RU2440969C1 - Method of purifying acetic acid - Google Patents
Method of purifying acetic acid Download PDFInfo
- Publication number
- RU2440969C1 RU2440969C1 RU2010121146/04A RU2010121146A RU2440969C1 RU 2440969 C1 RU2440969 C1 RU 2440969C1 RU 2010121146/04 A RU2010121146/04 A RU 2010121146/04A RU 2010121146 A RU2010121146 A RU 2010121146A RU 2440969 C1 RU2440969 C1 RU 2440969C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acetic acid
- column
- carried out
- rectification
- purification
- Prior art date
Links
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 145
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract 4
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 13
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 12
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 6
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 abstract 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract 1
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 description 39
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 20
- WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N Acetic anhydride Chemical compound CC(=O)OC(C)=O WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N Acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 4
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 4
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- -1 alkyl hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 2
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XXXSILNSXNPGKG-ZHACJKMWSA-N Crotoxyphos Chemical compound COP(=O)(OC)O\C(C)=C\C(=O)OC(C)C1=CC=CC=C1 XXXSILNSXNPGKG-ZHACJKMWSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 125000002485 formyl group Chemical class [H]C(*)=O 0.000 description 1
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 229940093915 gynecological organic acid Drugs 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N iodomethane Chemical compound IC INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000005364 simax Substances 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical compound FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения высокочистых органических кислот, и непосредственно, уксусной кислоты, которая может быть применена в различных областях науки и техники, например в микроэлектронике, в жидкостной хроматографии, в химической, в медицинской и пищевой промышленностях.The invention relates to methods for producing high-purity organic acids, and directly, acetic acid, which can be used in various fields of science and technology, for example, in microelectronics, in liquid chromatography, in the chemical, medical and food industries.
Как известно, техническая уксусная кислота содержит примеси, не позволяющие ее применение в высокотехнологичных областях науки и техники. К таковым примесям относятся наиболее часто присутствующие в кислоте химические соединения, а именно, уксусный ангидрид, этилацетат, муравьиная кислота, ацетон, а также примеси катионов металлов и анионов (хлор-иона, сульфат-аниона), примеси взвешенных частиц, вода, а также другие примеси, наличие либо отсутствие которых в кислоте зависит от предыдущего процесса синтеза уксусной кислоты.As you know, technical acetic acid contains impurities that do not allow its use in high-tech fields of science and technology. These impurities include chemical compounds that are most often present in acid, namely, acetic anhydride, ethyl acetate, formic acid, acetone, as well as impurities of metal cations and anions (chlorine ion, sulfate anion), impurities of suspended particles, water, and other impurities, the presence or absence of which in the acid depends on the previous synthesis of acetic acid.
Для очистки уксусной кислоты от различных примесей применяются такие известные методы очистки органических соединений, как ректификация, химическая обработка, фильтрация, адсорбция.For the purification of acetic acid from various impurities, such well-known methods of purification of organic compounds as rectification, chemical treatment, filtration, and adsorption are used.
Метод ректификации, например, применяется в известных способах очистки уксусной кислоты от метилиодида и легколетучих углеводородных примесей (US 4102922, С07С 51/10, 1978; RU 2238931, С07С 53/08, 2004). Однако очистка уксусной кислоты только методом ректификации не обеспечивает получение высокочистого продукта.The rectification method, for example, is used in known methods for the purification of acetic acid from methyl iodide and volatile hydrocarbon impurities (US 4102922, С07С 51/10, 1978; RU 2238931, С07С 53/08, 2004). However, purification of acetic acid only by rectification does not provide a highly pure product.
Для очистки уксусной кислоты от отдельных конкретных примесей применяется также азеотропная ректификация. Этим методом в известном изобретении разделяют уксусную кислоту, метилацетат и воду с помощью алкилуглеводородов, применяемых в качестве азотропообразователей (KR 100733400, С07С 53/08, 2007).Azeotropic rectification is also used to purify acetic acid from individual specific impurities. With this method, acetic acid, methyl acetate and water are separated using the alkyl hydrocarbons used as azeotropically in the known invention (KR 100733400, С07С 53/08, 2007).
