PL44492B1 - - Google Patents

Description

Wiadomo, ze mozna hydrolizowac octan mety¬ lu za pomoca wody, doprowadzajac mieszanine do odpowiedniej temperatury w obecnosci kwas¬ nego katalizatora. Tym katalizatorem moze byc albo katalizator rozpuszczalny w reagentach (np. kwas mineralny, taki jak kwas siarkowy albo chlorowodorowy), albo katalizator nierozpusz¬ czalny. W szeregu katalizatorów tego rodzaju, znajduja sie zywice — wymieniacze jonów (ka¬ tionów) W postaci wodorowej, z których najbar¬ dziej odpowiednie sa zywica z grupy sulfono¬ wanych polistyrenów; Hydroliza jest reakcja równowagi rzadzacej przez prawo dzialania mas. Sklad mieszaniny po reakcji zalezy od stosunku molowego kazdego z obecnych reagentów (wody i estru), tempera¬ tury reakcji i czasu zetkniecia.

We wszystkich przypadkach mieszanina kon¬ cowa sklada sie z czterech produktów znajduja¬ cych sie w równowadze: estru, wody, aJkoholu i kwasu utrzymujacego katalizator w roztworze, jezeli jest on kwasem mineralnym rozpuszczal¬ nym. Destylujac produkt reakcji mozna osiag¬ nac rozdzielenie go na dwie grupy produktów.

W glowicy kolumny otrzymuje sie mieszanine estru i alkoholu, zawierajaca bardzo male ilosci wody, uwolnionej od kwasu, podczas gdy u dolu kolumny otrzymuje sie cala ilosc kwpsu octo¬ wego, wieksza czesó wody i ewentualnie katali¬ zator bedacy kwasem mineralnym.

Rozdzielenie na skladniki mieszaniny z glowi¬ cy, a mianowicie estru : alkoholu, mozna prze¬ prowadzic z bardzo .dobrym wynikiem stosujac sposób podany we francuskim opisie patento¬ wym nr 1.016.795. Sposób ten polega na destyla¬ cji mieszaniny w pierwszej kolumnie zraszanej woda goraca w swej czesci górnej; otrzymuje sie wówczas na glowicy kolumny octan metylu na-sycony woda i wolny od alkoholu odprowadzo¬ nego z^powrotem do obiegu^ a u podstawy ko¬ lumny^ ioti^fmtiie sie ro*tsV£rj wodny metan olu> wolny od estru i tym roztworem wodnym zasila sie druga kolumne destylacyjna^ w której prze¬ prowadza sie oddzielenie^ metanolu czystego od wody.' Roztwór wodny kwasu powinien byc poddany traktowaniu, w celu odzyskania kwasu octowego.

W tym celu prowadzi sie ekstrakcje rozpuszczal¬ nikiem. Ewentualnie mozna prowadzic bezpo¬ srednia destylacje roztworu, bez ekstrakcji, w obecnosci substancji odciagajacej wode przez tworzenie mieszaniny azeotropowej z woda, lub prosta, bezposrednia destylacje, pozwalajaca na otrzymywanie wody czystej na glowicy kolumny i czystego kwasu u podstawy.

Dwóch ostatnich sposobów nie mozna stoso<- wac, jesli katalizatorem stosowanym do hydroli¬ zy jest kwas mineralny, poniewaz zanieczysci on otrzymany kwas octowy i spowoduje korozje w kolumnie destylacyjnej, o ile nie zobojetni sie uprzednio kwasu octowego, lecz w tym przypad¬ ku wytworzona sól zanieczysci otrzymany kwas.

Przeciwnie — metody te mozna stosowac w przypadku gdy stosuje sie wymieniacze jonowe jako katalizatory hydrolizy.

Jasne jest, ze odwodnienie kwasu octowego jednym z dwóch ostatnich sposobów bedzie tym ekonomiczniejsze, im wieksze bedzie stezenie roztworu kwasu octowgo. Dlatego wskazane jest wybranie warunków hydrolizy prowadzacych do powstawania malego stosunku molowego wody estru.

Jednakze wówczas wydajnosc przemiany estru jest mala, duza ilosc estru zawraca do obiegu i trzeba zuzyc znaczne ilosci ciepla w kolumnie rozdzielczej estru i alkoholu.

Doswiadczenie wskazuje, ze minimalne zuzy¬ cie pary zaobserwowano przy stosunku wago¬ wym wody do estru 20:80, prowadzacym do okolo 60%-owego roztworu1 wodnego kwasu octowego.

Stwierdzono, ze przez odpowiednie urzadzenie z kolumn destylacyjnych opisane ponizej i przez dostosowanie poszczególnych warunków hydro¬ lizy, mozna obnizyc zuzycie pary ponizej tego minimum.

