DE1196635B

DE1196635B - Process for the separation of mixtures of carboxylic acid esters and the corresponding alcohols

Info

Publication number: DE1196635B
Application number: DEK38715A
Authority: DE
Inventors: Michijiro Akaboshi; Kensuke Okuma; Kikuji Uragami
Original assignee: Kurashiki Rayon Co Ltd
Current assignee: Kurashiki Rayon Co Ltd
Priority date: 1959-09-18
Filing date: 1959-09-18
Publication date: 1965-07-15

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

C07cC07c

Deutsche KL: 12 ο -U German KL: 12 ο -U

Nummer: 1196 635Number: 1196 635

Aktenzeichen: K 38715IV t/12 οFile number: K 38715IV t / 12 ο

Anmeldetag: 18. September 1959 Filing date: September 18, 1959

Auslegetag: 15.JuIi 1965Opened on: June 15, 1965

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung von Gemischen aus Carbonsäureestern und den entsprechenden Alkoholen durch extraktive Destillation unter Verwendung von Wasser als ExtraktiansmitteLThe invention relates to a method for separation of mixtures of carboxylic acid esters and the corresponding alcohols by extractive distillation using water as the extractant

Bei einer Extraktionsdestillation, bei der ein ternärer Hilfsstoff zugesetzt wird, ändert sich das Gleichgewicht zwischen Dampf- und Flüssigkeitsphase in Abhängigkeit von der Konzentration des Exraktionsmittels in der Flüssigkeitsphase, so daß das kleinste Rücklaufverhältnis nicht immer konstant, sondern die Menge des Rückflusses von der der Konzentration des Extraktionsmittels abhängig ist.With an extractive distillation in which a ternary If auxiliary substance is added, the equilibrium between vapor and liquid phase changes depending on the concentration of the Extraction agent in the liquid phase, so that the smallest reflux ratio is not always constant, but the amount of reflux depends on the concentration of the extractant.

Bei einer solchen Destillation kann die Kondensation des Dampfes am Kopf der Destillierkolonne dadurch herbeigeführt werden, daß man das Extraktionsmittel in den Kopf der Kolonne mit einer Temperatur unterhalb der des Dampfes am Kolonnenkopf einleitet. Hierdurch wird in der Kolonne ein Rückfluß bewirkt. Dieser zusätzliche unnötige Rückfluß erniedrigt die Konzentration des. Extraktionsmittels in der flüssigen Phase und beeinträchtigt den Destillationseffekt. Zur Behebung dieses Nachteils ist es erforderlich, das Extraktionsmittel vor Einführung auf die Temperatur des Kolonnenkopfes zu erhitzen. Die üblichen Einrichtungen benötigen daher einen Rückflußkühler und einen Vorerhitzer, um die Temperatur des Extraktionsmittels auf die des Kolonnenkopfes zu bringen. Dagegen sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren weder Kühler noch Vorerhitzer erforderlich. In the case of such a distillation, the condensation of the vapor at the top of the distillation column can result be brought about that the extractant in the top of the column with a temperature below that initiates the steam at the top of the column. This causes reflux in the column causes. This additional unnecessary reflux lowers the concentration of the extractant in the liquid phase and adversely affects the distillation effect. To remedy this disadvantage, it is necessary to to heat the extractant to the temperature of the top of the column before introduction. the common facilities therefore require a reflux condenser and a preheater to keep the temperature to bring the extractant to the top of the column. In contrast, are in the invention Process neither cooler nor preheater required.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Trennung von Gemischen aus Carbonsäureestern und den entsprechenden Alkoholen durch extraktive Destillation unter Verwendung von Wasser als Extraktionsmittel ist dadurch gekennzeichnet, daß man das Wasser mit einer Temperatur, die unter der im Kolonnenkopf herrschenden liegt, diesem ohne Verwendung eines Rückflußkühlers zuführt.The inventive method for separating mixtures of carboxylic acid esters and the corresponding Alcohols by extractive distillation using water as an extractant is characterized in that the water is at a temperature below that in the top of the column prevailing, this feeds without using a reflux condenser.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die Zeichnung näher erläutert.The method according to the invention is explained in more detail by the drawing.

