CS223666B1 - A method of rectifying the separation of formaldehyde from the reaction solution from the production of pentaerythritol and the apparatus for carrying out this process - Google Patents

A method of rectifying the separation of formaldehyde from the reaction solution from the production of pentaerythritol and the apparatus for carrying out this process Download PDF

Info

Publication number
CS223666B1
CS223666B1 CS106881A CS106881A CS223666B1 CS 223666 B1 CS223666 B1 CS 223666B1 CS 106881 A CS106881 A CS 106881A CS 106881 A CS106881 A CS 106881A CS 223666 B1 CS223666 B1 CS 223666B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
formaldehyde
rectification
reaction solution
column
pentaerythritol
Prior art date
Application number
CS106881A
Other languages
Czech (cs)
Slovak (sk)
Inventor
Jan Bobok
Ondrej Palo
Milan Vanko
Anton Hagara
Jan Vidovenec
Jozef Paulech
Jozef Kovac
Jozef Kordik
Original Assignee
Jan Bobok
Ondrej Palo
Milan Vanko
Anton Hagara
Jan Vidovenec
Jozef Paulech
Jozef Kovac
Jozef Kordik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jan Bobok, Ondrej Palo, Milan Vanko, Anton Hagara, Jan Vidovenec, Jozef Paulech, Jozef Kovac, Jozef Kordik filed Critical Jan Bobok
Priority to CS106881A priority Critical patent/CS223666B1/en
Publication of CS223666B1 publication Critical patent/CS223666B1/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Nezreagovaný formaldehyd, volný i viazaný v labilných zlúčeninách, sa odstraňuje z reakčného roztoku z výroby pentaerytritolu rektifikáciou v etážovej kolóne, vybavenej dvojstupňovým vyvíjačom nasýtenej vodnej páry o tlaku 0,15 MPa. Rektifikácia sa uskutočňuje pomocou kombinovaného přívodu jednak priamej páry pod najspodnejšiu etáž kolony a jednak do vyvarovacieho systému s cirkuláciou v pomere 10 až 25 : 1 na odvádzaný reakčný roztok zbavený íormaldehydu. Obsah íormaldehydu po rektifikácii činí maximálně 0,1 % hmot. Rektifikáciou pri 140 °C sa získá destilát s obsahom 18 % hmot. íormaldehydu. Dvojstupňový systém vyvíjača páry umožňuje plynulú výrobu nízkotlakej páry vhodnej pre ďalšie využitie v prevádzke.Unreacted formaldehyde, both free and bound in labile compounds, is removed from the reaction solution from the production of pentaerythritol by rectification in a tray column equipped with a two-stage saturated steam generator with a pressure of 0.15 MPa. Rectification is carried out using a combined feed of direct steam under the lowest tray of the column and into a reflux system with circulation in a ratio of 10 to 25:1 to the discharged reaction solution freed from formaldehyde. The formaldehyde content after rectification is a maximum of 0.1% by weight. Rectification at 140 °C yields a distillate with a content of 18% by weight of formaldehyde. The two-stage steam generator system enables continuous production of low-pressure steam suitable for further use in the operation.

Description

223668 3223668 3

Vynález rieši spůsob a zariadenie na účin-né a ekonomicky úsporné oddelovanie ne-zreagovaného formaldehydu z reakčnéhoroztoku, vznikajúceho vo výrobě pentaery-tritolu.The present invention provides a method and apparatus for the efficient and economical separation of unreacted formaldehyde from a reaction solution resulting from the production of pentaerythritol.

Pentaerytritol sa vyrába reakciou form-aldehydu s acetaldehydom v alkalickom pro-středí. Obvykle sa používá značný preby-tok formaldehydu oproti stechiometrickejspotrebe, ktorý má priaznivý vplyv na zvy-šovanie výtažku pentaerytritolu, vztiahnu-té na privádzaný acetaldehyd. Vedlejšímireakciami medzi východzími látkami, při-padne medzi východzími látkami a ich splo-dinami, vzniká zároveň pestrá zmes látokv množstve, závislom od technologickýchpodmienok a konštrukcie reakčnej sústavy,z ktorých majú najvýznamnejšie zastúpeniedipentaerytritol a vyššie pentaerytritoly, da-lej formály pentaerytritolu a/alebo dipenta-erytritolu a dalšie látky, vznikajúce najmákondenzačnými reakciami formaldehydu valkalickom prostředí.Pentaerythritol is produced by reacting a formaldehyde with acetaldehyde at an alkaline environment. Typically, a considerable excess of formaldehyde is used over the stoichiometric consumption which has a beneficial effect on the increase in the yield of pentaerythritol based on the acetaldehyde feed. By the secondary reactions between the starting materials and the starting materials and their complexes, a diverse mixture of substances is also produced, depending on the technological conditions and the structure of the reaction system, of which the pentaerythritol and the higher pentaerythritol, the other forms of pentaerythritol and / or dipenta, are most prominent -erythritol and other substances formed by the most condensation reactions of formaldehyde by the valkalic medium.

