RU2548978C1 - Method of separating zeotropic mixture of butyl propionate and propionic acid - Google Patents
Method of separating zeotropic mixture of butyl propionate and propionic acid Download PDFInfo
- Publication number
- RU2548978C1 RU2548978C1 RU2014101933/05A RU2014101933A RU2548978C1 RU 2548978 C1 RU2548978 C1 RU 2548978C1 RU 2014101933/05 A RU2014101933/05 A RU 2014101933/05A RU 2014101933 A RU2014101933 A RU 2014101933A RU 2548978 C1 RU2548978 C1 RU 2548978C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- column
- mixture
- propionic acid
- butyl propionate
- separation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области основного органического синтеза, а именно к способу разделения зеотропной смеси бутилпропионат (БП) - пропионовая кислота (ПК), компоненты которой обладают относительной летучестью, близкой к единице.The invention relates to the field of basic organic synthesis, and in particular to a method for the separation of a zeotropic mixture of butyl propionate (BP) - propionic acid (PC), the components of which have a relative volatility close to unity.
Известен способ разделения данной смеси реэкстрактивной ректификацией (РЭР) при давлении 104,9 мм рт.ст., когда эта смесь содержит два азеотропа [Митюшкина И.А., Челюскина Т.В., Фролкова А.К. Исследование диаграмм α-линий в системе бутилпропионат - пропионовая кислота - окись мезитила // Тезисы докл. XIV Международной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии - 2008». Ч. 1. Волгоград, 2008. С 136; Челюскина Т.В., Митюшкина И.А., Фролкова А.К. Исследование изолиний относительной летучести в трехкомпонентных системах с биазеотропной бинарной составляющей // XIX Менделеевский съезд по общей и прикладной химии: тез. докл., Волгоград, 25-30 сентября 2011. Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ, 2011. Т.1. С. 424; Челюскина Т.В., Митюшкина И.А., Фролкова А.К., Чернышева М.А. Разделение биазеотропных смесей с использованием легколетучих дополнительных веществ // Химическая технология. 2011. № 12. С.730-736].A known method of separation of this mixture by reextractive distillation (RER) at a pressure of 104.9 mm Hg, when this mixture contains two azeotrope [Mityushkina I.A., Chelyuskina T.V., Frolkova A.K. Study of α-line diagrams in the system of butyl propionate - propionic acid - mesityl oxide // Abstracts dokl. XIV International Scientific and Technical Conference "High-Tech Chemical Technologies - 2008". Part 1. Volgograd, 2008. P 136; Chelyuskina T.V., Mityushkina I.A., Frolkova A.K. The study of isolines of relative volatility in three-component systems with a biaseotropic binary component // XIX Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry: proc. Dokl., Volgograd, September 25-30, 2011. Volgograd: IUNL VolgSTU, 2011. Vol. 1. S. 424; Chelyuskina T.V., Mityushkina I.A., Frolkova A.K., Chernysheva M.A. Separation of biazeotropic mixtures using volatile additional substances // Chemical technology. 2011. No. 12. S.730-736].
