CS235236B1 - Sposob získavania pentaerytritoiu z vodonerozpustných substrátov - Google Patents

Abstract

Ůčelom vynálezu je zvýšenie účinnosti získavania pentaerytritoiu z vodonerozpustných substrátov, predovšetkým z pevných adsorbentov používaných v procese čistenia vodných roztokov pentaerytritoiu a z pevných, v procese výroby pentaerytritoiu Vznikajúcich odpadných produktov. Zvýšenie účinnosti získavania pentaerytritoiu sa dosiahne tým, že na pevný adsorbent, najčastejšie na aktivně uhlie, alebo na pevný odpadný produkt z výroby pentaerytritoiu, predovšetkým na uhličitan alebo síran vápenatý sa působí vodnou parou alebo vodnou parou a nasledne plynom, s výhodou, vzduchom, pričom získaný filtrát sa v separačných stupňoch procesu výroby pentaerytritoiu spracuje známým spůsobom.

Description

Vynález rieši sposob získavania pentaerytritolu z vodonerozpustných substrátov, predovšetkým z pevných adsorbentov, používaných v procese čistenia vodných roztokov pentaerytritolu a z pevných, v procese výroby pentaerytritolu vznikajúcich odpadných produktov.

V reakčnom stupni výroby pentaerytritolu z formaldehydu a acetaldehydu v zásaditom prostředí okrem hlavnej reakcie konkurenčnými, následné a paralelné prebiehajúcimi aldolizačnými, izomerizačnými, kondenzačnými a dehydratačnými reakciami vzniká pestrá zmes nežiadúcich produktov, ktorými sú hlavně kondenzačně produkty samotného formaldehydu, prevažne aldo-aketo-pentózy, hexózy a lieptózy. Dalšími nežiadúcimi zlúčenlnami, ktoré vznikajú v reakcii přípravy pentaerytritolu sú vzájomné kondenzačně produkty samotného acetaldehydu, ako aj produkty reakcií formaldehydu a acetaldehydu, ktorými sa netvoří pentaerytritol. Tieto zlúčeniny, zvlášť v zásaditom prostředí, pri vyšších teplotách aj v kyslom prostředí a po dlhšom exponovaní pri uvedených podmienkach podiehajú následným reakciam za vzniku farebných látok, ktoré zhoršujú kvalitativně parametre finálneho produktu výroby pentaerytritolu. Velmi významný je negativny vplyv týchto látok na hodnotu tzv. farebného testu, teplotu topenia a tepelnú stabilitu technického pentaerytritolu.

Váčšia časť produkcie pentaerytritolu sa používá na výrobu alkydových živíc a syntetických olejov. Pretože farebné nečistoty, přítomné v technickom pentaerytritole sú příčinou farebnosti často žiadaných bezfarebných, respektive priehfadných lakov a olejov jo potřebné tieto nežiadúce příměsi už v procese separácie pentaerytritolu a z jeho vodných roztokov odstraňovat.

Najvhodnejším adsorbentom, ktorý sa používá na odstraňovanie farebných látok z uvedených roztokov je aktivně uhlie (Berlow E., Barth R. H., Snow j. E.: The pentaerytritols, Reinhold Publishing, Corporation, New jork 1958). Vodné roztoky nasýtené na pentaerytritol pri teplotách 60—110 °C, získané rozpúš taním, tzv. surového pentaerytritolu vo vodě a/alebo v matečných lúhoch z rekryštalizácie pentaerytritolu, sú kontaktované s pevným adsorbentom, najčastejšie s aktívnym uhlím. V případe použitia práškových adsorbentov vzniknutá suspenzia sa po kontaktovaní filtruje. Okrem filtrátu, z ktorého sa po odstranění katiónov kryštalizáciou a filtráciou izoluje technický pentaerytritol, sa získá pevný filtračný koláč s roznym obsahom vlhkosti a teda aj s roznym obsahom pentaerytritolu. Vlhkost koláča sa najčastejšie znižuje lisováním koláča adsorbenta s jeho následným prefukovaním vzduchom. V případe lóžka adsorbenta sa zádrž čištěného roztoku tiež vytláča vzduchom, najčastejšie po premytí vodou.

Kcďže teplota koláča sa přibližné rovná teplote filtrované) suspenzie, pri prefukovaní vzduchom dochádza k ochladeniu koláča za súčasného sýtenia vzduchu vodnou parou. Výsledkom oboch procesov je kryštalizácia pentaerytritolu z jeho vodného roztoku priamo vo filtrovanom koláči adsorbenta. Použitý adsorbent je pre dalšie odstraňovanie farebných látok a iných nečistot z roztokov surového pentaerytritolu neúčinný a představuje pevný, doteráz nevyužívaný odpad z výroby pentaerytritolu. Spolu s pevným adsorbentom sa však z výrobného procesu stráca nie zanedbatelné množstvo pentaerytritolu. pretože okrem adsorpcie nečistot sa na aktívnom uhlí adsorbuje tiež čištěný pentaerytritol, celkové množstvo pentaerytritolu, ktoré zostáva v koláči adsorbenta, je sumou adsorbovaného množstva pentaerytritolu a pentaerytritolu vykrystalizovaného z vlhkosti koláča, v případe lóžka adsorbenta aj pentaerytritolu zo zádrže čištěného roztoku a představuje až 70 % hmot. na hmotnost aktívneho uhlia.