Pri včasnom ukončení reakcie neutrali-záciou obsahuje reakčná zmes aj příslušnémnožstvo nezreagovaného formaldehydu,ktorý sa musí z reakčnej zmesi odstrániťaž do nepatrného zbytku najmá preto, žeformaldehyd už v nepatrných koncentrá-ciach velmi narúša priebeh kryštalizáciepentaerytritolu a tak velmi znižuje výťažokpentaerytritolu v separačnom procese. Ob-sah formaldehydu v reakčnej zmesi idúcejna dalšie spracovanie nemá přesahovat viacako 0,01 % hmot., aby kryštalizácia prebie-hala hladko a s minimálnymi stratami pen-taerytritolu. Dalším důvodom odstráneniaformaldehydu z reakčnej zmesi je maximál-na hospodárnost jeho využitia regeneráciou,významná najmá vtedy, ked sa používá tech-nológia syntézy pentaerytritolu vyžadujúcavysoký prebytok formaldehydu oproti jehostechiometrickej spotrebe, pričom sa súčas-ne dosahujú najvyššie výtažky pentaerytri-tolu vztiahnuté na privádzaný acetaldehyd.In the early termination of the reaction by neutralization, the reaction mixture also contains the amount of unreacted formaldehyde which must be removed from the reaction mixture to a tiny residue, especially since formaldehyde already interferes very slightly with the crystallization of pentaerythritol at low concentrations and thus greatly reduces the yield of pentaerythritol in the separation process. The formaldehyde content of the reaction mixture, which is to be treated further, should not exceed 0.01% by weight, so that the crystallization takes place smoothly and with minimal peneterythritol losses. Another reason for removing the formaldehyde from the reaction mixture is to maximize its efficiency by regeneration, especially when using pentaerythritol synthesis technology requiring a high excess of formaldehyde compared to the stoichiometric consumption, while at the same time achieving the highest yields of pentaerythritol based on the acetaldehyde feed.

Na odstránenie nezreagovaného formal-dehydu z reakčného roztoku sa používajúrůzné spůsoby, jednak tzv. tepelného niče-nia reakciou pri zvýšenej teplote na siru-povité látky a jednak různé spůsoby rekti-fikačného alebo destilačného vydelenia zreakčného roztoku, ktorými sa nezreagova-ný formaldehyd regeneruje a súčasne sa zavhodných podmienok modifikujú vlastnostireakčného roztoku v smere priaznivom predosiahnutie maximálnych výťažkov penta-erytritolu v nasledujúcich separačných ope-ráciach.In order to remove unreacted formaldehyde from the reaction solution, various processes are used, the so-called thermal destruction by reaction at elevated temperature to the sulphurous substances and, on the other hand, the different rectification or distillation processes from the reaction solution by which the unreacted formaldehyde is recovered and At the same time, the favorable conditions modify the properties of the reaction solution in the direction of favorably reaching the maximum yields of pentaerythritol in subsequent separation operations.

Pri známých spůsoboch přípravy penta-erytritolu sa odstraňovanie formaldehyduuskutočňuje obyčejné rektifikáclau reakč-nej zmesi za vyššieho tlaku ako je tlak at-mosferický. Například podlá USA patentu2 562102 sa nezreagovaný prebytok form-aldehydu odstraňuje z mierne kyslej reakč-nej zmesi pomocou destílácie s vodnou pa-rou pri obyčajnom alebo zvýšenom tlaku.In the known processes for the preparation of pentaerythritol, formaldehyde removal is carried out in the ordinary rectification of the reaction mixture at higher pressures than at atmospheric pressure. For example, according to U.S. Pat. No. 2,562,102, unreacted excess formaldehyde is removed from the mildly acidic reaction mixture by distillation with aqueous steam at ordinary or elevated pressure.

Obsah formaldehydu v reakčnej zmesi od-chádzajúcej z rektifikácie je 0,1 %. Podob-né sa rieši odstraňovanie formaldehydu zmierne okyslenej reakčnej zmesi destilá-ciou pri tlaku 1,7 až 3,1 at. podlá USA pat.2 951 095, resp. pri tlaku 2,0 až 2,5 at., tedapri destilačnej teplote okolo 130 °C, podláUSA pat. 2 790 836. Rozličné modifikáciedvojstupňového oddelovania formaldehydupomocou dvoch rektifikačných kolón, pra-cujúcich pri odlišných tlakoch, sú riešenéa popísané v USA pat. 3 410 915, vo V. Brit.pat. 1 240 254 a v NSR pat. 1 910 057. Vo V.Brit. pat. sa uvádza postup, podlá ktoréhosa roztok pentaerytritolu a mravčanu vápe-natého koncentruje za vákua 20 torr a ažpotom za tlaku 3 at. sa oddestiluje nezre-agovaný formaldehyd.The formaldehyde content of the reaction mixture leaving the rectification is 0.1%. Similarly, the removal of formaldehyde by the acidified reaction mixture by distillation at a pressure of 1.7 to 3.1 at. U.S. Pat. No. 951,095 and U.S. Pat. at a pressure of 2.0 to 2.5 at. ° C, at a distillation temperature of about 130 ° C. Various modifications of the two-stage formaldehyde separation by two rectification columns operating at different pressures are described in U.S. Pat. 3 410 915, in V. Brit.pat. 1,240,254 and U.S. Pat. 1,910,057. pat. the procedure according to which a solution of pentaerythritol and calcium formate is concentrated in a vacuum of 20 torr and thereafter under pressure of 3 at. unreacted formaldehyde is distilled off.