К недостаткам данного метода можно отнести сложность технологии, которая заключается в использовании трехколонного комплекса РЭР и необходимости организации двойной реэкстрактивной ректификации, то есть наличие двух колонн РЭР, которое связано с необходимостью компенсации фактического снижения селективности легколетучего разделяющего агента (РА) за счет его преимущественного перехода в паровую фазу.The disadvantages of this method include the complexity of the technology, which consists in the use of a three-column complex RER and the need for double reextractive distillation, that is, the presence of two columns RER, which is associated with the need to compensate for the actual decrease in the selectivity of the volatile separating agent (RA) due to its predominant transition to vapor phase.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению и достигаемому результату является процесс экстрактивной ректификации (ЭР) смеси бутилпропионат - пропионовая кислота с диметилсульфоксидом (ДМСО) при 104,9 мм рт.ст. [Т. Chelyuskina, I. Mityushkina, A. Frolkova. Estimation of possibility of industrial mixture separation by extractive rectification // Proceedings 35th International Conference of Slovak Society of Chemical Engineering. Tatranske Matliare. Slovakia, May 26-30, 2008. P.174; Митюшкина И.А. Разделение бинарных биазеотропных смесей с использованием дополнительных веществ различной летучести: дис.… канд. техн. наук. М.: МИТХТ, 2011. 217 с.; Челюскина Т.В. Теоретические основы ректификационного разделения биазеотропных смесей: дис.… докт. техн. наук. - М.: МИТХТ, 2011. 196 с.].The closest technical solution to the proposed invention and the achieved result is the process of extractive distillation (ER) of a mixture of butyl propionate - propionic acid with dimethyl sulfoxide (DMSO) at 104.9 mm Hg [T. Chelyuskina, I. Mityushkina, A. Frolkova. Estimation of possibility of industrial mixture separation by extractive rectification // Proceedings 35th International Conference of Slovak Society of Chemical Engineering. Tatranske Matliare. Slovakia, May 26-30, 2008. P.174; Mityushkina I.A. Separation of binary biaseotropic mixtures using additional substances of different volatility: dis. ... cand. tech. sciences. M.: MITHT, 2011.217 p .; Chelyuskina T.V. Theoretical foundations of the distillation separation of biazeotropic mixtures: dis. ... Doct. tech. sciences. - M.: MITHT, 2011. 196 p.].
Лучшие результаты разделения получены при следующих условиях. Эффективность колонны ЭР составляет 50 теоретических тарелок (т.т.), исходную смесь бутилпропионат-пропионовая кислота подают на 30 т.т., (считая сверху), разделяющий агент диметилсульфоксид - на 10 т.т. Соотношение исходной смеси (F0) к разделяющему агента (РА) составляет 1:0,5. Флегмовое число равно 7. Верхний продукт представляет собой бутилпропионат (93,19%) с содержанием диметилсульфоксида (6,81%); кубовый продукт колонны ЭР (1) - смесь пропионовой кислоты и диметилсульфоксида практически равных концентраций (48,04% и 51,81%) с примесью бутилпропионата (0,15%).The best separation results were obtained under the following conditions. The efficiency of the ER column is 50 theoretical plates (t.t.), the initial mixture of butyl propionate-propionic acid is fed at 30 t., (Counting from above), the dimethyl sulfoxide separating agent is fed at 10 t. The ratio of the starting mixture (F 0 ) to the separating agent (PA) is 1: 0.5. The reflux ratio is 7. The top product is butyl propionate (93.19%) with dimethyl sulfoxide (6.81%); the bottom product of the ER column (1) is a mixture of propionic acid and dimethyl sulfoxide of practically equal concentrations (48.04% and 51.81%) mixed with butyl propionate (0.15%).
Недостатком прототипа является отсутствие схемы полного разделения смеси бутилпропионат - пропионовая кислота (рассмотрена только колонна экстрактивной ректификации). ДМСО образует азеотропы с компонентами исходной смеси, что не позволяет выделить целевой продукт заданного качества в колонне ЭР, а также делает невозможным разделение исходной смеси на чистые компоненты.The disadvantage of the prototype is the lack of a scheme for the complete separation of a mixture of butyl propionate - propionic acid (only a column of extractive rectification is considered). DMSO forms azeotropes with the components of the initial mixture, which makes it impossible to isolate the target product of a given quality in the ER column, and also makes it impossible to separate the initial mixture into pure components.
Технический результат данного изобретения заключается в упрощении технологии и сокращении капитальных затрат, а также повышении качества получаемых продуктов.The technical result of this invention is to simplify the technology and reduce capital costs, as well as improving the quality of the resulting products.