В другом известном способе очистки уксусной кислоты от альдегидных примесей в дистилляционную колонну вводят гликоли или полиспирты, например пропиленгликоль, этиленгликоль, будандиол (WO 2008024198, С07С 51/487, 2008). Однако и в данном случае целью изобретения не является получение высокочистого продукта.In another known method for the purification of acetic acid from aldehyde impurities, glycols or polyalcohols, for example propylene glycol, ethylene glycol, budandiol, are introduced into the distillation column (WO 2008024198, C07C 51/487, 2008). However, in this case, the aim of the invention is not to obtain a high-purity product.
Для очистки уксусной кислоты применяется также адсорбционный метод, но в комплексе с методом химической обработки, как, например, в известном изобретении, в котором уксусную кислоту после химической обработки перманганатом калия подвергают адсорбционной обработке в колонне, заполненной оксидом алюминия, а затем активированным углем (CN 1684843, С07С 53/08, 2005). Целью данного изобретения также не является получение высокочистого продукта.For the purification of acetic acid, the adsorption method is also used, but in combination with the chemical treatment method, as, for example, in the well-known invention, in which acetic acid after chemical treatment with potassium permanganate is subjected to adsorption treatment in a column filled with alumina and then activated carbon (CN 1684843, C07C 53/08, 2005). The aim of this invention is also not to obtain a highly pure product.
Наиболее близким по технической сущности и конечному результату новому способу является известный способ получения высокочистой уксусной кислоты, в котором исходную уксусную кислоту, содержащую 99 мас.% основного вещества, до стадии ректификации подвергают описанной ниже дополнительной обработке (CN 101362683, С07С 53/08, 2004).The closest in technical essence and final result to the new method is the known method for producing high-purity acetic acid, in which the initial acetic acid containing 99 wt.% Of the basic substance is subjected to the further processing described below before the rectification stage (CN 101362683, С07С 53/08, 2004 )
Для этого исходную уксусную кислоту смешивают с 0,1-0,5 мас.% перманганата калия, выдерживают в течение 30-60 минут при комнатной температуре и атмосферном давлении, после чего реакционную массу отфильтровывают, а фильтрат смешивают с силиконовым сополимером, являющимся комплексообразователем, перемешивают в течение 30-120 минут и отфильтровывают на микрофильтрационной мембране при давлении 0,1-0,2 МПа. После такой предварительной обработки фильтрат со стадии микрофильтрации пропускают через дегидратационную колонку и затем вводят в многоуровневую ректификационную колонну со скоростью 0,05-0,20 м/сек. После процесса ректификации выделенную уксусную кислоту очищают от взвешенных примесей пропусканием ее через нанофильтр при давлении 0,5-0,8 МПа. Данный процесс автоматизирован и непрерывен.To do this, the starting acetic acid is mixed with 0.1-0.5 wt.% Potassium permanganate, kept for 30-60 minutes at room temperature and atmospheric pressure, after which the reaction mass is filtered off, and the filtrate is mixed with a silicone copolymer, which is a complexing agent, stirred for 30-120 minutes and filtered on a microfiltration membrane at a pressure of 0.1-0.2 MPa. After such preliminary processing, the filtrate from the microfiltration stage is passed through a dehydration column and then introduced into a multi-level distillation column at a speed of 0.05-0.20 m / s. After the rectification process, the separated acetic acid is purified from suspended impurities by passing it through a nanofilter at a pressure of 0.5-0.8 MPa. This process is automated and continuous.
Однако данный способ обладает рядом существенных недостатков, оказывающих влияние как на эффективность процесса очистки, так и возможность его промышленного применения. Прежде всего к недостаткам способа можно отнести использование в качестве окислителя примесей перманганата калия. Обработка исходной технической уксусной кислоты данным соединением приводит к загрязнению реакционной массы мелкодисперсной, трудно отделяемой окисью марганца, для очистки от которой в способе-прототипе вводится дополнительная стадия коагуляции с последующей фильтрацией. Кроме того, введение перманганата калия в уксусную кислоту приводит к увеличению содержания в кислоте примесей катионов калия и марганца, что снижает эффективность очистки от этих примесей.However, this method has a number of significant drawbacks that affect both the efficiency of the cleaning process and the possibility of its industrial application. First of all, the disadvantages of the method include the use of potassium permanganate as impurities. Processing the initial technical acetic acid with this compound leads to contamination of the reaction mass with a finely dispersed, difficult to separate manganese oxide, for the purification of which an additional coagulation step is introduced in the prototype method, followed by filtration. In addition, the introduction of potassium permanganate in acetic acid leads to an increase in the content of impurities of potassium and manganese cations in the acid, which reduces the efficiency of purification from these impurities.