Podlá frainc. pat. 1 349 534 sa nezreago-vaný formaldehyd odstraňuje v koloně pre-háňaním priamou vodnou parou pri teplo-te v rozmedzí 150 až 200 °C. Tlak privádza-nej priamej páry je 15 at. Pre dosiahnutievyššieho výtažku pentaerytritolu je důleži-tá úprava pH reakčného roztoku na hodno-tu 5,5 až 4. Zvýšenie výtažku pentaerytri-tolu sa připisuje tepelnému rozkladu tzv.hemiformálov. Odstraňovanie formaldehydustripovaním reakčného roztoku v rektifikač-nej kolóne je riešené a popísané v nasledu-júcich patentových spisoch: V. Brit. pat. č.824 442, NSR pat. 1 158 950, V. Brit. pat. č.936 083 a 989 243. Spůsob přípravy di- ažpolyhydroxyzlúčenín s využíváním rektifi-kácie alebo destílácie zbytkového nezreago-vaného formaldehydu pri teplote 120 až150 °C z reakčného roztoku, ktorého pH jeupravené na hodnotu menšiu ako 9, s vý-hodou menšiu ako 6, je popísaný v čs. au-torskom osvědčení 186 549. Všetky doteraz používané spůsoby odstrá-nenia nezreagovaného formaldehydu z re-akčnej zmesi, obsahujúcej pentaerytritol adalšie látky, vzniklé vedTajšími reakciamiz formaldehydu a acetaldehydu vo vodnomzriedenom alkalickom prostředí, majú nie-koTko nevýhod, spočívajúcich v nízkej účin-nosti rektifikácie a hlavně vo vysokých pre-vádzkových nákladoch, vyplývajúcich z vy-soké] spotřeby páry. Niektoré navrhovanéspůsoby majú aj nepriaznivý vplyv na vý-ťažok ipentaerytritolu a nízku účinnost re-generácie formaldehydu v důsledku nedo-konalého rozkladu labilných vedlajších zlú-čenín pentaerytritolu, obsahujúcich formal-dehyd, připadne aj v důsledku dalších re-akcií formaldehydu za podmienok panujú-cich v používaných separačných zariade-niach.Podlá frainc. pat. 1 349 534, unreacted formaldehyde is removed in the column by direct water vapor flashing at a temperature between 150 ° C and 200 ° C. The direct steam feed pressure is 15 at. To obtain a higher yield of pentaerythritol, it is important to adjust the pH of the reaction solution to a value of 5.5 to 4. Increasing the yield of pentaerythritol is attributed to the thermal decomposition of the so-called hemiformals. The formaldehyde removal of the reaction solution in the rectification column is solved and described in the following patents: V. Brit. pat. No. 824,442, NSR Pat. 1,158,950, V. Brit. pat. 936,083 and 989,243. A process for the preparation of di- to polyhydroxy compounds using the rectification or distillation of residual unreacted formaldehyde at 120-150 ° C from a reaction solution having a pH of less than 9, preferably less than 6, is described in MS. All the previously used methods for removing unreacted formaldehyde from a reaction mixture containing pentaerythritol and other substances resulting from the reaction of formaldehyde and acetaldehyde in an aqueous dilute alkaline medium have several disadvantages of low efficiency. and, in particular, high operating costs resulting from high steam consumption. Some of the proposed methods also have an adverse effect on the yield of ipentaerythritol and the low efficiency of formaldehyde re-generation due to the non-complete decomposition of labile pentaerythritol-containing formaldehyde-containing compounds, possibly due to other formaldehyde reactions under the prevailing conditions. in the separation devices used.

Nevýhody a nedostatky doteraz známýchspůsobov odstránenia a regenerácie nezre-agovaného formaldehydu vyplývajú predo-všetkým z neideálneho chovania sa systé-mu voda — formaldehyd a z pemerne velmivysokej citlivosti tohto procesu na dodržia-vanie vhodných technologických podmienok 223666 5 so zretelom na konstrukčně parametre akonštrukčné zvláštnosti požívaných zaria-dení. V důsledku toho sa doteraz známýmispósobmi získává reakčný roztok, obsahu-jáci ešte poměrně vysoké množstvo form-aldehydu od 0,1 do 1,0 % hmot., čo zvyšujerozpustnost pentaerytritolu a sťažuje tak je-ho izoláciu kryštalizáciou, alebo sa znižujevýťažok pentaerytritolu v důsledku neámer-nej expozície reakčného roztoku pri vyso-kej teplote, alebo sa znižuje účinnost rege-nerácie formaldehydu pri súčasných vyso-kých nákladoch na spotřebu páry o tlaku1,5 MPa, připadne ešte vyššom, ak se rek-tifikácia uskutočňuje pri teplote až 200 °C.The disadvantages and drawbacks of the hitherto known methods of removing and regenerating unreacted formaldehyde result primarily from the non-ideal behavior of the water-formaldehyde system and the relatively high sensitivity of this process to adhering to the appropriate technological conditions 223666 5 with regard to structural parameters and constructional peculiarities of the zaria -dení. As a result, the reaction solution, which still contains a relatively high amount of formaldehyde of from 0.1 to 1.0% by weight, is obtained by known methods, thus increasing the solubility of pentaerythritol and making it difficult to isolate by crystallization or reducing the yield of pentaerythritol as a result of a non-thermal exposure of the reaction solution to high temperature, or a reduction in formaldehyde regeneration efficiency at a current high steam consumption of 1.5 MPa, even higher if the recrystallization is carried out at up to 200 ° C C.

Uvedené nedostatky sa odstraňujú spůso-bom rektifikačného oddetovania formalde-hydu z reakčného roztoku z výroby penta-erytritolu frakciou formaldehydu s acetal-dehydom v alkalíckom prostředí, ktoré sauskutočňuje po neutralizácii reakčného roz-toku podl'a vynálezu tak, že část páry po-trebnej na rektifikáciu sa privádza pri tla-ku 0,4 až 0,61 MPa do spodnej časti rekti-fikačnej kolony, s výhodou pod nejspodnej-šiu etáž rektifikačnej kolony, v množstveodpovedajúcom podielu 0,5 až 15 % z množ-stva do kolony privádzaného nástreku re-akčného roztoku po neutralizácii, pričomz rektifikačnej kolony sa odvádza parnázmes pri teplote v rozmedzí 125 až 160 °C,s výhodou v rozmedzí 135 až 150 °C, do dvoj-stupňového teplozmenného systému, pričomz prvého stupňa tohto systému sa odvádzavodná para o tlaku v rozmedzí 0,11 až 0,35MPa, s výhodou 0,125 až 0,25 MPa a v dru-hom stupni sa znižuje teplota kondenzátuparnej zmesi z rektifikačnej kolony na hod-notu 90 až 110 °C, s výhodou na 95 až 102stupňov Celsia a po tomto ochladení sa časfvedie spať do rektifikačného systému, zvy-šok sa vedie na ďalšie spracovanie a z vy-varovacieho systému sa odvádza reakčnýroztok zbavený podstatnej časti formalde-hydu.These drawbacks are eliminated by a process of rectifying the removal of formaldehyde from the reaction solution from the production of pentaerythritol by the fraction of formaldehyde with acetaldehyde in the alkaline medium, which is carried out after neutralization of the reaction solution according to the invention so that for rectification, it is fed at a pressure of 0.4 to 0.61 MPa to the lower part of the rectification column, preferably below the lowest level of the rectification column, in a proportion of 0.5 to 15% of the amount fed to the column. injecting the reaction solution after neutralization, wherein a steam mixture is removed from the rectification column at a temperature between 125 ° C and 160 ° C, preferably between 135 ° C and 150 ° C, into a two-stage heat exchange system, wherein the first stage of the system is vaporized pressure in the range of 0.11 to 0.35 MPa, preferably 0.125 to 0.25 MPa, and in the second stage the temperature of the condensate mixture from the rectifier is reduced The column is brought to a temperature of 90 to 110 ° C, preferably 95 to 102 degrees Celsius, and after this cooling, it returns to the rectification system, the remainder being fed for further processing and the reaction solution free of substantial amounts of formaldehyde from the warning system. -hydu.

