CS272399B1

CS272399B1 - Process for extraction drying of wet organic solvents

Info

Publication number: CS272399B1
Application number: CS882590A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Ing Csc Jares; Lepold Ing Csc Vyoral; Vladislav Ing Csc Jandourek; Ales Ing Csc Heyberger; Jaroslav Doc Ing Drs Prochazka
Original assignee: Jaroslav Ing Csc Jares; Lepold Ing Csc Vyoral; Vladislav Ing Csc Jandourek; Heyberger Ales; Prochazka Jaroslav
Priority date: 1988-04-15
Filing date: 1988-04-15
Publication date: 1991-01-15
Also published as: CS259088A1

Abstract

Způsob extrakčního sušení vlhkých organických rozpouštědel spočívající v tom, Se se vlhké organické rozpouštědlo, ome-' ženě mísitelné s etylenglykolem, uvádí s ním za pomoci vibrací do intenzivního protiproudového styku. Počáteční obsah vlhkosti v etylenglykolu musí být menší než 0,05 % hm. Vlhkost se z etylenglykolu odstraní vakuovou rektifikací, Uvedeným způsobem lze sušit např. metyltercbutyleter a jiné vyšší etery, vyšší alkoholy, estery těchto alkoholů a mastných kyselin nebo vyšší ketony. Poměr hmotnostních průtoků organického rozpouštědla a etylenglykolu je v rozsahu 1 až 3, a výhodou 1,5 ažA method for extractive drying of wet organic solvents, consisting in bringing a wet organic solvent, which is only slightly miscible with ethylene glycol, into intensive countercurrent contact with it by means of vibrations. The initial moisture content in ethylene glycol must be less than 0.05% by weight. Moisture is removed from ethylene glycol by vacuum rectification. In this way, it is possible to dry, for example, methyl tert-butyl ether and other higher ethers, higher alcohols, esters of these alcohols and fatty acids or higher ketones. The mass flow ratio of the organic solvent and ethylene glycol is in the range of 1 to 3, and preferably 1.5 to

Description

Vynález se týká způsobu extrakčního sušení vlhkých organických rozpouštědel. Navrženým způsobem lze dalekosáhle zbavit vlhkosti různá organická rozpouštědla, která jsou omezeně rozpustná v etylenglykolu, ale vykazují určitou rozpustnost pro vodu.The invention relates to a process for the extraction drying of moist organic solvents. By the proposed method, various organic solvents that are sparingly soluble in ethylene glycol but have some solubility for water can be largely dehumidified.

Různé chemické syntézy se provádějí v prostředí bezvodých organických rozpouštědel, v nichž jsou výchozí látky, popřípadě produkty dobře rozpustné. Patří sem i katalytické procesy homogenní, při kterých je katalyzátor rozpuštěn, nebo hetero- . genní s katalyzátorem jemně rozptýleným v organickém rozpouštědle. Volba rozpouštědla může záviset jednak na jeho schopnosti rozpouštět uvedené složky, jednak na jeho bodu varu, provádí-li se udržování reakční teploty odpařováním rozpouštědla, popřípadě na jeho afinitě k reaktantům, která může ovlivňovat průběh reakce. Reakce, jejichž průběh je nepříznivě ovlivněn vlhkostí, často samy produkují vodu jako vedlejší zplodinu, popřípadě přichází rozpouštědlo do styku s vodou během separace reakční směsi. Je potom třeba do procesu generace rozpouštědla zařadit i vhodnou sušicí operaci. Příklady takových rozpouštědel jsou vyšší estery, vyšší alkoholy, estery těchto alkoholů a mastných kyselin nebo vyšší ketony, které jsou omezeně rozpustné ve vodě a v určité míře samy vodou rozpouštějí. Tyto látky jsou často také omezeně rozpustné v etylenglykolu.The various chemical syntheses are carried out in an environment of anhydrous organic solvents in which the starting materials or products are readily soluble. This includes homogeneous catalytic processes in which the catalyst is dissolved or hetero-. with a catalyst finely dispersed in an organic solvent. The choice of solvent may depend on its ability to dissolve said components and on its boiling point when maintaining the reaction temperature by evaporation of the solvent, or on its affinity for reactants which may affect the course of the reaction. Reactions, the course of which is adversely affected by moisture, often themselves produce water as a by-product, or the solvent comes into contact with water during the separation of the reaction mixture. It is then necessary to include a suitable drying operation in the solvent generation process. Examples of such solvents are higher esters, higher alcohols, esters of these alcohols and fatty acids or higher ketones, which are sparingly soluble in water and to some extent soluble in water. These substances are often also sparingly soluble in ethylene glycol.

Sušení vlhkých organických rozpouštědel lze v různých případech provádět různými metodami, například azeotropickou nebo extraktivní destilací, odvodňováním koncentrovaným louhem sodným a případným dosušováním tuhým hydroxidem sodným.The drying of moist organic solvents can be carried out in various cases by various methods, for example by azeotropic or extractive distillation, dewatering with concentrated sodium hydroxide solution and, if appropriate, drying with solid sodium hydroxide.