С целью создания нового, промышленно применимого, экологически безопасного производства высокочистой уксусной кислоты разработан новый способ очистки уксусной кислоты, в котором исходную уксусную кислоту обрабатывают перекисью водорода, взятой в количестве, соответствующем объемному соотношению уксусной кислоты к перекиси водорода, равном 180-220:1 и перемешивают со скоростью 40-80 оборотов в минуту при температуре 0-20°С, а процесс последующей периодической ректификации проводят в колонне, заполненной фильтрованным воздухом или инертным газом при давлении 200-760 мм рт.ст. и при температуре 90-120°С в кубе колонны и 80-118°С в головной части колонны, при флегмовом числе от 20 до 10 при отборе предгона и флегмовом числе 8-5 при отборе основного продукта.In order to create a new, industrially applicable, environmentally friendly production of high-purity acetic acid, a new method for the purification of acetic acid has been developed, in which the starting acetic acid is treated with hydrogen peroxide taken in an amount corresponding to a volume ratio of acetic acid to hydrogen peroxide equal to 180-220: 1 and stirred at a speed of 40-80 rpm at a temperature of 0-20 ° C, and the process of subsequent periodic rectification is carried out in a column filled with filtered air or inert azom at a pressure of 200-760 mmHg and at a temperature of 90-120 ° C in the cube of the column and 80-118 ° C in the head of the column, with a reflux ratio of 20 to 10 during the selection of the pregon and a reflux ratio of 8-5 during the selection of the main product.
Процесс ректификации проводят в стеклянной или кварцевой, или фторопластовой колонне, куб которой выполнен из титана.The rectification process is carried out in a glass or quartz, or PTFE column, the cube of which is made of titanium.
Процесс ректификации оптимально проводят при 760 мм рт.ст.The rectification process is optimally carried out at 760 mm Hg.
Процесс ректификации проводят в периодической ректификационной колонне, снабженной ректификационными тарелками с перетоком.The distillation process is carried out in a periodic distillation column equipped with distillation plates with overflow.
Финишную фильтрацию оптимально проводят на фторопластовом микрофильтре с размером пор 0,2 мкм под избыточным давлением, равным 3 атм.The final filtration is optimally carried out on a fluoroplastic microfilter with a pore size of 0.2 μm under an overpressure of 3 atm.
Новый способ существенно отличается от способа-прототипа. К основным отличиям рассматриваемого способа относится применение в качестве химического обрабатывающего агента перекиси водорода. Для обработки применяется перекись водорода квалификации «медицинская» или техническая марки А (ГОСТ 177-88). Перекись водорода указанной квалификации практически не содержит примесей ионов металлов: содержание ионов металлов в ней находится на уровне 1×10-6-1×10-7 мас.%. В процессе переработки перекись водорода полностью разлагается до образования воды, и таким образом, не происходит дополнительное загрязнение очищаемой кислоты катионами металлов, и не приходится вводить стадию фильтрации после химической обработки, перед ректификацией, как это имеет место в способе-прототипе. Количество вводимой перекиси водорода регламентируется объемным соотношением очищаемой уксусной кислоты к перекиси водорода, которое равняется 220-180:1. Обработка проводится при перемешивании и со скоростью 40-80 оборотов в минуту при температуре от 0 до 20°С до полного удаления примесей уксусного альдегида и уксусного ангидрида. Уксусный альдегид при такой обработке переходит в уксусную кислоту, а уксусный ангидрид разлагается до образования уксусной кислоты. Кроме того, в процессе такой химической обработки имеет место переход ряда микропримесей из форм с меньшими степенями окисления в более легко удаляемые формы с большими степенями окисления. В частности это касается примесей катионов железа и мышьяка, которые окисляются: Fe2+ в Fe3+; As3+ в As5+. The new method is significantly different from the prototype method. The main differences of this method include the use of hydrogen peroxide as a chemical processing agent. For processing hydrogen peroxide of qualification “medical” or technical grade A (GOST 177-88) is used. Hydrogen peroxide of the specified qualification practically does not contain impurities of metal ions: the content of metal ions in it is at the level of 1 × 10 -6 -1 × 10 -7 wt.%. During processing, hydrogen peroxide completely decomposes to form water, and thus, there is no additional pollution of the acid to be purified with metal cations, and you do not have to enter the filtration stage after chemical treatment, before rectification, as is the case in the prototype method. The amount of hydrogen peroxide introduced is regulated by the volume ratio of the purified acetic acid to hydrogen peroxide, which is 220-180: 1. Processing is carried out with stirring and at a speed of 40-80 revolutions per minute at a temperature from 0 to 20 ° C until the impurities of acetic aldehyde and acetic anhydride are completely removed. Acetic aldehyde in this treatment is converted into acetic acid, and acetic anhydride decomposes to form acetic acid. In addition, in the course of such chemical treatment, a number of microimpurities undergo transitions from forms with lower oxidation states to more easily removable forms with higher oxidation states. In particular, this concerns impurities of iron and arsenic cations, which are oxidized: Fe 2+ in Fe 3+ ; As 3+ to As 5+.