Технический результат достигается способом разделения зеотропной смеси бутилпропионат - пропионовая кислота, компоненты которой обладают относительной летучестью, близкой к единице, включающий разделение данной смеси методом экстрактивной ректификации с использованием в качестве разделяющего агента сульфолана (СФ), взятого в соотношении 1:6-7 к исходной смеси в колонне экстрактивной ректификации (ЭР) эффективностью 40-50 т.т., причем флегмовое число в колонне составляет 2-3, далее производят отбор бутилпропионата в дистилляте и смеси пропионовая кислота - сульфолан в кубе колонны (1); затем смесь ПК-СФ подается в колонну регенерации разделяющего агента (2) эффективностью 8 т.т., значение флегмового числа составляет 0.8-1, из куба колонны (2) выводится разделяющий агент и подается в колонну (1). Давление в колонне (1) составляет 760 мм рт.ст., а давление в колонне (2) составляет 100 мм рт.ст. в связи с возможным разложением сульфолана при температуре более 230°C. При 100 мм рт.ст. температура кубового продукта составляет от 206.80°C-207.17°C.The technical result is achieved by the method of separation of a zeotropic mixture of butyl propionate - propionic acid, the components of which have a relative volatility close to unity, including the separation of this mixture by extractive distillation using sulfolane (SF) as a separating agent, taken in a ratio of 1: 6-7 to the original mixtures in an extractive distillation column (ER) with an efficiency of 40-50 t.t., and the reflux number in the column is 2-3, then the butyl propionate in the distillate is selected and the propi mixture ononic acid - sulfolane in the cube of the column (1); then the PC-SF mixture is fed into the recovery agent regeneration column (2) with an efficiency of 8 tons, the reflux value is 0.8-1, the separation agent is removed from the cube of the column (2) and fed to the column (1). The pressure in the column (1) is 760 mm Hg, and the pressure in the column (2) is 100 mm Hg. due to the possible decomposition of sulfolane at a temperature of more than 230 ° C. At 100 mmHg the temperature of the bottoms product is from 206.80 ° C-207.17 ° C.
Прогноз возможных продуктов экстрактивной ректификации осуществляется на основе анализа изменений относительной летучести разделяемых компонентов в присутствии разного количества разделяющего агента (РА). С помощью вычислительного эксперимента было рассчитано парожидкостное равновесие в системе бутилпропионат - пропионовая кислота - сульфолан в сечениях концентрационного треугольника с концентрацией СФ 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 мольных долей; построен ход α-линий в концентрационном симплексе трехкомпонентной системы, который показал, что в присутствии СФ увеличивается летучесть БП и сульфолан обладает селективностью, достаточной для разделения смеси БП-ПК экстрактивной ректификацией.The forecast of the possible products of extractive distillation is based on the analysis of changes in the relative volatility of the separated components in the presence of different amounts of separating agent (RA). Using a computational experiment, the vapor-liquid equilibrium was calculated in the system of butyl propionate - propionic acid - sulfolane in the sections of the concentration triangle with an SF concentration of 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 molar fractions; the course of α lines in the concentration simplex of the three-component system was constructed, which showed that in the presence of SF volatility of BP increases and sulfolane has selectivity sufficient to separate the BP-PC mixture by extractive distillation.
Технологическая схема процесса экстрактивной ректификации разделения бинарной зеотропной смеси состоит из двух колонн (фиг.1). В отгонную часть первой колонны ЭР (1) подают исходную смесь БП-ПК эквимолярного состава в количестве 1 кмоль/час, а СФ вводят в верхнее сечение колонны. Отношение количества РА и исходной смеси в колонне (1) изменяется от 1 до 7. В дистилляте первой колонны отбирают практически чистый бутилпропионат, а кубовый продукт (бинарная смесь ПК-СФ) направляют в следующую колонну регенерации разделяющего агента (2), в кубе которой выходит чистый разделяющий агент и возвращается обратно в колонну (1). Дистиллят колонны (2) представляет собой практически чистую пропионовую кислоту. В колоннах (1) и (2) поддерживается различное давление, в частности в колонне (1) 760 мм рт.ст. и в колонне (2) 100 мм рт.ст. соответственно. Процесс разделения ориентирован на получение продуктов (бутилпропионата и пропионовой кислоты) с чистотой не менее 99.5% мол.The technological scheme of the process of extractive distillation separation of a binary zeotropic mixture consists of two columns (figure 1). The initial mixture BP-PC of equimolar composition in the amount of 1 kmol / h is fed into the stripping part of the first ER column (1), and the SF is introduced into the upper section of the column. The ratio of the amount of RA and the initial mixture in the column (1) varies from 1 to 7. In the distillate of the first column, almost pure butyl propionate is selected, and the bottoms product (binary mixture PC-SF) is sent to the next column for the regeneration of the separating agent (2), in the cube of which a clean separating agent leaves and returns to the column (1). The distillate of column (2) is substantially pure propionic acid. In columns (1) and (2), different pressures are maintained, in particular in columns (1) 760 mm Hg. and in the column (2) 100 mm Hg respectively. The separation process is focused on obtaining products (butyl propionate and propionic acid) with a purity of at least 99.5 mol%.
