способ получения кристаллического уксуснокислого натрия из отходов производства химических продуктов

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО УКСУСНОКИСЛОГО НАТРИЯ ИЗ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА ХИМИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ обработкой потоков водным раствором едкого натра с последующим упариванием полученного раствора уксуснокислого натрия, его охлаждением, кристаллизацией соли, отделением и сушкой кристаллического продукта, отличающийся тем, что в качестве отходов производства используют сточные воды или газовые выбросы процесса получения триацетина с содержанием уксусной кислоты в водных потоках 2 - 11,5 мас. %, а в газовых выбросах - 2 - 5 мг/л, причем раствор уксуснокислого натрия упаривают при 80 - 85^oС и остаточном давлении не менее 0,5 кг/см².

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к утилизации отходов производства с одновременным получением товарной продукции и может быть использовано в других отраслях промышленности, где имеются газожидкостные отходы с содержанием уксусной кислоты.

Уровень техники способа получения натрия уксуснокислого кристаллического представлен известными способами его получения.

Известен способ получения уксуснокислого (ацетата) натрия из метилацетатсодержащих жидкостей омылением их водной щелочью при 60-70^оС с последующим упариванием реакционной массы до кристаллизации, в результате которой получают кристаллические монолиты соли невысокой степени чистоты с неравномерным содержанием остаточной влаги.

Известен способ получения метанола и ацетата натрия путем ректификации метанол-метилацетатных отходов производства поливинилового спирта или поливинилацеталей с выделением кубового продукта водного метанола и дистиллата - азеотропной метилацетатметанольной смеси с примесями ацетальдегида и диметилацеталя с использованием водно-щелочной обработки и отгонки ацетальдегида и других продуктов фракции от водного раствора ацетата натрия с использованием катионита.

Недостатком этого способа является сложность его процесса.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения ацетата натрия, при котором берут отходы поливинилового спирта, содержащие 15% метилацетата, 50% метанола и 35% воды, и ректифицируют с выделением азеотропной смеси, включающей около 70% метилацетата и 30% метанола.

Эту смесь загружают в реактор-омылитель и омыляют эквимолекулярным количеством щелочи, которую вводят в водном растворе. По окончании омыления из реакционной смеси отгоняют метанол до содержания соли в растворе около 60%, которую затем очищают известными способами. Полученная соль представляет собой сольватированный ацетатат натрия - СН₃СООNа 3Н₂О. Анализ продукта, % : Ацетат натрия 60 Вода 39,9834 Хлориды 0,007 Железо 0,0006 Нерастворимая часть 0,009

Недостатком описанного способа является то, что для его осуществления требуются большие затраты по очистке метилацетатных жидкостей и получаемого ацетата натрия. Кристаллы ацетата натрия неоднородны по грансоставу.

Сущность предлагаемого спооба заключается в использовании отходов производства триацетина (жидкие отходы, газовые выбросы) для получения уксуснокислого натрия нейтрализацией.

Преимуществом предлагаемого способа является получение продукта более высокого качества, снижение трудоемкости, снижение загрязнения окружающей среды.

Возможность осуществления изобретения подтверждается описанием способа.

П р и м е р 1. Жидкие фракции с производства триацетина с содержанием,% : Уксусная кислота 2,25 Нерастворимый остаток 0,00031 Вода 97,74969

подают в реактор-нейтрализатор непрерывного действия в количестве 4500 кг/ч и нейтрализуют эквимолекулярным количеством щелочи (67,55 кг/ч), которую вводят в 20%-ном водном растворе (337,75 кг/ч), при температуре 30-65^оС и рН 7-9 водного раствора ацетата натрия, при непрерывном отводе нейтрализованного раствора. Полученный нейтрализованный водный раствор ацетата натрия в количестве 4837,75 кг/ч с содержанием, %: Ацетат натрия 2,86 Вода 97,1359 Нерастворимый остаток 0,0041

направляют в выпарной аппарат непрерывного действия в количестве 6000 кг/ч, где при 80-85^оС, вакууме не менее 0,5 кгс/см² происходит упаривание. Упаренный раствор (содержание соли около 50%) в количестве 6% (290,26 кг/ч) от исходного раствора непрерывно отводят в аппарат-кристаллизатор, где охлаждают до температуры не выше 35^оС.

Выкристаллизованную соль фильтруют и подсушивают на вакуум-фильтре.

Полученная соль представляет собой сольватированный ацетат натрия СН₂СООNa 3Н₂О с содержанием около 40% влаги.

Анализ продукта, %:

Внешний вид Однородный кристал-

лический порошок свет- ло-желтого цвета Ацетат натрия 60,1 Вода 39,8925 Нерастворимый остаток 0,0071

рН 25%-ного водного раствора ацетата натрия 8,0

Фильтрат, после фильтрации и подсушки на вакуум-фильтре, с содержанием, %:

Ацетат натрия 27,5

Вода 72,4937

Нерастворимый остаток 0,0063

в количестве 10% (29 кг/ч) от упаренного раствора направляют на повторное упаривание с нейтрализованным раствором ацетата натрия.

Конденсат воды в количестве 94% (4547,49 кг/ч) от исходного раствора ацетата натрия с содержанием, %: Вода 99,9945 Нелетучий остаток 0,0055

сливают в канализацию.

Выход ацетата натрия в моногидрате от теоретического 93,73% (130 кг/ч).

Потери 5,77% (7,98 кг/ч) с фильтратом ацетата натрия.

0,5% (0,69 кг/ч) при фильтрации и упаковке.