V případe premývania lisovaného koláča alebo lůžka adsorbenta vodou, nasýtený roztok pentaerytritolu sa nežladúc o nariedi, aleho sa získá váčšie množstvo zriedeného vodného roztoku pentaerytritolu, které je potřebné v separačných uzloch výroby zakoncentrovať.

Známy je tiež spósob získavania pentaerytritolu v prvom stupni dvojstupňovej regenerácie aktívneho uhlia používaného pri výrobě pentaerytritolu (čs. AO 187 844). Pentaerytritol sa z aktívneho uhlia získává jednonásobnou a viacnásobnou extrakciou vodou a/alebo vodnými roztokmi, s výhodou obsahujúcimi zriedený pentaerytritol alebo kyselinu mravčiu, s výhodou pri teplotách 60—80 ^CC. Nevýhodou tohto spósobu je získáme váčšieho množstva zriedeného roztoku pentaerytritolu, spracovanie ktorého je energeticky náročné. V případe použitia na extrakciu zriedených roztokov pentaerytritolu, v koláči aktívneho uhlia zostáva množstvo pentaerytritolu zodpovedajúce jeho koncentrácii v roztoku a vlhkosti koláča.

Rovnako ako v případe aktívneho uhlia sa pentaerytritol z výrobného procesu stráca aj v pevných, v procese výroby vznikajúcich odpadných produktoch, například v uhličitane vápenatom alebo sírane vápenatom, ktoré vznikajú pri neutralizácii reakčného roztoku kysličníkom uhličitým alebo kyselinou sírovou. Tieto sa rovnako ako aktivně uhlie z výrobného procesu odstraňujú filtráciou, pričom koncentrácia pentaerytritolu vo filtrovanom roztoku a dosiahnutá vlhkost koláča určujú straty pentaerytritolu, ktoré v tomto stupni výroby vznikajú.

Z uvedených dóvodov sme hfadali a našli účinnější spósob získavania, respektive odstraňovania pentaerytritolu z pevných adsorbentov a z pevných odpadných produktov používaných alebo vznikajúcich v procese výroby pentaerytritolu.

23523S

Pódia tohto vynálezu sa sposob získavania pentaerytritolu z vodonerozpustných substrátov, predovšetkým z pevných adsorbentov používaných v procese čistenia vodných roztokov pentaerytritolu alebo z pevných v procese výroby pentaerytritolu vznikajúcich odpadných produktov vyznačuje tým, že na pevný adsorbent alebo na pevný odpadný produkt z výroby pentaerytritolu sa posobí vodnou parou alebo vodnou parou a následné plynom, s výhodou vzduchom.

Filtráciou suspenzie pevného adsorbenta, najčastejsie aktívneho uhlia v roztoku nasýtenom na pentaerytritol pri teplotách 60 až 110 °C alebo suspenzie odpadného produktu z výroby pentaerytritolu, najčastejsie uhličitanu vápenatého v reakčnom roztoku sa získajú koláče, ktoré podlá dosiahnutej vlhkosti obsahujú 0,05 — 70 % hmot. pentaerytritolu na hmotnost aktívneho uhlia, alebo uhličitanu vápenatého. Podlá tohto vynálezu sa na získané koláče alebo lóžko pevného adsorbenta pósobí vodnou parou o teplote 100—130 °C, s výhodou o teplote 110 °C prí tlaku odpovedajúcom teplote vodnej páry, s výhodou pri tlaku 0,02—0,5 MPa po dobu 1 — 60 s výhodou 15 minút. Účinkom vodnej páry dochádza k vyhratiu lóžka, respektive koláčov adsorbenta alebo odpadného produktu, zo začiatku za súčasnej kondenzácie vodnej páry s tým k rozpúšťaniu pentaerytritolu přítomného v koláčoch alebo adsorbovaného na lóžku adsorbenta. Vzniknutý roztok sa tlakom páry vytláča z koláčov a lóžka, pričom koncentrácia pentaerytritolu ako v koláči, tak aj vo výtlačnom roztoku klesá. Po ukončení pósobenia vodnej páry koláče obsahujú vodu, respektive ako vlhkost vodný roztok s podstatné nižším obsahom pentaerytritolu, ako před posobením vodnou parou.

Získaný filtrát, ktorý obsahuje pentaerytritol sa spracuje v separačných stupňoch výroby, najvhodnejšie v stupni zahusíovanla reakčných roztokov na roztok nasýtený na pentaerytritol pri teplotách 60 — 90 °C.

Po ukončení pósobenia vodnej páry na filtračný koláč je výhodné jeho vlhkost znížiť posobením 0,2 až 30 min. tlakovým vzduchom.