Основными признаками стадии ректификации являются: проведение процесса ректификации в периодической колонне, заполненной фильтрованным (0,5 мкм) инертным газом при определенном температурном режиме (в кубе колонны от 90 до 120°С и в головной части от 80 до 118°С), пониженном или атмосферном давлении (200-760 мм рт.ст.), при флегмовом числе 8-5 при отборе основной фракции и при флегмовом числе 10-20 при отборе предгона.The main features of the rectification stage are: carrying out the rectification process in a batch column filled with filtered (0.5 μm) inert gas at a certain temperature regime (in the column cube from 90 to 120 ° C and in the head from 80 to 118 ° C), lowered or atmospheric pressure (200-760 mmHg), with a reflux ratio of 8-5 during the selection of the main fraction and with a reflux ratio of 10-20 during the selection of the pre-stage.
Данные режимы являются результатами экспериментальных исследований и все они комплексно обеспечивают высокую эффективность процесса очистки уксусной кислоты. В случае увеличения флегмового числа выше указанного существенно снижаются технико-экономические показатели процесса очистки уксусной кислоты. При уменьшении флегмового числа ниже указанного возможно загрязнение продукта трудно летучими примесями, в частности катионами металлов вследствие неполной очистки парового потока на тарелках от брызг и аэрозоля, содержащего гидратированные ионы металлов.These modes are the results of experimental studies and all of them comprehensively provide high efficiency in the process of purification of acetic acid. In the case of an increase in the reflux ratio above the indicated value, the technical and economic indicators of the acetic acid purification process are substantially reduced. If the reflux ratio decreases below the indicated value, the product may be contaminated with difficult volatile impurities, in particular metal cations due to incomplete cleaning of the vapor stream on the plates from sprays and aerosol containing hydrated metal ions.
Дополнительными признаками рассматриваемого способа являются признаки, характеризующие особенности аппаратурного оформления процесса, при которых обеспечивается оптимальных результат. К таковым относятся конструкционные особенности ректификационной колонны и конструкционные материалы, из которых выполнено оборудование. Как сказано выше, процесс осуществляют в ректификационной колонне периодического действия, снабженной ректификационными тарелками с перетоком. На этом этапе происходит полная дегидратация уксусной кислоты, а также ее очистка от примесей ацетона, катионов металлов и взвешенных частиц.Additional features of the method under consideration are those that characterize the features of the hardware design of the process, which ensures optimal results. These include the structural features of the distillation column and the structural materials from which the equipment is made. As mentioned above, the process is carried out in a distillation column of periodic action, equipped with distillation plates with overflow. At this stage, the complete dehydration of acetic acid occurs, as well as its purification from impurities of acetone, metal cations and suspended particles.
Выбор в пользу тарельчатой колонны объясняется тем, что на тарелках с перетоком (не провальных) вследствие перекрестного движения жидкости и происходит более полная очистка паровой фазы от брызг и аэрозолей, содержащих гидратированные ионы металлов и взвешенные частицы.The choice in favor of a disk column is explained by the fact that on plates with overflow (not failing) due to the cross movement of liquid, the vapor phase is more thoroughly cleaned of sprays and aerosols containing hydrated metal ions and suspended particles.
Поскольку уксусная кислота является химически агрессивной жидкостью, процесс ее очистки проводится в аппаратуре, выполненной из химически инертных конструкционных материалов: стекла Simax, Пирекс, кварцевого стекла, титана, тантала.Since acetic acid is a chemically aggressive liquid, the process of cleaning it is carried out in apparatus made of chemically inert structural materials: Simax, Pyrex glass, quartz glass, titanium, tantalum.
