liquors from the potassium acetate spinning baths used in carrying out the process which is the subject of the specification of Belgian Patent No. 492,232 gives distillates containing 10 to 11 per cent of acetic acid and these solutions are particularly suitable for rectification according to the present invention.
In order to recover the acetic acid from the mixture of acetic acid and the extraction solvent, the fractional distillation is preferably but not necessarily carried out under reduced pressure.
The method according to the invention can be implemented by means of a continuously operating apparatus, as shown in the accompanying drawing. The apparatus shown in the drawing comprises a distillation column 1, heated by a boiler 2, which can advantageously be heated by steam under pressure. The mixture of acetic acid and water, preferably in the vapor state, is brought into column 1, at an internal point, through line 3, and the extraction solvent following line. The invention is simultaneously brought into column 1, near its top, by line 4. Heat is applied to the boiler 2 and the vapor escaping from colome 1 passes through line 5, to reach a condenser. 6, from which the condensate can be removed, as desired, through a discharge duct 7.
At the same time, the mixture of acetic acid and the extraction solvent is collected in the boiler 2 and it passes through a pipe 8, to reach a second distillation column 9, heated by a boiler 10.
In column 9, the acetic acid is distilled with a little water and the vapor passes through a pipe 11, to reach a condenser 12,
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from which the condensate t can be withdrawn in order to be sent to a receptacle 15 for reuse, via a pipe 13. The column 9 works, preferably, under reduced pressure, thanks to the intervention of a vacuum pump 14.
The following examples, in which the apparatus shown in the drawing was used, illustrate the process forming the subject of the present invention. parts and percentages are given by weight.
EXAMPLE 1.
A 10 percent aqueous solution of acetic acid was sent, through line 3, to column 1; the temperature of the boiler 2 was 120 centigrade and the temperature of the column 1; at its top, 'was 100 centigrade. A mixture of 99.5 percent diglycol-diacetate and 0.5 percent.
One hundred acetic acid was fed to column 1, through line 4, in a ratio of 1 part per part of aqueous acetic acid. Under these conditions, a mixture of 99.8 percent water and 0.2 percent acetic acid was collected in condenser 6 and a mixture of 9.2 percent acetic acid, 1.4 percent water and 9.4 percent diglycoldiacetate passed through line 8, reaching second column 9.
Boiler 10 was heated to one. temperature of 160 centigrade and the temperature at the top of column 9 was 35 centigrade; the pressure in column 9 was maintained at 25 mm Hg by vacuum pump 14. Under these conditions, a mixture of 87 percent acetic acid and 13 percent water was condensed in condenser 12 and a mixture 99.5 percent diglycol-diacetate and 0.5 percent acetic acid was collected in boiler 10 and was returned through line 4 to column 1, as described above.
EXAMPLES 2 to. 6.
The process described in Example 1 was repeated with the same results, while the other extraction solvents according to the invention were used, as follows: EXAMPLE¯2¯-
Methoxy-diglycol-acetate will be used. The temperature of boiler 2 was 125 centigrade and that of boiler 10 was 208 centigrade, said boiler being at atmospheric pressure.
EXAMPLE 3 Ethoxy (triglycol acetate) was used. The temperature of boiler 2 was 150 centigrade and that of boiler 10, which was at atmospheric pressure, 260 centigrade.
EXAMPLE L.
Methoxy-triglycol-acetate was used. The temperature of boiler 2 was 135 centigrade and that of boiler 10, which was at atmospheric pressure, 2440 centigrade.
EXAMPLE 5.
Dimethoxy-triglycol was used. The temperature of the boiler 2 was maintained at 150 centigrade, that of the boiler 10 being either '220 centigrade, said boiler being at atmospheric pressure, or else 168 centigrade, said boiler being at an absolute pressure of 150 mm. mercury.
EXAMPLE 6.
Dimethoxy-diglycol was used. The temperature of boiler 2 was maintained at 1100 centigrade, that of boiler 10 at atmospheric pressure being 1610 centigrade.