PL152995B1 - Sposób otrzymywania estrów - Google Patents

Description

Twórcy wynalazku: Jan Z. Sadłowski, Halina Szopa, Józef Krasoń, Roman Mróz, Jan Łuczyński, Henryk Pawlica

Uprawniony z patentu: Zakłady Azotowe „Kędzierzyn¹*, Kędzierzyn-Koźle (Polska) < Sposób otrzymywania estrów

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania estrów, a zwłaszcza estrów kwasu octowego i nielotnego wielowodorotlenowego alkoholu np. glikolu etylenowego, glikolu dwuetylenowego, gliceryny.

Estry otrzymuje się w bezpośredniej estryfikacji kwasu octowego z alkoholem wielowodorotlenowym w obecności katalizatora z czynnikiem azeotropującym lub bez czynnika azeotropującego. Jako czynnik azeotropujący, który ma za zadanie obniżenie temperatury oddestylowania wody z układu reakcyjnego, stosuje się na ogół węglowodory aromatyczne.

Proces estryfikacji prowadzi się w estryfikatorze z mieszadłem, do którego wprowadza się alkohol, katalizator, kwas octowy i czynnik azeotropujący. Włącza się ogrzewanie i prowadzi proces estryfikacji w temperaturze 100-150°C. W czasie trwania procesu wydziela się woda, która zawiera znaczną ilość zanieczyszczeń zwłaszcza składników najbardziej lotnych. Pod koniec procesu estryfikacji, gdy stopień przereagowania surowców jest znaczny, ilość zanieczyszczeń w wodzie znacznie wzrasta, ponieważ ilość tworzącej się wody jest niewielka. Woda wyprowadzana jest ze środowiska reakcji w postaci opar azeotropu. Opary azeotropu chłodzi się i rozdziela. Warstwę górną stanowi czynnik azeotropowy, który jest z powrotem wprowadzany do procesu estryfikacji a warstwę dolną stanowi woda, która zawiera 23-25% kwasu octowego i około 14% estrów. Woda estryfikacyjna stanowi odpad i jest odprowadzona poza układ. Po zakończeniu procesu estryfikacji z estru oddestylowuje się czynnik azeotropujący i otrzymany produkt chłodzi się i magazynuje. Otrzymana woda z destylacji zawiera 12%o kwasu octowego i stanowi odpad. Woda odpadowa z reakcji estryfikacji i destylacji stanowi trudny do utylizacji odpad ponieważ kwas octowy tworzy z wodą trudno rozdestylowujące się układy. Wymogi ochrony środowiska zwłaszcza przy masowej produkcji estrów kwasu octowego, wymagają radykalnych rozwiązań tego zagadnienia. Dotychczas znane sposoby polegają na rozbudowie układów rektyfikacyjnych, które nie dają zadawalających wyników. '

Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu otrzymywania estrów kwasu octowego aby ilość zanieczyszczeń w odprowadzanej wodzie zmniejszyła się do ułamka procentu.

152 995

Sposób otrzymywania estrów według wynalazku prowadzony jest w cyklu kołowym. W pierwszym etapie do nielotnego alkoholu, względnie ' w obecności katalizatora i czynnika azeotropującego wprowadza się otrzymaną w poprzednim cyklu produkcyjnym wodę estryfikacyjną (odpadową z procesu estryfikacji oraz wodę odpadową z destylacji) wraz ze wszystkimi zanieczyszczeniami. Z takiego układu wydestylowuje się azeotropowo wodę w ilości około 80% wprowadzonej wody. Zanieczyszczenia kwaśne przereagowują częściowo w nielotne jednoestry, natomiast inne zanieczyszczenia ze względu na niewielkie ich stężenie w dużej masie alkoholu pozostaną w nim i nie będą wydestylowane w tym etapie. Tak oddestylowana woda, znad nielotnego alkoholu, ' zawiera śladowe ilości kwasu octowego i innych zanieczyszczeń, jest schładzana i rozdzielona od czynnika azeotropującego i odprowadzona do oczyszczalni ścieków. Następnie do środowiska reakcji wprowadza się kwas octowy w ilości potrzebnej do całkowitego zestryfikowania nielotnego alkoholu. Dalszy proces otrzymywania estrów prowadzi się w znany sposób. Woda z procesu estryfikacji i destylacji estru, otrzymana w drugim etapie, jest przechowywana i przeznaczana do pierwszego etapu otrzymywania estrów według wynalazku.