Процесс очистки уксусной кислоты в рассматриваемом случае может состоять из двух этапов очистки (химической обработки и ректификации) или из трех этапов очистки (химической обработки, ректификации и фильтрации). В случае введения дополнительной стадии фильтрации, так называемой финишной фильтрации, снижается содержание взвешеннных частиц. Однако допустимо и использование двух основных первых стадий очистки (без фильтрации) в том случае, когда качество получаемого продукта соответствует заявленным требованиям заказчика. Финишная фильтрация уксусной кислоты осуществляется на фторопластовом микрофильтре, предпочтительно, с размером пор 0,2 мкм под избыточным давлением до 3 атмосфер с фильтродержателем, выполненным из фторопласта-4. Фасовка конечного продукта осуществляется в предварительно подготовленные полиэтиленовую тару с избыточным давлением (0,005 ата) фильтрационного воздуха или инертного газа (азота).The purification process of acetic acid in this case can consist of two stages of purification (chemical treatment and rectification) or of three stages of purification (chemical processing, rectification and filtration). In the case of the introduction of an additional stage of filtration, the so-called final filtration, the content of suspended particles is reduced. However, it is acceptable to use the two main first stages of purification (without filtration) in the case when the quality of the obtained product meets the stated requirements of the customer. Finish filtration of acetic acid is carried out on a fluoroplastic microfilter, preferably with a pore size of 0.2 μm under pressure up to 3 atmospheres with a filter holder made of fluoroplast-4. The packaging of the final product is carried out in pre-prepared plastic containers with excess pressure (0.005 ata) of filtration air or inert gas (nitrogen).
Очищаемая уксусная кислота высокой чистоты соответствует требованиям, предъявляемым к химическим продуктам для высокотехнологичных областей применения, например для микроэлектроники, жидкостной хроматографии.Purified acetic acid of high purity meets the requirements for chemical products for high-tech applications, for example for microelectronics, liquid chromatography.
Ниже рассматриваемый способ иллюстрируется примерами его осуществления.Below, the method under consideration is illustrated by examples of its implementation.
Пример 1.Example 1
Исходную ледяную уксусную кислоту (квалификации «хч»), содержащую 99,8 мас.% основного вещества, взятую в количестве 1 л, помещают в стеклянный реактор, снабженный механической мешалкой и обратным холодильником, и обрабатывают перекисью водорода (квалификации «медицинская») в количестве 5,5 мл, что соответствует их объемному соотношению, равному 180:1. Реакционную массу перемешивают со скоростью 40 об/мин при температуре 20°С до полного удаления примесей уксусного альдегида и уксусного ангидрида. Следующую стадию процесса проводят в ректификационной установке, выполненной из стекла «Пирекс». Для этого очищенную на первом этапе уксусную кислоту заливают в куб ректификационной колонны, предварительно заполненный фильтрованным азотом (0,5 мкм), включают обогрев колонны. Пары отгоняемой уксусной кислоты конденсируются в головной части колонны и возвращаются в колонну. Нагрузка жидкости по колонне составляет 1 дм3/час. Температура в головной части колонны составляет 118°С, температура в кубе колонны 120°С. Далее колонна работает в безотборном режиме 1 час для стабилизации параметров процесса. Отбор 1-й фракции (200 мл) осуществляется при флегмовом числе 10 (контролируется по капельницам головки), затем отбор второй фракции (600 мл) проводится при флегмовом числе 5, давлении 760 мм рт.ст. Затем очищенную кислоту фасуют в полиэтиленовую тару в боксе с избыточным давлением фильтрованного (0,5 мкм) инертного газа (азота).The initial glacial acetic acid (qualification “hch”), containing 99.8 wt.% Of the basic substance, taken in an amount of 1 l, is placed in a glass reactor equipped with a mechanical stirrer and reflux condenser, and treated with hydrogen peroxide (qualification “medical”) in the amount of 5.5 ml, which corresponds to their volume ratio of 180: 1. The reaction mass is stirred at a speed of 40 rpm at a temperature of 20 ° C until complete removal of impurities of acetic aldehyde and acetic anhydride. The next stage of the process is carried out in a distillation unit made of Pyrex glass. To do this, the acetic acid purified in the first stage is poured into a cube of a distillation column, previously filled with filtered nitrogen (0.5 μm), and the columns are heated. Vapors of distilled acetic acid are condensed at the head of the column and returned to the column. The fluid load on the column is 1 DM 3 / hour. The temperature in the head of the column is 118 ° C, the temperature in the cube of the column is 120 ° C. Further, the column operates in non-selective mode for 1 hour to stabilize the process parameters. The selection of the first fraction (200 ml) is carried out at a reflux number of 10 (controlled by droppers), then the selection of the second fraction (600 ml) is carried out at a reflux number of 5, a pressure of 760 mm Hg. Then the purified acid is Packed in a plastic container in a box with excess pressure of filtered (0.5 μm) inert gas (nitrogen).