Azeotropická destilace je někdy zcela neschůdná, jak je tomu například v případě azeotropu s minimálním bodem varu a nižší koncentrací vody, než odpovídá rozpustnosti vody v organickém rozpouštědle. Ale i v případě, kdy je tento způsob teoreticky přípustný, dosahuje se dobrého vysušení často za cenu vysoké rektifikační účinnosti a značné spotřeby energie, lze tedy uzavřít, že azeotropická reaktifikace za pomoci třetí látky jednak vyžaduje regeneraci této látky další reaktifikací a může vést i k nežádoucí kontaminaci organického rozpouštědla.Azeotropic distillation is sometimes completely impractical, as is the case, for example, with an azeotrope with a minimum boiling point and a lower water concentration than the solubility of water in an organic solvent. However, even if this method is theoretically permissible, good drying is often achieved at the cost of high rectification efficiency and considerable energy consumption, so it can be concluded that azeotropic reactivation with a third substance requires regeneration contamination of the organic solvent.

Výhodnější bývá v těchto případech extraktivní rektifikace, protože lze používat v roli extrakčního činidla kapalinu s dostatečně vysokým bodem varu, aby byla separace organického rozpouštědla a extrakčního činidla snadná. Nicméně zahrnuje také tato operace dvojí rektifikaci a tedy značnou spotřebu energie.Extractive rectification is more preferred in these cases because a liquid with a sufficiently high boiling point can be used as the extractant to separate the organic solvent and the extractant. However, this operation also involves double rectification and thus considerable energy consumption.

Sušení extrakcí vlhkosti koncentrovaným louhem lze provádět jen u rozpouštědel, která se nerozpouštějí v alkalickém prostředí a netvoří s hydroxidem sodným adukty. Sušení tímto způsobem však není dokonalé a vyžaduje dosušování tuhým hydroxidem sodným. Operaci je třeba z ekonomických důvodů doplnit regenerací hydroxidu sodného, která je nákladná. Dále je třeba zabránit přístupu vzduchu, a tím kysličníku uhličitého, který hydroxid sodný znehodnocuje. Další nevýhodou uvedeného způsobu je korozi vnost prostředí.Drying by moisture extraction with concentrated lye can only be carried out for solvents which do not dissolve in an alkaline medium and do not form adducts with sodium hydroxide. However, drying in this way is not perfect and requires drying with solid sodium hydroxide. For economic reasons, the operation must be supplemented by the recovery of sodium hydroxide, which is expensive. Furthermore, it is necessary to prevent the access of air, and thus carbon dioxide, which degrades sodium hydroxide. Another disadvantage of this method is the corrosion of the environment.

Podstata způsobu extrakčního sušení vlhkých organických rozpouštědel podle vynálezu spočívá v tom, že se vlhké organické rozpouštědlo, omezeně mísitelné s etylenglykolem, uvádí za pomoci vibrací do intenzivního protiproudého styku s etylenglykolem s.počátečním obsahem vlhkosti menším, než 0,05 % hmot. Poměr hmotnostních průtoků organického rozpouštědla a etylenglykolu je v rozsahu 1 až 3, s výhodou 1,5 až 2.The essence of the process for the extraction drying of wet organic solvents according to the invention is that the moist organic solvent, which is sparingly miscible with ethylene glycol, is brought into intensive countercurrent contact with ethylene glycol with an initial moisture content of less than 0.05% by weight by vibration. The mass flow rate ratio of the organic solvent and ethylene glycol is in the range of 1 to 3, preferably 1.5 to 2.

CS 272 399 BlCS 272 399 Bl

Mezi organická rozpouštědla omezeně miaitelná s etylenglykolem, která lze sušit způsobem podle vynálezu, patří například metylterc.butyleter a jiné vyšší etery, vyšší alkoholy, estery těchto alkoholů a mastných kyselin a vyšší ketony.Organic solvents of limited miscibility with ethylene glycol that can be dried by the process of the invention include, for example, methyl tert-butyl ether and other higher ethers, higher alcohols, esters of these alcohols and fatty acids, and higher ketones.

Vlhký etylenglykol se zbaví vody do požadovaného stupně vakuovou rektifikací a vysušené rozpouštědlo lze znovu použít v příslušném technologickém procesu. Pokud by byla v procesu na závadu přítomnost rozpuštěného etylenglykolu v rozpouštědle, lze ho oddělit oddestilováním rozpouštědla.The wet ethylene glycol is dewatered to the desired degree by vacuum rectification and the dried solvent can be reused in the appropriate process. Should the presence of dissolved ethylene glycol in the solvent be defective in the process, it can be separated by distilling off the solvent.

Způsob podle vynálezu odstraňuje řadu nevýhod dosavadních způsobů. Ve srovnání se sušením hydroxidem sodným odstraňuje nebezpečí koroze, možnost rozkladu rozpouštědla v alkalickém prostředí a vysokou náročnost regenerace hydroxidu sodného.The method according to the invention eliminates a number of disadvantages of the prior art methods. Compared to drying with sodium hydroxide, it eliminates the risk of corrosion, the possibility of solvent decomposition in an alkaline environment and the high complexity of sodium hydroxide regeneration.

