Preview

Тонкие химические технологии

Расширенный поиск

Разделение смеси вода – муравьиная кислота – уксусная кислота в присутствии сульфолана

https://doi.org/10.32362/2410-6593-2019-14-4-24-32

Полный текст:

Аннотация

При экстрактивной ректификации (ЭР) водных смесей низших карбоновых кислот (муравьиной и уксусной), в зависимости от выбора селективного агента, возможно выделение в дистиллате воды или смеси вода – муравьиная кислота. Однако обычно задача выделения всех практически чистых компонентов не рассматривается. Здесь предлагаются схемы выделения муравьиной (МК) и уксусной (УК) кислот из водной смеси экстрактивной ректификацией (ЭР) с сульфоланом, не предусматривающие предварительное обезвоживание. Анализ рядов относительных летучестей компонентов в присутствии сульфолана показал, что в зависимости от количества вводимого агента возможны три варианта организации ЭР. В схемах, состоящих из трех колонн, в дистиллате колонны ЭР базовой смеси вода–МК–УК выделяют воду, в последней колонне схемы УК отделяют от агента, возвращаемого в первую колонну схемы. Во второй колонне схемы I проводят ректификацию смеси МК–УК–сульфолан с получением МК (90% масс.) и УК (80% масс.), в схеме II смесь МК–УК разбавляют сульфоланом, что позволяет получать кислоты более высокого качества: МК (УК) с содержанием основного вещества не менее 98.5% масс. Схема III состоит из двух двухколонных комплексов ЭР: сначала выделяют смесь воды и муравьиной кислоты, которую затем разделяют ЭР также с сульфоланом. Расчеты схем проведены для рабочих давлений колонн 101.32 и 13.33 кПа. Для предотвращения термического разложения сульфолана колонны регенерации всегда работают при давлении 13.33 кПа. Максимальный вклад в суммарные энергозатраты на разделение во всех схемах вносит колонна ЭР базовой трехкомпонентной смеси.

Об авторах

В. М. Раева
МИРЭА – Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова)
Россия

кандидат технических наук, доцент кафедры химии и технологии основного органического синтеза 

Scopus Author ID 6602836975,

ResearcherID C-8812-2014

119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 86



О. В. Громова
МИРЭА – Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова)
Россия

магистр, кафедра химии и технологии основного органического синтеза

119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 86



Список литературы

1. Кушнер Т.М., Тациевская Г.И., Серафимов Л.А., Львов С.В. Выделение низших карбоновых кислот из фракции оксидата прямогонного бензина // Хим. пром. 1969. № 1. C. 20–23

2. Фролов Г.М., Шабуров М.А. Производство уксусной кислоты. М.: Лесная промышленность, 1978. 240 с

3. Muurinen E.I., Solo J.K. Solvent recovery in peroxyacid pulping. In: Proceed. of the First European Congress on Chemical Engineering. Florence, Italy. May 4-7, 1997;1:543-552.

4. Painer D., Lux S., Grafschafter A., Toth A., Siebenhofen M. Isolation of carboxylic acids from biobased feedstock. Chem. Ing. Tech. 2017;89(1-2):161-171. https://doi.org/10.1002/cite.201600090

5. Patil K.D., Kulkarni B.D. Review of recovery methods for acetic acid from industrial waste streams by reactive distillation. J. Water Pollut. Purif. Res. 2014;1(2):13-18. https://www.researchgate.net/publication/263327618

6. Saha B., Chopade S., Mahajan S. Recovery of dilute acetic acid through esterification in a reactive distillation column. Catal. Today. 2000;60(1):147-157. http://dx.doi.org/10.1016/S0920-5861(00)00326-6

7. Painer D., Lux S., Siebenhofen M. Recovery of formic acid and acetic acid from waste water using reactive distillation. Separation Science and Technology. 2015;50(18):2930-2936. https://doi.org/10.1080/01496395.2015.1085407

8. Berg L. Separation of formic acid from acetic acid by extractive distillation: pat. 4,692,219 US; filed 12/03/1986; publ. 09/08/1987.

9. Berg L. Separation of formic acid from acetic acid by extractive distillation with acetyl salicylic acid: pat. 4,909,907 US; filed 01/17/1989; publ. 03/20/1990.

10. Cohen L.R. Method for separating carboxylic acids from mixtures with non-acids: pat. 4,576,683 US; filed 06/06/1984; publ. 03/18/1986.