Получают уксусную кислоту, содержащую: 99,99 мас.% основного вещества, примесей Al, Mn, В, Cu, Ni, Pb на уровне 0,0000005-0,000001 мас.% каждого, уксусного ангидрида 0,001-0,002 мас.%, ацетона 0,0001 мас.%, взвешенных частиц 200/см3 с диаметром 0,3 мкм.Receive acetic acid containing: 99.99 wt.% The basic substance, impurities Al, Mn, B, Cu, Ni, Pb at the level of 0.0000005-0.000001 wt.% Each, acetic anhydride 0.001-0.002 wt.%, acetone 0.0001 wt.%, suspended particles 200 / cm 3 with a diameter of 0.3 microns.
Пример 2.Example 2
Две первые стадии процесса очистки уксусной кислоты осуществляют аналогично примеру 1, изменяя только следующие параметры: на стадии химической обработки уксусной кислоты количество вводимой перекиси водорода составляет 4,5 мл, что соответствует объемному соотношению 220:1, скорость перемешивания 80 об/мин и температура 0°С; стадия периодической ректификации проводится при давлении 200 мм рт.ст., флегмовом числе, равном 20, при отборе предгона и флегмовом числе, равном 5, при отборе продукта, температуре 90°С в кубе колонны и 80°С в головной части кварцевой колонны. После проведения процесса ректификации очищенную уксусную кислоту подвергают дополнительной очистке на фторопластовом микрофильтре с размером пор 0.2 мкм под избыточным давлением 3 атм. Продукт фасуют в полиэтиленовую тару с избыточным давлением 0,005 атм фильтрационного воздуха. Получают высоко чистую уксусную кислоту, содержащую 99,96 мас.% основного вещества, взвешенных частиц-80 на куб.см с диаметром 0,3 мкм.The first two stages of the acetic acid purification process are carried out analogously to example 1, changing only the following parameters: at the stage of the chemical treatment of acetic acid, the amount of hydrogen peroxide introduced is 4.5 ml, which corresponds to a volume ratio of 220: 1, the mixing speed is 80 rpm and the temperature is 0 ° C; the stage of periodic rectification is carried out at a pressure of 200 mm Hg, reflux number equal to 20, during pre-run selection and reflux number equal to 5, during product selection, at a temperature of 90 ° C in the cube of the column and 80 ° C in the head of the quartz column. After the rectification process, the purified acetic acid is subjected to additional purification on a fluoroplastic microfilter with a pore size of 0.2 μm under an overpressure of 3 atm. The product is packed in a plastic container with an overpressure of 0.005 atm filtration air. A highly pure acetic acid is obtained containing 99.96 wt.% Of the basic substance, suspended particles-80 per cubic cm with a diameter of 0.3 microns.