In der Zeichnung stellt 1 eine Destillationskolonne üblicher Bauart dar, die die für das jeweilige Gemisch erforderliche Anzahl von Böden aufweist (gewöhnlich zehn bis vierzig Böden). 2 stellt eine Blase dar, 3 die Zuleitung für das zu trennende Ester-Alkohol-Gemisch, 4 die Zuleitung für das Extraktionsmittel Wasser, 5 einen Kühler für das Gesamtdestillat, 6 die Abzugsleitung für das Destillat und 7 die Abzugsleitung für das Bodenprodukt der Kolonne. Die Vorrichtung als Ganzes entspricht nahezu einer der üblichen Destillationsanlagen, unterscheidet sich von diesen jedoch dadurch, daß kein Rückfiußkühler vor-Verf ahren zur Trennung von GemischenIn the drawing, 1 represents a distillation column of conventional design, the one for the respective mixture has the required number of trays (usually ten to forty trays). 2 represents a bubble, 3 the feed line for the ester-alcohol mixture to be separated, 4 the feed line for the extractant Water, 5 a condenser for the total distillate, 6 the discharge line for the distillate and 7 the discharge line for the bottom product of the column. The device as a whole corresponds almost to one of the usual distillation plants, differs from This, however, in that there is no reflux condenser prior to the separation of mixtures

aus Carbonsäureesternfrom carboxylic acid esters

und den entsprechenden Alkoholenand the corresponding alcohols

Anmelder:Applicant:

Kurashiki Rayon Company Limited,Kurashiki Rayon Company Limited,

Kurashiki (Japan)Kurashiki (Japan)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,Dr.-Ing. H. Ruschke, patent attorney,

Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str, 65 Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str, 65

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Kensuke Okuma,Kensuke Okuma,

Kikuji Uragami, Toyama;Kikuji Uragami, Toyama;

Michijiro Akaboshi, Toyonaka (Japan)Michijiro Akaboshi, Toyonaka (Japan)

handen ist. Auch hier fließt das durch die Leitung 3 zugeführte Gemisch aus Alkohol und Ester nach unten in die Blase 2, von wo der niedrigersiedende Bestandteil in der Kolonne nach oben steigt. Obwohl am Kopf der Kolonne kein Rückflußkühler angebracht ist, wird ein Teil des aufsteigenden Dampfes durch das durch die Leitung 4 zugeführte Wasser abgekühlt und kondensiert und fließt in die Blase 2 zurück, während der Ester als Kopfprodukt übergeht und im Kühler 5 kondensiert wird.hand is. Here, too, the mixture of alcohol and ester fed in through line 3 flows down into bubble 2, from where the lower-boiling component rises up in the column. Although no reflux condenser is attached to the top of the column, part of the rising vapor is cooled and condensed by the water supplied through line 4 and flows back into bubble 2, while the ester passes over as top product and is condensed in condenser 5.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist aus folgenden Gründen besonders vorteilhaft:The method according to the invention is particularly advantageous for the following reasons:

Bei den üblichen Extraktionsdestillationsverfahren wird das Extraktionsmittel gewöhnlich zurückgewonnen und wiederverwendet, wobei sich im Extraktionsmittel allmählich Verunreinigungen ansammeln. In dem erfindungsgemäßen Destillationssystem unter Verwendung von Wasser als Extraktionsmittel besteht keinerlei Notwendigkeit zur Wiedergewinnung und Wiederverwendung des Extraktionsmittels, weil Wasser in unbeschränkter Menge zur Verfügung steht. Es kann also verworfen werden. Das Wasser kann mit Raumtemperatur aus einem Brunnen oder aus der Wasserleitung zugeführt werden. Eine besondere Kühlvorrichtung ist daher nicht nötig. Die Beziehungen zwischen der Wärmekapazität des zugeführten Wassers, Temperatur und latenter Wärme des Dampfes am Kopf der Kolonne und dem Gleichgewicht zwischen Dampf und flüssiger Phase sind zur Durchführung des erfindungsgemäßen extraktiven Destillationsverfahrens geeignet. Das heißt, bei einemIn conventional extractive distillation processes, the extractant is usually recovered and reused, with impurities gradually accumulating in the extractant. In the distillation system according to the invention using water as the extractant no need to recover and reuse the extractant because Unlimited water is available. So it can be discarded. The water can be supplied at room temperature from a well or from the water pipe. A special Cooling device is therefore not necessary. Relationships between the heat capacity of the supplied Water, temperature and latent heat of the vapor at the top of the column and the equilibrium between vapor and liquid phase are to carry out the extractive according to the invention Suitable for a distillation process. That is, with one