Ve srovnání s azeotropickou a extraktivní destilací rozšiřuje navržený postup počet organických rozpouštědel, která lze sušit a u těch, která lze zbavovat vody, například některou z destilačních metod, snižuje energetické nároky a umožňuje dosáhnout vyššího stupně vysušení organického rozpouštědla.Compared to azeotropic and extractive distillation, the proposed process expands the number of organic solvents that can be dried and that those that can be dehydrated, for example by one of the distillation methods, reduces energy requirements and allows a higher degree of drying of the organic solvent.

Navrhovaný způsob bude ilustrován s pomocí příkladů, které však nevyčerpávají možnosti provedení způsobu podle vynálezu.The proposed method will be illustrated by means of examples, which, however, do not exhaust the possibilities of carrying out the method according to the invention.

Příklad 1Example 1

Vlhký metyltercbutyleter po kopolymeraci při výrobě tekutých a termoplastických kaučuků obsahoval 2,87 % hmot, vody a 3,57 % hmot, metanolu. Byl kontaktován v protiproudé extrakční koloně s vibrujícími perforovanými patry o průměru 5 cm a výšce 4 m s etylenglykolem obsahujícím 0,02 % hmot. vody. Poměr objemových průtoků metyltercbutyleteru a etylenglykolu byl 700 cm³/min:35O cm^/min. Rozkmit pater byl 0,4 cm a frekvence kmitů byla 4,2 Hz. Vysušený metyltercbutyleter obsahoval 0,003 % hmot, vody, 0,014 % hmot, metanolu a 3,75 % hmot, etylenglykolu. Etylenglykol vystupující z extrakce obsahoval 3,76 % hmot, vody, 4,32 % hmot, metanolu a 8,93 % hmot, metyltercbutyleteru.The wet methyl tert-butyl ether after copolymerization in the production of liquid and thermoplastic rubbers contained 2.87% by weight of water and 3.57% by weight of methanol. It was contacted in a countercurrent extraction column with vibrating perforated trays 5 cm in diameter and 4 m high with ethylene glycol containing 0.02% by weight. water. The volume flow rate of methyl tert-butyl ether and ethylene glycol was 700 cm ³ / min: 35 cm 3 / min. The floor oscillation was 0.4 cm and the oscillation frequency was 4.2 Hz. The dried methyl tert-butyl ether contained 0.003% by weight of water, 0.014% by weight of methanol and 3.75% by weight of ethylene glycol. The ethylene glycol leaving the extraction contained 3.76% by weight, water, 4.32% by weight, methanol and 8.93% by weight, methyl tert-butyl ether.

Příklad 2Example 2

Vlhký metyltercbutyleter po kopolymeraci při výrobě tekutých a termoplastických kaučuků obsahoval 2,87 % hmot, vody a 3,57 % hmot, metanolu. Tento roztok byl dvojnásobně kontaktován etylenglykolem v míchané nádobě, vždy v objemovém poměru metyltercbutyleteru : etylenglykolu 2 : 1. Po prvním kontaktu obsahovala rafinátová, metyl tercbutyleterová, fáze 0,50 % hmot, metanolu a 0,06 % hmot. vody. Po druhém kontaktu etylenglykolem ve stejném poměru měl sušený metyltercbutyleter složení: 96,33 % hmot, metyltercbutyleter, 0,055 % hmot, metanolu, 0,025 % hmot, vody a 3,59 % hmot, etylenglykolu, přičemž složení extraktu je; 7,51 % hmot, metyltercbutyleteru, 0,185 % hmot, metanolu, 0,35 % hmot, vody a 91,96 % hmot, etylenglykolu.The wet methyl tert-butyl ether after copolymerization in the production of liquid and thermoplastic rubbers contained 2.87% by weight of water and 3.57% by weight of methanol. This solution was contacted twice with ethylene glycol in a stirred vessel, in each case in a volume ratio of methyl tert-butyl ether: ethylene glycol of 2: 1. water. After a second contact with ethylene glycol in the same ratio, the dried methyl tert-butyl ether had the composition: 96.33% by weight, methyl tert-butyl ether, 0.055% by weight, methanol, 0.025% by weight, water and 3.59% by weight, ethylene glycol, the extract composition being; 7.51% by weight of methyl tert-butyl ether, 0.185% by weight of methanol, 0.35% by weight of water and 91.96% by weight of ethylene glycol.

CS 272 399 BlCS 272 399 Bl

Claims

Process for the extraction drying of moist organic solvents, for example methyl tert-butyl ether or other higher ethers, higher alcohols, esters of these alcohols and fatty acids or higher ketones, characterized in that the wet organic solvent, sparingly miscible with ethylene glycol, is brought into intensive countercurrent contact by vibration with ethylene glycol with an initial moisture content of less than 0.05% by weight, the ratio of the mass flows of the organic solvent and ethylene glycol being in the range of 1 to 3, preferably 1.5 to 2.