Приведенные примеры не ограничивают возможность осуществления данного процесса при других параметрах, не выходящих за объем притязаний.The above examples do not limit the possibility of implementing this process with other parameters that do not go beyond the scope of the claims.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010121146/04A RU2440969C1 (en) | 2010-05-26 | 2010-05-26 | Method of purifying acetic acid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010121146/04A RU2440969C1 (en) | 2010-05-26 | 2010-05-26 | Method of purifying acetic acid |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010121146A RU2010121146A (en) | 2011-12-10 |
| RU2440969C1 true RU2440969C1 (en) | 2012-01-27 |
Family
ID=45404937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010121146/04A RU2440969C1 (en) | 2010-05-26 | 2010-05-26 | Method of purifying acetic acid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2440969C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10793502B2 (en) | 2016-12-19 | 2020-10-06 | Sabic Global Technologies B.V. | Method of purifying acetic acid |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992003403A1 (en) * | 1990-08-15 | 1992-03-05 | Eastman Kodak Company | Process for the purification of acetic anhydride and acetic acid |
| EP0494527A1 (en) * | 1991-01-05 | 1992-07-15 | BP Chemicals Limited | Process for purification of carboxylic acids |
| US5169982A (en) * | 1985-09-30 | 1992-12-08 | Hoechst Aktiengesellschaft | Process for separating iodine and its compounds from the products obtained on subjecting dimethylether, methyl acetate or methanol to carbonylation |
| US5202481A (en) * | 1987-12-23 | 1993-04-13 | Hoechst Celanese Corporation | Purification of acetic acid produced by the low water carbonylation of methanol by treatment with ozone |
| US5756836A (en) * | 1993-07-08 | 1998-05-26 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Process for producing highly purified acetic acid |
| RU2280639C2 (en) * | 2002-04-16 | 2006-07-27 | Селаниз Интернэшнл Корпорейшн | Method for oxidative treatment of recirculation flow in preparing acetic acid by carbonylation of methanol (variants) |
-
2010
- 2010-05-26 RU RU2010121146/04A patent/RU2440969C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5169982A (en) * | 1985-09-30 | 1992-12-08 | Hoechst Aktiengesellschaft | Process for separating iodine and its compounds from the products obtained on subjecting dimethylether, methyl acetate or methanol to carbonylation |
| US5202481A (en) * | 1987-12-23 | 1993-04-13 | Hoechst Celanese Corporation | Purification of acetic acid produced by the low water carbonylation of methanol by treatment with ozone |
| WO1992003403A1 (en) * | 1990-08-15 | 1992-03-05 | Eastman Kodak Company | Process for the purification of acetic anhydride and acetic acid |
| EP0494527A1 (en) * | 1991-01-05 | 1992-07-15 | BP Chemicals Limited | Process for purification of carboxylic acids |
| US5756836A (en) * | 1993-07-08 | 1998-05-26 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Process for producing highly purified acetic acid |
| RU2280639C2 (en) * | 2002-04-16 | 2006-07-27 | Селаниз Интернэшнл Корпорейшн | Method for oxidative treatment of recirculation flow in preparing acetic acid by carbonylation of methanol (variants) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10793502B2 (en) | 2016-12-19 | 2020-10-06 | Sabic Global Technologies B.V. | Method of purifying acetic acid |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010121146A (en) | 2011-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Heng et al. | A novel membrane reactor for ozone water treatment | |
| CN104797551A (en) | Process for the production of high purity glycol esters | |
| KR102245980B1 (en) | Part-stream distillation | |
| CN112174856B (en) | Purification production process of organic sulfonic acid | |
| JPWO2020071481A1 (en) | Method for producing isopropyl alcohol | |
| TW460448B (en) | A process for the removal of formaldehyde species from a liquid organic mixture and a process for the production of methyl methacrylate | |
| RU2440969C1 (en) | Method of purifying acetic acid | |
| RU2478578C2 (en) | Method of treating water stream from fischer-tropsch reaction using ion-exchange resin | |
| KR102334082B1 (en) | Method for preparing catalyst and use thereof | |
| CN109153588B (en) | Method for treating waste water | |
| JP2013119523A (en) | Method for producing cyclohexanone oxime, and method and system of effluent treatment | |
| CN101952205B (en) | Method for treating a water stream from a Fischer-Tropsch reaction | |
| JP2009506968A (en) | Method for removing impurities from a gas | |
| CN107235586B (en) | A method for treating high-salt denitrification sewage | |
| CN101952206A (en) | Process for the treatment of the aqueous stream coming from the fischer-tropsch reaction | |
| CN116986995B (en) | A method for separating and purifying 1,2-cyclohexanediamine from a product synthesized from hexamethylenediamine by hydrogenation of adiponitrile | |
| US9682371B2 (en) | Removal of components from a starting material | |
| JP2000302418A (en) | Method for producing purified hydrogen peroxide aqueous solution | |
| CN102432427A (en) | Preparation method of anhydrous ethanol for medicine | |
| JP2008120631A (en) | Production method of hydrogen peroxide by anthraquinone method | |
| EP4021888A1 (en) | A process for producing 4,4'-dichlorodiphenyl sulfone | |
| Rajca | Photocatalytic oxidation of natural organic matter enhanced with microfiltration and nanofiltration | |
| TW201350463A (en) | A process for purifying organic product solution obtained from oxime synthesis section | |
| JP4065714B2 (en) | Method for purifying 1,2-dichloroethane | |
| CN109205572A (en) | A method of purifying hydrogen peroxide |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20170323 |