509 600/418509 600/418

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üblichen Extraktionsdestillationsverfahren ist es notwendig, das Verhältnis der Konzentration des Extraktionsmittels zur Menge des Rückflusses innerhalb eines definierten Bereichs um den Gleichgewichtspunkt zwischen Dampf und flüssiger Phase aufrechtzuerhalten. Nach dem Verfahren der Erfindung ist jedoch durch Zuführung von Wasser bei Raumtemperatur als Extraktionsmittel, wobei hinsichtlich des Gleichgewichts zwischen Dampf und flüssiger Phase eine günstige Konzentration an Extraktionsmittel erhalten wird, die Konzentration des Dampfes gleich der Wärmemenge, die notwendig ist, um das Extraktionsmittel auf die Temperatur am Kopf der Kolonne zu bringen, was sich auf den Rückfluß auswirkt, wobei sich ein günstiges Rückflußverhältnis hinsichtlich des Gleichgewichts zwischen Dampf und flüssiger Phase einstellt.usual extraction distillation processes, it is necessary the ratio of the concentration of the extractant to the amount of reflux within a defined area to maintain the equilibrium point between vapor and liquid phase. According to the method of the invention, however, is by adding water at room temperature as an extractant, with regard to the balance between vapor and liquid Phase a favorable concentration of extractant is obtained, the concentration of the vapor equal to the amount of heat that is necessary to bring the extractant to the temperature at the head of the Bring column, which affects the reflux, with a favorable reflux ratio adjusts with regard to the equilibrium between vapor and liquid phase.

Die folgenden Beispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutern:The following examples are intended to explain the process according to the invention in more detail:

20 Beispiel 1 20 Example 1

6887 kg eines Gemisches aus Methylacetat und Methanol (74,8 Gewichtsprozent Methylacetat, 25 Gewichtsprozent Methanol und 0,2 Gewichtsprozent Acetaldehyd), das als Nebenprodukt der Verseifung von Polyvinylacetat zu Polyvinylalkohol erhalten wurde, werden je Stunde in einem Destillationsturm mit einem Durchmesser von 1,4 m und siebenund-Zusammensetzung des Destillats6887 kg of a mixture of methyl acetate and methanol (74.8 percent by weight methyl acetate, 25 percent by weight Methanol and 0.2 percent by weight acetaldehyde), which is a by-product of saponification from polyvinyl acetate to polyvinyl alcohol are per hour in a distillation tower with a diameter of 1.4 m and seven and -composition of the distillate

Methylacetat 98°/oMethyl acetate 98%

Methanol 2%Methanol 2%

Zusammensetzung des BodenproduktesComposition of the soil product

Methylacetat 0,7%Methyl acetate 0.7%

Methanol 99,0%Methanol 99.0%

Acetaldehyd 0,3%Acetaldehyde 0.3%

Example 3

2770 kg eines Gemisches aus Vinylacetat und Methanol werden etwa in gleicher Weise wie im Beispiel 1 destilliert, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten werden:2770 kg of a mixture of vinyl acetate and methanol are approximately the same as in the example 1 distilled giving the following results:

Extraktionsmittel Wasser von 15° CExtractant water at 15 ° C

Gewichtsverhältnis Extraktionsmittel zu Rohgemisch 1:1Weight ratio of extractant to raw mixture 1: 1

Zusammensetzung des RohgemischesComposition of the raw mixture

Vinylacetat 70 GewichtsprozentVinyl acetate 70 percent by weight

Methanol 30 GewichtsprozentMethanol 30 percent by weight

Temperatur am Kolonnenkopf: 73° CTemperature at the top of the column: 73 ° C

Rückflußverhältnis etwa 0,6Reflux ratio about 0.6

Anzahl der Böden 32Number of shelves 32

zwanzig Böden, etwa auf halber Höhe, und 6900 kgtwenty floors, about halfway up, and 6900 kg