Výhodou navrhovaného postupu je získanie takmer celého množstva pentaerytritolu, přítomného v koláči alebo v lóžku adsorbenta a v koláči odpadných produktov z výroby pentaerytritolu. Výhodou je aj získáme menšieho množstva filtrátu o vyššej koncentrácii pentaerytritolu, ako v případe extrakcie koláčov vodou a/alebo zriedenými vodnými roztokmi pentaerytritolu.

Ďalšou výhodou použitia postupu je zníženie zanášania tesniacich ploch filtrov a s tým súvisiace zníženie strát roztokov nasýtených na pentaerytritol alebo reakčných roztokov.

Výhody vynálezu ilustrujú nasledujúce příklady:

Příklad 1

100 g koláča aktívneho uhlia s obsahom 33,4 g vody, získaného vo výrobní pentaerytritolu v stupni čistenia surového pentaerytritolu filtráciou suspenzie aktívneho uhlia v roztoku nasýtenom na pentaerytritol při teplote 80 °C, lisováním a prefúkovaním koláča vzduchom 15 min. sa pod spátným chladičom za varu extrahuje 2-krát 200 g vody. Z.o spojených exíraktov sa po odpaření vody získá 20,2 g monopentaerytritolu, 2,4 g dipentaerytritolu a 0,2 g bís-pentaerytritolmonoformálu.

Příklad 2

Rovnaké množstvo koláča aktívneho uhlia s obsahom 36,3 g vody, získaného rovnakým sposobom ako v příklade 1 s tým rozdlelom, že po lisovaní sa koláč prefukuje 15 min. vodnou parou o teplote 110 °C, sa extrahuje rovnakým sposobom a rovnakým množstvom vody ako v příklade 1. Po odpaření vody sa zo spojených extraktov získá 1,8 g monopentaerytritolu a 0,2 g dipentaerytritolu. Rozdiel 18,4 g monopentaerytritolu, 2,2 g dipentaerytritolu a 0,2 g bís-pentaarytritolmonoformálu představuje straty, vznikajúce pri súčasnom spósobe čistenia roztokov surového pentaerytritolu.

Příklad 3

100 g koláča aktívneho uhlia s obsahom 33,1 g vody, získaného rovnakým postupom ako v příklade 2 s tým rozdielom, že koláč po prefúkaní vodnou parou se prefúkne 10 min. vzduchom, sa extrahuje rovnako ako v príkladoch 1 a 2. Zo spojených extraktov sa získá 1,6 g monopentaerytritolu a 0,2 g dipentaerytritolu. Postupom pódia vynálezu sa získá o 21 g pentaerytritolu viac ako pri využívaní súčasného postupu čistenia pentaerytritolu.

P r í k 1 a d 4

100 g koláča uhličitanu vápenatého s obsahom 30 g vody, získaného filtráciou suspenzie uhličitanu v reakčnom roztoku, lisováním a prefúkovaním koláča 15 min. vzduchom sa extrahuje rovnakým spósobom ako v predchádzajúcich príkladoch.

Zo spojených extraktov sa získá 3,2 g monopentaerytritolu a 0,3 g dipentaerytritolu.

Příklad 5

Rovnaké množstvo koláča uhličitanu vápenatého s obsahom 28,6 g vody, získaného' rovnakým spósobom ako v příklade 4 s tým rozdielom, že po lisovaní sa koláč 20 min. prefukuje vodnou parou o teplote 110 °C a 10 min. vzduchom, sa extrahuje rovnakým spósobom ako v predchádzajúcich príkladoch. Zo spojených extraktov sa získá 0,6 gramov monopentaerytritolu a 0,1 g dipentaerytritolu. Rozdiel 2,4 g monopentaerytritolu a 0,2 g dipentaerytritolu představuje straty súčasného postupu odstraňovania uhličitanu vápenatého z reakčných roztokov před ich spracovaním.

Claims (2)

1. PREDMET

   1. Spósob získavania pentaerytritolu z vodonerozpustných substrátov, ktorými sú pevné adsorbenty používané v procese čistenia vodných roztokov pentaerytritolu, alebo pevné, v procese výroby pentaerytritolu vznikajúce odpadně produkty, získané filtráciou, vyznačujúci sa tým, že na pevný adsorbent, s výhodou na aktivně uhlie s obsahom 0,05 až 70 °/o hmot. pentaerytritolu alebo na pevný odpadný produkt, vznikajúci v procese výroby pentaerytritolu, v oboch prípadoch s výhodou vo formě koláča z ich filtrácie,

   VYNALEZU pósobí sa 1—60 minút, s výhodou 15 minút vodnou parou o teplote 100—180 °C, s výhodou pri teplote 110 °C a vzniknutý roztok pentaerytritolu sa odtahuje do separačných stupňov procesu výroby pentaerytritolu.
2. 2. Spósob získavania pentaerytritolu z vodnonerozpustných substrátov podfa bodu 1 vyznačujúci sa tým, že po pósobení vodnou parou sa filtračný koláč prefúkne následné plynom, s výhodou vzduchom po dobu 0,2 až 30 minút, s výhodou 15 min.

   Severografia, n. p., závod 7, Most

   Cena 2,40 Kčs