Проведены компьютерные исследования более 70 различных режимов работы колонн схемы разделения. Для выбора оптимального режима варьировались следующие параметры колонн: эффективность (число теоретических тарелок); соотношение количеств питания и разделяющего агента; флегмовое число и уровни подачи исходной смеси и РА.Computer studies of more than 70 different operating modes of the columns of the separation scheme were carried out. To select the optimal mode, the following column parameters were varied: efficiency (number of theoretical plates); ratio of amounts of food and separating agent; reflux ratio and feed rates of the feed mixture and RA.
Примеры режимов работы схемы разделения зеотропной смеси бутилпропионат-пропионовая кислота, в которых достигнуто требуемое качество продуктов, приведены в таблице.Examples of operating modes of the separation scheme of a zeotropic mixture of butyl propionate-propionic acid, in which the required quality of the products is achieved, are given in the table.
Таким образом, нами предлагается принципиальная технологическая схема полного разделения зеотропной смеси бутилпропионат - пропионовая кислота, компоненты которой обладают относительной летучестью, близкой к единице, с использованием тяжелокипящего разделяющего агента - сульфолана. Предлагаемый способ позволяет получить целевые продукты (БП, ПК) заданного качества - 99.5%мол.Thus, we propose a flow chart of the complete separation of a zeotropic mixture of butyl propionate - propionic acid, the components of which have a relative volatility close to unity, using a heavy boiling separating agent - sulfolane. The proposed method allows to obtain target products (BP, PC) of a given quality - 99.5 mol%.
Режимы работы схемы разделения биазеотропной смеси бутилпропионат - пропионовая кислотаOperating modes of the separation scheme of a biazeotropic mixture of butyl propionate - propionic acid
N(1)N(2) - (кол-во т.т. в колоннах 1, 2)The parameters of the column (R-reflux number, F 0 / PA-ratio of power and separating agent,
N (1) N (2) - (number of so in columns 1, 2)
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014101933/05A RU2548978C1 (en) | 2014-01-22 | 2014-01-22 | Method of separating zeotropic mixture of butyl propionate and propionic acid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014101933/05A RU2548978C1 (en) | 2014-01-22 | 2014-01-22 | Method of separating zeotropic mixture of butyl propionate and propionic acid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2548978C1 true RU2548978C1 (en) | 2015-04-20 |
Family
ID=53289550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014101933/05A RU2548978C1 (en) | 2014-01-22 | 2014-01-22 | Method of separating zeotropic mixture of butyl propionate and propionic acid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2548978C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2599132C1 (en) * | 2015-06-30 | 2016-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский технологический университет" | Method of separating mixture of solvents methanol-tetrahydrofuran-acetonitrile-water-pyridine |
| RU2607812C1 (en) * | 2015-09-11 | 2017-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский технологический университет" | Method of separating mixture biazeotropic butyl butyrate-butyric acid mixture |
| RU2610765C1 (en) * | 2015-11-10 | 2017-02-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский технологический университет" | Separation of butyl butyrate - oleic acid azeotropic mixture |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2207896C1 (en) * | 2002-03-21 | 2003-07-10 | Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова | Extractive rectification method for separation of acetone-chloroform azeotrope composition |
| EP1042040B1 (en) * | 1998-10-29 | 2005-04-13 | Uhde GmbH | Rectifying column for extractive distillation of close-boiling or azeotropic boiling mixtures |
| RU2340586C1 (en) * | 2007-05-16 | 2008-12-10 | Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова | Method of system separation: benzol-perfluorobenzol-tertiary amyl alcohol |
-
2014