Wasser von 15° C in dessen Kopf eingeleitet, wäh- 30 Zusammensetzung des DestillatsWater at 15 ° C introduced into its head, while the composition of the distillate

rend die Destillationsblase mit einer Wärmeübertragungsfläche von 50 m² mit überhitztem Wasserdampf von 2 at beheizt wird. Man erhält je Stunde 5605 kg Destillat (Zusammensetzung: 97,8 Gewichtsprozent Methylacetat, 2% Methanol und 0,2% Acetaldehyd, berechnet nach Abzug von 350 kg mit überdestilliertem Wasser) aus dem Kühler mit einer Wärmeübertragungsfläche von 100 m², der mit Kühlwasser von Normaltemperatur beschickt wird. An Bodenprodukt erhält man 8182 kg je Stunde (Zusammensetzung: 99 Gewichtsprozent Methanol, 0,7 Gewichtsprozent Methylacetat und 0,3 Gewichtsprozent Acetaldehyd, berechnet nach Abzug von 6550 kg Wasser). Das Mengenverhältnis von Extraktionsmittel zu Trenngutrend the still with a heat transfer area of 50 m ^{2 is} heated with superheated steam of 2 at. 5605 kg of distillate are obtained per hour (composition: 97.8 percent by weight methyl acetate, 2% methanol and 0.2% acetaldehyde, calculated after subtracting 350 kg with overdistilled water) from the cooler with a heat transfer area of 100 m ² , the one with cooling water is charged from normal temperature. 8182 kg per hour of bottom product are obtained (composition: 99 percent by weight of methanol, 0.7 percent by weight of methyl acetate and 0.3 percent by weight of acetaldehyde, calculated after the deduction of 6550 kg of water). The quantitative ratio of extractant to separating material

bei der Destillation beträgt 6900:6887, also etwa 1:1. 45 nol, Methylpropionat—Äthanol. Am Kopf des Turms herrscht eine Temperatur von
54° C. Das Rückflußverhältnis beträgt 0,5.the distillation is 6900: 6887, i.e. about 1: 1. 45 nol, methyl propionate-ethanol. The temperature at the top of the tower is
54 ° C. The reflux ratio is 0.5.

Vinylacetat 99%Vinyl acetate 99%

Methanol 1%Methanol 1%

Zusammensetzung des BodenproduktesComposition of the soil product

Vinylacetat 0,8 %Vinyl acetate 0.8%

Methanol 99,0%Methanol 99.0%

Acetaldehyd 0,2 %Acetaldehyde 0.2%

Weitere Beispiele für Gemische, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren getrennt werden können, sind: Äthylformiat—Methanol, Äthylacetat—Methanol, n-Propylformiat—Äthanol, Äthylacetat—Ätha-Further examples of mixtures that can be separated by the process according to the invention, are: ethyl formate — methanol, ethyl acetate — methanol, n-propyl formate — ethanol, ethyl acetate — etha-

Beispiel 2
Extraktionsmittel Wasser von 15° CExample 2
Extractant water at 15 ° C

Zusammensetzung des RohgemischesComposition of the raw mixture

Methylacetat 75 GewichtsprozentMethyl acetate 75 percent by weight

Methanol 25 GewichtsprozentMethanol 25 percent by weight

Temperatur am Kolonnenkopf: 54° CTemperature at the top of the column: 54 ° C

Rückflußverhältnis etwa 0,5Reflux ratio about 0.5

Anzahl der Böden 27Number of floors 27

5555

6060

Claims

Claim:

Process for the separation of mixtures of carboxylic acid esters and the corresponding Alko- ■ bring through extractive distillation using water as the extractant, thereby characterized in that the water is at a temperature which is below that prevailing in the top of the column, this without Using a reflux cooler supplies.

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1013 639; U.S. Patent Nos. 2,635,992, 2,610,141.

1 sheet of drawings