Na uskutočňovanie tohto postupu je vhod-né zariadenie, pozostávajúce z rektifikač-nej kolony, tepelných výmenníkov a arma-tur, pričom etážová rektifikačná kolona 2opatřená prívodom 1 nástreku, je pod naj-spodnejšou etážou 4 opatřená prívodnýmpotrubím S priamej páry a vyparovacím za-riadením 3, ktorého medzirúrkový priestorje spojený s prívodným potrubím 17 vyhrie-vacej páry, pričom vrchná časf etážovejrektifikačnej kolony 2 je spojená odvodnýmpotrubím 7 pár destilátu na prvý tepelnývýmenník 8, s výhodou rúrkového typu, naktorý je do série zapojený spojovacím po-trubím 11 rúrkových priestorov druhý te-pelný výmenník 9 a spojovacím potrubím10 v sérii zapojené plášťové priestory tých-to výmenníkov, pričom výstup 13 z druhéhotepelného výmenníka sa rozvětvuje na po-trubie 14 refluxného toku, zapojené na etá-žová rektifikačná kolonu 2 a na odvodněpotrubie 1S regenerovaného vodného roz- toku formaldehydu, na medziplášíový prie-stor druhého tepelného výmenníka 9 je za-pojené přívodně potrubie 12 demineralizo-vanej vody a na medziplášťový priestor pr-vého výmenníka 8 odvodně potrubie 16 níz-kotlaké]' páry.In order to carry out this process, a device consisting of a rectification column, heat exchangers and an armature is suitable, wherein the floor rectification column 2 provided by the feed line 1 is provided with a direct steam supply pipe and evaporation apparatus under the lowest tray 4 3, the inter-tubular space of which is connected to the heating steam supply line 17, the upper part of the stage-adjustment column 2 being connected by the distillate pipe 7 to the first heat exchanger 8, preferably of the tubular type, in which the second pipe is connected in series by the connecting pipe 11 of the tubular spaces. the heat exchanger 9 and the connecting pipe 10 in series connected casing spaces of the exchangers, the outlet 13 of the second heat exchanger being branched to the reflux conduit 14 connected to the stage rectification column 2 and to the exhaust duct 1S of the recovered water flow of formald In the case of the intermediate shell of the second heat exchanger 9, a supply line 12 of demineralized water and a low-pressure steam line 16 are connected to the intermediate space of the first exchanger 8.

Pokrok nového sposobu oddelovania form-aldehydu z reakčného roztoku vo výroběpentaerytritolu a nového zariadenia na je-ho uskutočnenie spočívá vo vysokom využi-tí tepla v procese rektifikačného odstráne-nia nezreagovaného formaldehydu pri sá-časnom dosiahnutí vysokých výťažkov pen-taerytritolu počítaných na privádzaný acet-aldehyd a formaldehyd hlavně v důsledkuvysokéj účinnosti regenerácie formaldehy-du. Důležitým prvkom je dosiahnutie pri-meranej doby expozície spracovávanýchkvapalných i plynných zmesí pri vysokéjteplote, dostatočnej na potřebný rozklad he-miformálov bez toho, aby dochádzalo k de-gradácii žiadaných produktov na prehria-tych stěnách výmenníkov. Ďalším důležitým prvkom je přívod pria-mej páry do spodu kolony a správná volbapoměru k privádzanému nástreku s ohla-dom na použitý prebytok formaldehydu o-proti stechiometrickej spotrebe, čo má vý-znamný pozitivny vplyv hlavně v tom pří-pade, keď třeba znížiť obsah formaldehyduv odchádzajácom reakčnom roztoku až napožadovaná hodnotu 0,01 % hmot., alebonižšiu. Uvedená požiadavka hlbokého od-stránenia nezreagovaného formaldehydu pri-náša ďalšie zvláštnosti v priebehu procesu,vyplývájáce zrejme z odlišného chovaniasa neideálneho systému v oblasti velmi níz-kých koncentrácií jednej zložky. Spůsob azariadenie podlá vynálezu riešia problémyodstraňovania nezreagovaného formaldehy-du na požadovaná velmi nízku hodnotu prisáčasnom zvyšovaní hospodárnosti výrobnějoperácie. Ďalej uvádzané příklady podrobnejšie ilu-strujá ako postup tak aj zariadenie, ale ne-vymedzujá všetky možnosti využitia vyná-lezu. Příklad 1The advancement of the novel process for separating formaldehyde from the reaction solution into the production of pentaerythritol and the new apparatus for its realization consists in the high utilization of heat in the process of rectifying the removal of unreacted formaldehyde while at the same time achieving high yields of peneterythritol calculated on the acetone feed. aldehyde and formaldehyde mainly due to the high efficiency of formaldehyde recovery. An important element is the achievement of a reasonable exposure time for the liquid and gaseous mixtures to be treated at high temperatures, sufficient for the necessary decomposition of the homogeneous material, without de-degradation of the desired products on the overheating walls of the exchangers. Another important element is the supply of direct steam to the bottom of the column and the correct volumetrometer to feed the feed with respect to the excess formaldehyde used against stoichiometric consumption, which has a significant positive impact, especially when the content needs to be reduced formaldehyde in the leaving reaction solution up to the desired value of 0.01% by weight, or more. Said requirement of deep removal of unreacted formaldehyde gives rise to additional peculiarities during the process, which appears to be due to the different behavior of the non-ideal system in the area of very low concentrations of one component. The present invention solves the problem of removing unreacted formaldehyde to the desired very low value by temporarily increasing the cost of manufacturing operation. The following examples illustrate both the process and the device in more detail, but do not limit the scope of the invention. Example 1