Prowadzenie sposobu wytwarzania estrów według wynalazku umożliwia otrzymanie wody odpadowej o zawartości kwasu octowego od 0,5-1% oraz zawartości estrów glikolowych od 0,1-0,5%. Ponadto sposób ten umożliwia odzyskiwanie kwasu octowego oraz ma także wpływ na zmniejszenie zanieczyszczenia ścieków bez ponoszenia dodatkowych nakładów inwestycyjnych.

Poniższe przykłady przedstawiają sposób otrzymywania estrów według znanej technologii oraz według wynalazku.

Przykład I. - porównawczy. Do reaktora przemysłowego o pojemności całkowitej 7,5 m³ wyposażonego w defleipnator i zespół rozdzielaczy przesyła się glikol etylenowy w ilości 1770 kg, następnie toluen w ilości 450 kg i kwas octowy w.ilości ' 3870 kg. Proces prowadzi się w poduszce azotowej w temperaturze 120°C przez 28 godzin. Opary azeotropu toluen - woda z kwasem octowym po przejściu przez deflegmator i skropleniu są kierowane do rozdzielaczy. Skąd toluen powraca do reaktora, natomiast woda z kwasem octowym wyprowadzana jest na zewnątrz. Po 28 godzinach trwania procesu otrzymuje się gotowy octan glikolu i odbiera z rozdzielacza warstwę wodną w ilości 1510 kg zawierającą 2l% kwasu octowego i 14% pochodnych glikolu.

Przykład II. Do reaktora wprowadza się glikol etylenowy w ilości 1770 kg, wodę z poprzedniego przykładu i toluen w ilości 450 kg. Przez dwie godziny prowadzi się destylację azeotropową i otrzymuje się z rozdzielacza 900 kg wody o liczbie kwasowej 4,5 (zawartości kwasu octowego poniżej 0,5%) i nie zawierającej pochodnych glikolu etylenowego. Wodę tę odprowadza się do oczyszczalni. Następnie do reaktora wprowadza się 3470 kg kwasu octowego i prowadzi proces estryfikacji w temperaturze 122°C przez 26 godzin. Po 26 godzinach otrzymuje się octan glikolu i odbiera z rozdzielacza warstwę wodną zawierającą jak w przykładzie I około 21% kwasu octowego i 14% pochodnych glikolu. Tą warstwę wodną pozostawia się do wykorzystania w następnym cyklu produkcyjnym do oddestylowania azeotropowego znad glikolu.

Claims (2)

1. Sposób otrzymywania estrów a zwłaszcza estrów kwasu octowego, i nielotnego wielowodorotlenowego alkoholu, poprzez estryfikację kwasu octowego i alkoholu wielowodorotlenowego w obecności katalizatora lub bez katalizatora i czynnika azeotropującego w temperaturze 100-150°C a następnie -oddestylowanie od otrzymanego estru zanieczyszczeń i wody, znamienny tym, że do alkoholu wielowodorotlenowego względnie w obecności katalizatora i czynnika azeotropującego wprowadza się wodę estryfikacyjną z poprzedniego cyklu produkcyjnego estrów wraz z zanieczyszczeniami i oddestylowuje się ją znad nielotnego alkoholu, przy czym w czasie oddestylowania wody część zanieczyszczeń kwaśnych przereagowuje w nielotne estry, a następnie po oddestylowaniu wody wprowadza się kwas octowy i prowadzi dalszy proces produkcji estrów w znany sposób.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że znad nielotnego alkoholu oddestylowuje się 80% wprowadzonej wody.