- 2014-01-22 RU RU2014101933/05A patent/RU2548978C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1042040B1 (en) * | 1998-10-29 | 2005-04-13 | Uhde GmbH | Rectifying column for extractive distillation of close-boiling or azeotropic boiling mixtures |
| RU2207896C1 (en) * | 2002-03-21 | 2003-07-10 | Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова | Extractive rectification method for separation of acetone-chloroform azeotrope composition |
| RU2340586C1 (en) * | 2007-05-16 | 2008-12-10 | Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова | Method of system separation: benzol-perfluorobenzol-tertiary amyl alcohol |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| МИТЮШКИНА И.А. Разделение бинарных биазеотропных смесей с использованием дополнительных веществ различной летучести, Автореферат диссертации, Москва, МИТХТ, 2011. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2599132C1 (en) * | 2015-06-30 | 2016-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский технологический университет" | Method of separating mixture of solvents methanol-tetrahydrofuran-acetonitrile-water-pyridine |
| RU2607812C1 (en) * | 2015-09-11 | 2017-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский технологический университет" | Method of separating mixture biazeotropic butyl butyrate-butyric acid mixture |
| RU2610765C1 (en) * | 2015-11-10 | 2017-02-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский технологический университет" | Separation of butyl butyrate - oleic acid azeotropic mixture |
| RU2610765C9 (en) * | 2015-11-10 | 2017-03-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский технологический университет" | Method of separation of butyl butyrate - butyric acid zeotropic mixture |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5415741A (en) | Separation of ethanol from isopropanol by azeotropic distillation | |
| KR20120039017A (en) | Recovery of butanol from a mixture of butanol, water and an organic extractant | |
| EP1551522B1 (en) | Purification of n,n-dimethylacetamide | |
| KR20120051695A (en) | Recovery of butanol from a mixture of butanol, water and an organic extractant | |
| RU2670963C9 (en) | Method for isolating ethylbenzene with increased yield | |
| KR102647454B1 (en) | Method for purifying (meth)acrylic ester | |
| RU2548978C1 (en) | Method of separating zeotropic mixture of butyl propionate and propionic acid | |
| AU2013288761B2 (en) | Process for the production of methylbutynol | |
| US12036491B2 (en) | Azeotrope-like composition containing 1,2-difluoroethylene or 1,1,2-trifluoroethylene and hydrogen fluoride | |
| US20120073954A1 (en) | Recovery of acetonitrile from a waste stream | |
| KR102638548B1 (en) | Method for purifying methyl methacrylate | |
| RU2520484C1 (en) | Method of separating biazetropic mixture butylpropionate-propionic acid | |
| JP2021529192A (en) | Methods for Purifying Light Acrylates | |
| RU2678100C2 (en) | Dividing wall in ethanol purification process | |
| RU2610765C9 (en) | Method of separation of butyl butyrate - butyric acid zeotropic mixture | |
| US5401366A (en) | Separation of 1-butanol from 2-pentanol by extractive distillation | |
| US5338410A (en) | Separation of 2-butanol from t-amyl alcohol by azeotropic distillation | |
| US5407542A (en) | Separation of 3-methyl-2-butanol from 1-butanol by azeotropic distillation | |
| RU2607812C1 (en) | Method of separating mixture biazeotropic butyl butyrate-butyric acid mixture | |
| US5417814A (en) | Separation of 3-methyl-2-butanol from 2-pentanol by extractive distillation | |
| KR101182688B1 (en) | Process for separating 2-butanol from tert-butanol/water mixtures | |
| RU2599132C1 (en) | Method of separating mixture of solvents methanol-tetrahydrofuran-acetonitrile-water-pyridine | |
| US5380405A (en) | Separation of alpha-phellandrene from 3-carene by azeotropic distillation | |
| EP3390341B1 (en) | Process for purification of methyl methacrylate | |
| CN105198705A (en) | Method for using mixed solvent to separate ethyl alcohol-acetic acid isopropyl ester azeotrope by continuous extractive distillation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190123 |