Opis, który nastapi w oparciu o zalaczony ry¬ sunek, dany jest tytulem przykladu nieograni- czajacego i pozwoli na dokladne zrozumienie sposobu stosowania wynalazku, przy czyni szcze¬ góly wynikajace zarówno z opisu jak i z ry¬ sunku, sta-nowia cze^c skladowa wynalazku.

Rysunek przedstawia schemat urzadzenia do stosowania wynalazku.

Hydrolize estru prowadzi sie w hydrolizerze 1 zasilanym estrem przez przewód 14 i w wode przewodem 15 w temperaturze 60—100QC, w cia¬ gu 10—100 minut. Mieszanine wychodzaca z hy- drolizera 1 wprowadza sie przewodem 2 do ko¬ lumny 3 ogrzewanej przy podstawie w czesci we*- wnetrznej kolumny, w której znajduje sie bez¬ wodny kwas octowy, sciagany przewodem 4.

Wszystkie pary pochodzace z wierzcholka ko¬ lumny 3, skladajace sie z wody, metanolu i octa¬ nu metylu przesyla sie do kolumny 3\ z której splywajaca przewodem 5 flegma dzieli sie na dwie frakcje, jedna powraca do kolumny 3 prze¬ wodem 6, zaopatrzonym w kran 6', druga zasila ' kolumne 11 przewodem 7.

Kolumna 3' jest zaopatrzona w dekantator na goraco 8 umozliwiajacy ekstrakcje octanu mety¬ lu, w urzadzenie do zraszania woda doprowa¬ dzana przewodem 9, umieszczonym powyzej de- kantatora. Octan metylu przesyla sie do hydro- lizera 1 przewodem 10.

Dzieki deflegmatorowi na kolumnie 3 kwas octowy zbiera sie u podstawy kolumny i nie wchodzi w sklad par pochodzacych z 3 ani w flegme z przewodu 5.

Wode i metanol usuwa sie w 13 u podstawy kolumny 11, której ogrzewanie jest tak wyregu¬ lowane, zeby octan etylu zawarty we flegmie 5 zawracal w postaci pary do kolumny 3' przewo¬ dem 12.

Dzieki temu urzadzeniu strumien ciepla po¬ wstajacy wskutek ogrzewania u podstawy ko¬ lumny 3 umozliwia stezenie kwasu u podstawy tej kolumny i na odpedzenie do wierzcholka ko¬ lumny skladników lekkich wolnych od kwasu.

Ten sam strumien ciepla wywoluje nastepnie oddzielenie alkoholu i estru w kolumnie 3\ tak ze nie ma potrzeby zaopatrywania kolumny 3* w inne zródlo ciepla.

Cieplo stezania kwasu jest wystarczajace dla zapewnienia w dodatku rozdzielenia octanu me¬ tylu z metanolem. Dochodzi sie wiec w ten spo¬ sób do zuzycia kalorycznego wyraznie mniejsze^ go od tego, które jest potrzebne w przypadku gdy kolumny sa oddzielne.

Stwierdzono, ze flegma splywajaca przewodem 5 zawiera wiecej wody, octanu metylu i meta¬ nolu, co sprzyja pozostawaniu kwasu octowego w kolumnie 3. Zuzycie ciepla, w celu otrzyma¬ nia w górnej czesci kolumny 3 pary wolnej od kwasu octowego, jest mniejsze od tego, które jest potrzebne, jezeli cofanie z powrotem do glo¬ wicy kolumny jest prowadzone woda czysta. - 2 -obecnosci katalizatora stanowiacego wymie¬ niacz kationów, dzialajacy w postaci kwasu, w szczególnosci zywicy jako wymieniacza ka¬ tionów w rodzaju sulfonowanych polistyre¬ nów w temperaturze 60—100°C, w ciagu 10— 100 minut. 4. Sposób wedlug zastrz. 1—3, znamienny tym, ze ester octowy odprowadzany z boku ko¬ lumny przesyla sie z powrotem do miejsca, w którym odbywa sie hydroliza. 5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze przeznaczony do hydrolizy material wyjscio¬ wy zawierajacy alkohol wprowadza sie do strefy destylacji ekstrakcyjnej w kolumnie, zamiast bezposrednio do miejsca gdzie odby¬ wa sie hydroliza estru octowego. 6. Spos6b wedlug zastrzi% 3, znamienny tym, ze poddaje sie hydrolizie produkt stanowiacy mieszanine octanu metylu i wody w stosunku 80—95, najkorzystniej 85 czesci wagowych octanu metylu i 20—5, najkorzystniej 15 cze¬ sci wagowych wody.

Les Usines de Melle Zastepca: mgr Józef Kaminski, rzecznik patentowy 531. RSW i,Prasa", Kielce BIBLIOTEKA Urzeci. jtenlowegol