С учетом возврата фильтрата на повторное упаривание

выход ацетата натрия от теоретического в моногидрате 99,5% (137,69 кг/ч)

Потери 0,5 при фильтрации и упаковке.

П р и м е р 2.

Жидкие фракции с производства триацетина с содержанием, %: Уксусная кислота 11,21 Вода 88,78969 Нерастворимый остаток 0,00031

подают в реактор-нейтрализатор непрерывного действия в количестве 4500 кг/ч и нейтрализуют эквимолекулярным количеством щелочи (336,33 кг/ч), которую вводят в 20%-ном водном растворе (1681,75 кг/ч) при 30-65^оС и рН 7-9 водного раствора ацетата натрия при непрерывном отводе нейтрализованного раствора.

Полученный нейтрализованный водный раствор ацетата натрия (в количестве 6181,75 кг/ч) с содержанием, %: Ацетат натрия 11,15 Вода 88,8451 Нерастворимый остаток 0,0041

направляют в выпарной аппарат непрерывного действия и далее, как в примере 1.

Фильтрат в количестве 10% (136 кг/ч) от упаренного раствора направляют на повторное упаривание.

Конденсат воды в количестве 78% (4821,77 кг/ч) от исходного раствора ацетата натрия с содержанием, %: Вода 99,9945 Нелетучий остаток 0,0055

сливают в канализацию.

Выход ацетата натрия от теоретического 94,02%.

Потери 5,42% (37,4 кг/ч) с фильтратом ацетата натрия, 0,5% (3,45 кг/ч) при фильтрации и упаковке.

С учетом возврата фильтрата на повторное упаривание выход ацетата натрия от теоретического 99,5% (685,97 кг/ч).

Потери 0,5% (3,45 кг/ч) при фильтрации и упаковке.

П р и м е р 3. Жидкие фракции с производства триацетина с содержанием, %:

Уксусная кислота 6,73

Нерастворимый остаток 0,00031

Вода 93,26969

подают в реактор-нейтрализатор непрерывного действия в количестве 4500 кг/ч и нейтрализуют эквимолекулярным количеством щелочи (201,9 кг/ч), которую вводят в 20%-ном водном растворе (1009,5 кг/ч) при 30-65^оС и рН 7-9 водного раствора ацетата натрия, при непрерывном отводе нейтрализованного раствора. Полученный нейтрализованный водный раствор ацетата натрия в количестве 5509,5 кг/ч с содержанием, %: Ацетат натрия 7,51 Вода 92,4859 Нерастворимый остаток 0,0041

Направляют в выпарной аппарат непрерывного действия и далее, как в примере 1.

Фильтрат в количестве 10% (74,16 кг/ч) от упаренного раствора направляют на повторное упаривание.

Конденсат воды в количестве 86,58% (4767,92 кг/ч) от исходного раствора ацетата натрия с содержанием, %:

Вода 99,9945

Нелетучий остаток 0,0055

cливают в канализацию.

Выход ацетата натрия от теоретического в моногидрате 94,58%.

Потери 4,92% (20,39 кг/ч) с фильтратом ацетата натрия, 0,5% (2,07 кг/ч) при фильтрации и упаковке.

С учетом возврата фильтрата на повторное упаривание выход ацетата натрия от теоретического в моногидрате 99,5% (413,89 кг/ч).

П р и м е р 4. Газовые выбросы производства триацетина в количестве 12000 м³/ч, содержащие 2 млг/л уксусной кислоты, подвергают обработке в колонне хемосорбера 16%-ным водным раствором щелочи с расходом 30000-40000 кг/ч.

Раствор абсорбента циркулирует в системе до достижения рН 7-9, что соответствует следующему содержанию раствора, %:

Ацетат натрия 24,7

Вода 75,2952

Нерастворимый в воде остаток 0,0048

Время насыщения емкости хемосорбера (3000 кг) составляет 41 ч.

Полученный раствор в количестве 3894 кг направляют в выпарной аппарат и далее, как в примере 1.

П р и м е р 5. Газовые выбросы производства триацетина в количестве 12000 м³/ч, содержащие 5 млг/л уксусной кислоты, подвергают обработке в колонне хемосорбера 16%-ным водным раствором щелочи с расходом 30000-40000 кг/ч.

Раствор абсорбера циркулирует в системе до достижения рН 7-9, что соответствует следующему содержанию раство- ра,%: Ацетат натрия 24,7 Вода 75,2952

Нерастворимый в воде остаток 0,0048

Время насыщения емкости хемосорбера (3000 кг) составляет 16,4 ч.

Полученный раствор в количестве 3894 кг направляют в выпарной аппарат и далее, как в примере 1.

П р и м е р 6. Газовые выбросы производства триацетина в количестве 12000 м³/ч, содержащие 3,5 млг/л уксусной кислоты подвергают обработке в колонне хемосорбера 16%-ным водным раствором щелочи с расходом 30000-40000 кг/ч. Раствор абсорбента циркулирует в системе до достижения рН 7-9, что соответствует следующему составу раствора, % : Ацетат натрия 24,7 Вода 75,2952 Нерастворимый остаток 0,0048

Время насыщения емкости хемосорбера (3000 кг) составляет 21,28 ч.

Полученный раствор в количестве 3894 кг направляют в выпарной аппарат и далее, как в примере 1.

Сравнительный анализ полученного продукта с прототипом показывает, что он обладает более высокими качествами по основному веществу, содержанию нерастворимых примесей, в нем отсутствуют хлориды, железо.