11. Muuriner E. A review and distillation study related to peroxyacid pulping. Organosolv pulping. Oulu, Finland: Publ. House Oulu Yliopisto, 2000. 314 p. http://herkules.oulu.fi/isbn9514256611/isbn9514256611.pdf)

12. Sprakel L.M.J., Schuur B. Solvent developments for liquid-liquid extraction of carboxylic acids in perspective. Separation and Purification Technology. 2019;211:935-957. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2018.10.023

13. Behroozi M., Vahedpour M., Shardi Manaheji M. Separation of formic acid from aqueous solutions by liquid extraction technique at different temperatures. Phys. Chem. Res. 2019;7(1):201-215. https://dx.doi.org/10.22036/pcr.2019.154646.1557

14. Berg L., Yeh An-I. Dehydration of formic acid by extractive distillation: pat. 4,642,166 US; filed 02/10/1986; publ. 02/10/1987.

15. Berg L., Kraig M., Szabados R.J. Dehydration of formic acid by extractive distillation: pat. 5,173,156 US; filed 12/09/1991; publ. 12/22/1992.

16. Berg L. Dehydration of formic acid by extractive distillation: pat. 4,786,370 US; filed 01/04/1988; publ. 11/22/1988.

17. Berg L. Dehydration of formic acid by extractive distillation with dicarboxylic acids; pat. 4,877,490 US; filed 01/23/1989; publ. 10/31/1989.

18. Berg L., Yeh An-I. Dehydratation of impure formic acid by extractive distillation; pat. 4,735,690 US; filed 04/28/1986; publ. 04/05/1988.

19. Buelow H., Hohenschutz H., Schmidt J.E., Sachsze W. Purification of formic acid by extractive distillation; pat. 4,076,594 US; filed 10/04/1976; publ. 02/28/1978.

20. Prajapati Chintan, Bhatt R.P. Separation of azeotropic mixture of formic acid − water by using Li-Br as a salt by extractive distillation. IJARIIE. 2016;2(3):607-612 (available from http://www.ijariie.com).

21. Berg L. Separation of formic acid from acetic acid by extractive distillation: pat. 54,692,219. US; filed 03/12/1986; publ. 08/09/1987.

22. Berg L. Separation of formic acid from acetic acid by extractive distillation; pat. 5,227,029 US; filed 01/29/1993; publ. 07/13/1993.

23. Berg L. Separation of formic acid from acetic acid by extract separation of formic acid from acetic acid by extractive distillation; pat. 4,909,907 US; filed 01/17/1989; publ. 03/20/1990.

24. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. V. 8. Online ISBN: 9780471238966 Copyright © 1999-2014 by John Wiley and Sons, Inc.

25. Гайле А.А., Сомов В.Е., Варшавский О.М., Семенов Л.В. Сульфолан: Свойства и применение в качестве селективного растворителя. СПб.: Химиздат, 1998. 144 с.

26. Berg L. Dehydration of acetic acid by extractive distillation; pat. 5,167,774 US; filed 02/06/1992; publ. 12/01/1992.

27. Раева В.М. Особенности поведения азеотропных смесей и их разделение при варьировании давления. Дис. … канд. техн. наук. Москва,1998. 168 с.

28. Раева В.М., Фролкова А.К. Разделение азеотропных смесей с использованием комплексов, основанных на варьировании давления // Росс. хим. журн. 1998. Т. XLII. № 6. С. 76–88

29. Bates R.G., Pawlak Z. Solvent effects on acid-base behavior: Five uncharged acids in water-sulfolane solvents. J. Solution Chem. 1976;5(3):213-222. https://doi.org/10.1007/BF00654338


Дополнительные файлы

1. Рис. 1. Диаграмма парожидкостного равновесия системы вода (В) – муравьиная кислота (МК) – уксусная кислота (УК). Черная линия – 13.33 кПа; серая линия – 101.32 кПа
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Посмотреть (31KB)    
Метаданные

Для цитирования:


Раева В.М., Громова О.В. Разделение смеси вода – муравьиная кислота – уксусная кислота в присутствии сульфолана. Тонкие химические технологии. 2019;14(4):24-32. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2019-14-4-24-32

For citation:


Raeva V.M., Gromova O.V. Separation of water – formic acid – acetic acid mixtures in the presence of sulfolane. Fine Chemical Technologies. 2019;14(4):24-32. (In Russ.) https://doi.org/10.32362/2410-6593-2019-14-4-24-32

Просмотров: 90


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2410-6593 (Print)
ISSN 2686-7575 (Online)