Rektifikačná oddelovanie nezreagovanéhoformaldehydu z reakčného roztoku vo vý-robě pentaerytritolu sa uskutočňuje na za-riadení schematicky znázornenom na prilo-ženom obrázku. Pomocné zariadenia, čer-padlá, armatáry a regulačně přístroje niesá v schéme znázorněné.The rectification separation of unreacted formaldehyde from the reaction solution in the production of pentaerythritol is carried out schematically in the accompanying drawing. Auxiliary devices, pumps, fittings and control devices are not shown in the diagram.

Rektifikačné oddelovanie formaldehydusa uskutočňuje v zariadeňí pozostávajácomz etážovej rektifikačnej kolony 2, vybave-nej ventilovými etážami s dvojzáťažovýmizáklopkami, opatrenej prívodom 1 nástreku,vyvarovacím zariadením 3, odvodným po-trubím 6 roztoku zbaveného formaldehydua prívodným potrubím 5 priamej páry podnajspodnejšou etážou 4 etážovej rektifikač-The rectification separation of formaldehyde is carried out in a device consisting of a tray rectification column 2 equipped with valve trays with double load flasks provided with a feed inlet 1, a blasting device 3, a drain pipe 6 of a formaldehyde-free solution and a feed line 5 of direct steam under the bottom tray 4 of the tray.

T ne] kolony 2. Vyvarovacie zariadenle 3 po-zostáva z dvoch vyvarovačov opatřenýchprívodným potrubím 17 vyhrievacej párydo medzirúrkového priestoru vyvarovačov.Páry obohatené formaldehydom sa odvád-zajú z hlavy etážovej rektifikačnej kolony2 odvodným potrubím 7 pár destilátu doprvého tepelného výmenníka 8 na výrobunízkotlakej páry a odtial' spojovacím po-trubím 11 rúrkových priestorov do druhé-ho tepelného výmenníka 9, pričom konden-zát odchádza výstupom 13 z druhého tepel-ného výmenníka, ktorý sa rozvětvuje napotrubie 14 refluxného toku a na odvodněpotrubie 15 regenerovaného vodného rozto-ku formaldehydu, ktorý je odvádzaný nadalšie použitíe. Prívodným potrubím 12 de-mineralizovanej vody sa táto voda určenána výrobu páry privádza do druhého tepel-ného výmenníka 9 a odtial spojovacím po-trubím 10 do prvého tepelného výmenníka 8. Z něho sa odvodným potrubím 16 nízko-tlakej páry 16 odvádza táto vodná para nadalšie využitie.The column 3 consists of two boilers equipped with a heating line 17 for heating steam to the interspace of the boilers. The formaldehyde-enriched steam is discharged from the head of the rectification column 2 by a conduit 7 of a distillate of the first heat exchanger 8 to produce high pressure steam and discharges the conduit 11 passes into the second heat exchanger 9, the condensate leaving the outlet 13 of the second heat exchanger, which branching 14 to the reflux flow and to the conduit 15 of the recovered aqueous formaldehyde solution which is exhausted use. This dewatered water is supplied to the second heat exchanger 9 via the de-mineralized water supply line 12 and is fed to the first heat exchanger 8 through the connecting pipe 10. use.

Hlavně konstrukčně parametre etážovejrektifikačnej kolóny sú nasledujúce:Especially the constructional parameters of the multi-stage column are as follows:

Vnútorný priemer kolóny: 1,2 mColumn inside diameter: 1.2 m

Počet etáží: 43Number of floors: 43

Dlžka prepadovej priehradky: 0,682 m Výška (prestavitelná) prepadovej priehradky: 0,05 mOverflow compartment length: 0.682 m Overflow compartment height (adjustable): 0.05 m

Plocha přepadu: 0,06 m2Overflow area: 0.06 m2

Počet záklopiek na etáži: 110Number of flaps on deck: 110

Priemer velkej záklopky: 60 mmLarge Valve Diameter: 60 mm

Priemer malej záklopky: 40 mm Převážná časť tepla, potřebného na rek-tifikáciu sa dodává vo vertikálnych vará-koch, riešených s prirodzenou cirkulácious cirkulačným pomerom 10 :1.Small Valve Diameter: 40 mm The vast majority of the heat required to be recycled is supplied in vertical cookers solved with a natural circulation circulating ratio of 10: 1.

Prvý tepelný výmenník 8 je horizontálnyrúrkový výmenník, zaplavený maximálně do2/3 priemeru, s roztečou rúrok 1,5 krátváč-šou ako vonkajší priemer rúrok. Druhý te-pelný výmenník 9 je podobnej konštrukcie,ale úplné zaplavený. Nástrek do kolóny tvoří zneutralizovanýreakčný roztok vo výrobě pentaerytritolu,s upraveným pH na hodnotu 4 až 4,5 vmnožstve 16 000 kg . h-1. Privádza sa do ko-lóny pri teplote 143 °C, dosiahnutej pred-chádzajúcou tepelnou výměnou s odchád-zajúcim prúdom zo spodu kolóny a dohria-tim v parnom predohrievači (na schémenezakreslené j. Hmotnostný zlomok form-aldehydu v nástreku je 0,076. Množstvopriamej páry, privádzanej pod najspodnej-šiu etáž kolóny činí priemerne 6667 kg . h_1.Množstvo pár odchádzajúcich z hlavy ko-lóny činí priemerne 13 933 kg . h_1. Páryodchádzajúce z etážovej rektifikačnej ko-lóny majú teplotu 140 °C a obsahujú 18 %hmot. formaldehydu. Kondenzačně teplo odo-vzdávajú pri přechode prvým tepelným vý-menníkom 8 pri tlaku 392,3 kPa v rúrkacho celkovom vnútornom priereze 0,0997 m2.The first heat exchanger 8 is a horizontal tubular heat exchanger, flooded to a maximum of 2/3 of the diameter, with a pipe pitch of 1.5 times as the outer diameter of the pipes. The second heat exchanger 9 is of similar construction but complete flooded. The column feed is a neutralized reaction solution in the production of pentaerythritol, adjusted to a pH of 4 to 4.5 in a quantity of 16,000 kg. h-1. It is fed to the column at 143 ° C, obtained by the previous heat exchange, with the withdrawal stream from the bottom of the column and heated in the steam preheater (to the diagram below). The weight fraction of formaldehyde in the feed is 0.076. The amount of vapors leaving the head of the column is on average 13,933 kg.h_1 The vapors from the bottom rectification column have a temperature of 140 DEG C. and contain 18% by weight of formaldehyde. The heat of condensation, when passing through the first heat exchanger 8 at a pressure of 392.3 kPa in the tube, results in an overall internal cross section of 0.0997 m 2.

Odchádzajúci kondenzát o teplote 130 °C savedie do druhého tepelného výmenníka 9,v ktorom sa ochladzuje na 100 °C, pričomsa protiprúdne privádzaná demineralizova-ná voda ohřeje na 111 °C. Kondenzát, obsa-hujúci 12 % hmot. formaldehydu, ochlade-ný na 100 °C sa sčasti odvádza ako destilátv priemernom množstve 6667 kg. h_1 nadalšie využitie a druhá část v množstve cca7333 kg. h_1 sa vracia spať do rektifikačnejkolóny ako reflux. Zo spodu odchádza pritomto sposobe roztok v prakticky rovnakommnožstve ako je privádzaný nástrek, t. j.16 000 kg . h_1 s priemerným obsahom form-aldehydu 0,015 °/o hmot. Z prvého tepelné-ho výmenníka 8 odchádza vyrobená nasý-tená vodná para o tlaku 147,1 kPa. Priemer-né množstvo vyrobenej páry činí 12 00 kg.,h_1. Příklad 2The 130 ° C leaving condensate is transferred to a second heat exchanger 9 in which it is cooled to 100 ° C while the counter-flowing demineralized water is heated to 111 ° C. A condensate containing 12 wt. of formaldehyde, cooled to 100 ° C, is partially removed as a distillate in an average amount of 6667 kg. h_1 more use and second part in about 7333 kg. h_1 returns to rectification column as reflux. From the bottom, the solution in question comes out in practically the same amount as the feed feed, i.e. 16,000 kg. h1 with an average form aldehyde content of 0.015% by weight. From the first heat exchanger 8, the produced saturated water vapor leaves a pressure of 147.1 kPa. The average amount of steam produced is 1200 kg., H_1. Example 2

Rektifikácia formaldehydu z reakčnéhoroztoku vo výrobě pentaerytritolu sa usku-tečňuje pri rovnakých tlakových a teplot-ných podmienkach a na rovnakom zariade-ní ako v příklade 1, ale s tým rozdielom,že je úplné zastavený přívod priamej párydo spodu rektifikačnej kolóny. V dosledkutoho všetko teplo, potřebné na rektifikáciusa dodává pomocou parných vyvarovačov.Pri tomto sposobe vyvíjač nasýtenej párypracuje rovnakým spósobom a prakticky srovnakou účinnostou ako v příklade 1, alezo spodu odchádza koncentrovanější vodnýroztok pentaerytritolu v celkovom priemer-nom množstve 9333 kg. h-1, pričom kon-centrácia formaldehydu v tomto roztoku jevyššia ako v příklade 1 a činí priemerne0,1714 % hmot. Zvýšená koncentrácia for-maldehydu v odchádzajúcom roztoku mápozorovatelné negativny vplyv na výťažokpentaerytritolu pri ďalšom spracovaní roz-toku kryštalizáciou. Příklad 3The rectification of formaldehyde from the reaction solution in the production of pentaerythritol is carried out under the same pressure and temperature conditions and on the same equipment as in Example 1, except that the direct steam supply to the bottom of the rectification column is completely stopped. As a result, the heat required for the rectification is supplied by steam boilers. In this process, the saturated steam generator operates in the same manner and practically as in Example 1, leaving a more concentrated aqueous solution of pentaerythritol at a total of 9333 kg. h-1, wherein the concentration of formaldehyde in this solution is greater than that of Example 1 and is on average 0.1714% by weight. The increased formaldehyde concentration in the effluent solution has a noticeable negative effect on the yield of pentaerythritol by further treatment of the solution by crystallization. Example 3

Rektifikácia formaldehydu z reakčnéhoroztoku vo výrobě pentaerytritolu sa usku-tečňuje pri rovnakých tlakových a teplot-ných podmienkach a na rovnakom zariade-ní ako v příklade 1, až nato, že je úplnézastavený přívod do vyvarovacieho systé-mu a všetko teplo, potřebné na rektifiká-ciu sa dodává prívodom priamej páry v prie-mernom množstve 13 933 kg . li1. Pri tom-to sposobe účinnost vyvíjača nasýtenej pá-ry je prakticky rovnaká ako v příklade 1 aznatelné sa zvýši deliaca účinnost kolóny.Účinné odstránenie volného nezreagované-ho formaldehydu i formaldehydu pravděpo-dobně vzniklého rozkladom vedlajších zlú-čenín má pozitivny vplyv na zvýšenie vý-ťažkov pentaerytritolu pri ďalšom spraco-vaní roztoku kryštalizáciou. Nevýhodou toh-to spósobu však je poměrně značné zriede-The rectification of formaldehyde from the reaction solution in the production of pentaerythritol is carried out under the same pressure and temperature conditions and on the same equipment as in Example 1, except that the supply to the boiling system and all the heat needed for rectification are complete. it is supplied by direct steam supply in an average amount of 13 933 kg. li1. In this process, the efficiency of the saturated vapor generator is practically the same as in the Example, the separation efficiency of the column is increased. The effective removal of free unreacted formaldehyde and formaldehyde, possibly resulting from the decomposition of the side compounds, has a positive effect on the increase in yield. pentaerythritol heavy extracts by further crystallization of the solution. However, the disadvantage of this method is the relatively

Claims (3)

223666 nie roztoku, odchádzajúceho zo spodu ko-lóny, čo výkonové neúmerne zaťažuje ná-sledné separačné operácie. Příklad 4 Pre porovnanie technického účinku sarektifikácia formaldehydu z reakčného roz-toku vo výrobě pentaerytritolu uskutočňujepodobným sposobom a na rovnakom zaria-dení ako v příklade 1, s takou odlišnoscou,že páry odchádzajúce z hlavy kolony má-jů teplotu 165 °C. Účinnost regenerácie for-maldehydu sa znížila v priemere o 8 až 12percent. ia Příklad 5 Rektifikácia formaldehydu z reakčnéhoroztoku vo výrobě pentaerytritolu sa usku-točňuje za rovnakých tlakových a teplot-ných podmienok ako v příklade 1, pričomzariadenie pomocou odtokov je upravenétak, že pracuje len prvý tepelný výmenník 6. K tomu je prisposobené zaťaženie rekti-fikačnej kolony. V takto modifikovanom za-riadení dochádza k „vyhadzovaniu“ vriacejvody vytváranými parami, var kvapaliny jenepravidelný a kolísanie tlaku praktickyznemožňuje použitie vyrobenej nasýtenejpáry. PREDMET223666, not a solution leaving the bottom of the column, which disproportionately impairs the subsequent separation operations. EXAMPLE 4 To compare the technical effect of the formalization of formaldehyde from the reaction solution in the production of pentaerythritol in a similar manner to that of Example 1, with the difference that the vapors leaving the top of the column have a temperature of 165 ° C. The recovery efficiency of the formaldehyde was reduced by an average of 8 to 12 percent. EXAMPLE 5 The rectification of formaldehyde from the reaction solution in the production of pentaerythritol is carried out under the same pressure and temperature conditions as in Example 1, wherein the apparatus is effected by draining only the first heat exchanger 6 to operate. . In such a modified device, there is a "ejection" of the boilers by the vapors generated, the boiling of the liquid only irregularly and the pressure fluctuation practically makes it impossible to use the produced saturated steam. OBJECT 1. Sposob rektifikačného oddefovania for-maldehydu z reakčného roztoku z výrobypentaerytritolu reakciou formaldehydu s ace-taldehydom v alkalickom prostředí po ne-utralizácii reakčného roztoku, zahrnujúcidestiláciu s vodnou parou za zvýšeného tla-ku, vyznačujúci sa tým, že časť páry po-trebnej na rektifikáciu sa privádza pri tla-ku 0,4 až 0,61 MPa do spodnej časti rekti-fikačnej kolony, s výhodou pod najspodnej-šiu etáž rektifikačnej kolony, v množstveodpovedajúcom podielu 0,5 až 15 % z množ-stva do kolony privádzaného nástreku re-akčného roztoku po neutralizácii, pričomz rektifikačnej kolony sa odvádza parnázmes pri teplote v rozmedzí 125 až 160 °C,s výhodou v rozmedzí 135 až 150 °C, do dvoj-stupňového teplozmenného systému, pričomz prvého stupňa tohto systému sa odvádzavodná para o tlaku 0,11 až 0,35 MPa, s vý-hodou 0,125 až 0,25 MPa a v druhom stupnisa znižuje teplota kondenzátu parnej zmesiz rektifikačnej kolony na hodnotu 90 až110 °C, s výhodou na 95 až 102 °C a po tom-to ochladení sa časť vedie spať do rektifi-kačného systému, zvyšok sa vedie na ďal-šie spracovanie a z vyvarovacieho systémusa odvádza reakčný roztok zbavený pod-statnej časti formaldehydu.CLAIMS 1. A process for the rectification separation of formaldehyde from a reaction solution of a pentaerythritol by reacting formaldehyde with an acetaldehyde in an alkaline medium after non-neutralization of the reaction solution, comprising distilling the water vapor at elevated pressure, characterized in that a portion of the steam required for rectification is carried out at a pressure of 0.4 to 0.61 MPa to the bottom of the rectification column, preferably below the lowest level of the rectification column, in an amount corresponding to 0.5 to 15% of the amount to the feed column. of the reaction solution after neutralization, wherein a steam mixture is withdrawn from the rectification column at a temperature in the range of from 125 to 160 ° C, preferably in the range of from 135 to 150 ° C, into a two-stage heat exchange system, wherein the first stage of the system is pressurized From 0.11 to 0.35 MPa, preferably from 0.125 to 0.25 MPa, and in the second stage, the condensate temperature of the steam mixture is reduced by the rectification column. and a value of 90-110 ° C, preferably 95-102 ° C, and after cooling, a portion is returned to the rectification system, the remainder being led to a further treatment, and the reaction solution devoid of a substantial portion removed from the boiling system formaldehyde. 2. Sposob podlá bodu 1, vyznačujúci satým, že reakčný roztok sa odvádza z ukfud-ňovacej časti vyvarovacieho systému, v kto-rom sa prirodzenou cirkuláciou zabezpeču- VYNALEZU je cirkulačný poměr 10 až 25 : 1, vzhfadomk množstvu odvádzaného reakčného rozto-ku.2. A process as claimed in claim 1, wherein the reaction solution is discharged from the depot of the boiling system, wherein a circulating ratio of 10 to 25: 1 is used for the natural circulation of the discharging system, with respect to the amount of reaction solution discharged. 3. Zariadenie na uskutočňovanie sposo-bu pódia vynálezu, pozostávajúce z rektifi-kačnej kolony, tepelných výmenníkov, arma-túr, vyznačujúce sa tým, že etážová rektifi-kačná kolona (2) opatřená prívodom (1) ná-streku je pod najspodnejšou etážou (4) o-patrená prívodným potrubím (5) priamejpáry a vyvarovacím zariadením (3), ktoré-ho medzirúrkový priestor je spojený s prí-vodným potrubím (17) vyhrievacej páry,pričom vrchná časť etážovej rektifikačnejkolony (2) je spojená odvodným potrubím(7) pár destilátu na prvý tepelný výmen-ník (8), s výhodou rúrkového typu, na kto-rý je do série zapojený spojovacím potru-bím (11) rúrkových priestorov druhý tepel-ný výmenník (9) a spojovacím potrubím (10)v sérii zapojené plášťové priestory týchtovýmenníkov, pričom výstup (13) z druhéhotepelného výmenníka sa rozvětvuje na po-trubie (14) refluxného toku, zapojené naetážovú rektifikačnú kolonu (2) a na od-vodně potrubie (15) regenerovaného vod-ného roztoku formaldehydu, na medzipláš-ťový priestor druhého tepelného výmenníka(9) je zapojené přívodně potrubie (12) de-mineralizovanej vody a na medziplášťovýpriestor prvého výmenníka (8) odvodně po-trubie (16) nízkotlakéj páry. 1 list výkresovApparatus for carrying out the invention according to the invention, comprising a rectification column, a heat exchanger, an armature, characterized in that the tray rectification column (2) provided with the supply inlet (1) is under the lowest floor (4) characterized by a direct line inlet duct (5) and a blasting device (3), which inter-tubular space is connected to the heating steam supply line (17), wherein the upper section of the rectification column (2) is connected by a discharge duct ( 7) a pair of distillate to a first heat exchanger (8), preferably of the tubular type, in which a second heat exchanger (9) and a connecting pipe (10) are connected in series by a connecting pipe (11) of tubular spaces in series, the enclosure spaces of these exchangers, the outlet (13) of the second heat exchanger being branched to the reflux conduit (14), connected to the charging rectification column (2) and to the outlet a conduit (15) of regenerated aqueous formaldehyde solution, a de-mineralized water conduit (12) and a low-pressure steam conduit (16) are connected to the intermediate space of the second heat exchanger (9) via a de-mineralized water conduit (12) and a subcoat space of the first exchanger (8) . 1 sheet of drawings
CS106881A 1981-02-16 1981-02-16 A method of rectifying the separation of formaldehyde from the reaction solution from the production of pentaerythritol and the apparatus for carrying out this process CS223666B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS106881A CS223666B1 (en) 1981-02-16 1981-02-16 A method of rectifying the separation of formaldehyde from the reaction solution from the production of pentaerythritol and the apparatus for carrying out this process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS106881A CS223666B1 (en) 1981-02-16 1981-02-16 A method of rectifying the separation of formaldehyde from the reaction solution from the production of pentaerythritol and the apparatus for carrying out this process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS223666B1 true CS223666B1 (en) 1983-11-25

Family

ID=5344104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS106881A CS223666B1 (en) 1981-02-16 1981-02-16 A method of rectifying the separation of formaldehyde from the reaction solution from the production of pentaerythritol and the apparatus for carrying out this process

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS223666B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8530700B2 (en) Process for producing acrylic acid
FI80218B (en) FOERFARANDE OCH ANLAEGGNING FOER RENING AV EN TVAOKOMPONENTVAETSKEBLANDNING MEDELST DESTILLERING.
CN112608232B (en) System and method for recycling reaction heat in process of synthesizing acetic acid by methanol low-pressure carbonyl
US4334965A (en) Process for recovery of olefinic nitriles
US5384404A (en) Process for manufacturing melamine from urea
US5645696A (en) Process for preparing unsaturated carboxylic acid esters and apparatus for preparing the same
RU2043336C1 (en) Method of synthesis of urea from ammonia and carbon dioxide
WO2008082951A1 (en) Oxygenate to olefin processing with product water utilization
JPS58189153A (en) Manufacture of urea
EP2521710B1 (en) A urea stripping process for the production of urea
US4642369A (en) Process for the production of dimethyl terephthalate from p-xylene and methanol
EA028930B1 (en) Urea synthesis process and plant
SU459887A3 (en) Urea production method
CN102309865A (en) Refining system for circulating 1, 3-propanediol in continuous production of poly(trimethylene terephthalate)
CS223666B1 (en) A method of rectifying the separation of formaldehyde from the reaction solution from the production of pentaerythritol and the apparatus for carrying out this process
US4645656A (en) Process and apparatus for the production of ammonium nitrate
US12435013B2 (en) Ethanol to ethylene process
US2818413A (en) Continuous process for the production of furfural and acetic acid from vegetative material
JP2003155264A (en) Method for producing alkylaryl carbonate
US4917769A (en) Distillation apparatus for removal of volatile acids from aqueous solutions
US3679549A (en) Separation of ammonia in a thermosyphon evaporator
US3582472A (en) Plural stage vacuum distillation apparatus for continuous purification and concentration of glycerine
RU2047675C1 (en) Method of regeneration of technological solutions in viscose fiber production
US3436317A (en) Treatment of unreacted substances in urea synthesis
CN218710086U (en) Low-pressure methanol synthesis device