Способ получения бензтрифторида

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНЗТРИФТОРИДА по авт.св. № 507552, отличающийся тем, что, с целью более полного использования фтористого водорода, получения наряду с целевым продуктом товарного хлористого водорода и повышения чистоты целевого продукта, выводимый из отпарного аппарата фтористый водород в смеси с хлористым водородом подают в заполненный бензтрихлоридом форреактор, из которого после взаимодействия фтористого водорода с бензтрихлоридом отбирают хлористый водород, свободный от фтористого водорода, а смесь бензтрихлоррща и продуктов частичного его фторирования подают в основной реактор для дальнейшего фторирования.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,.Я „„1087509

Зсв С 07 С 25 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

I 1j

1 (61) 507552 (21) 3430372/23-04 (22) 17.02.82 (46) 23.04.84. Бюл. В 15 (72) К.M. Бердичевская, Б.В. Симаков, Н.А. Казакевич, О.В. Рождественская, Л.P. Кострова, M.M. Афанасьева, В.Г. Барабанов, С.M. Юдин и А.Ф. Резниченко (53) 547.539.1.07(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 507552, кл. С 07 С 21/24, 1973 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНЗТРИФТОРИДА по авт.св. 11 507552, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью более полного использования фтористого водорода, получения наряду с целевым продуктом товарного хлористого водорода и повышения чистоты целевого продукта, выводимый из отпарного аппарата фтористый водород в смеси с хлористым водородом подают в заполненный бензтрихлоридом форреактор, из которого после взаимодействия фтористого водорода с бензтрихлоридом отбирают хлористый водород, свободный от фтористого водорода, а смесь бензтрихлорида и продуктов частичного его фторирования подают в основной реактор для дальнейшего фторирования.

1087509

Изобретение относится к химической технологии, конкретно с способам получения бензтрифторида, применяемым для получения гербицидов и термических и коррозионностойких покрытий.

По основному авт.св. 9 507552 известен способ получения бенэтрифторида, согласно которому получают последний взаимодействием бензтри10 хлорида со фтористым водородом в аппарате колонного типа с противоточной подачей реагентов. Процесс ведут при температуре, постепенно нарастающей от -5 С в верхней части реакционной о

- зоны до 150 С в нижней части, под давлением 15-20 ати. Полученный в результате реакции хлористый водород выводят из верхней части реакционной зоны, а продукты реакции и непрореагировавший фтористый водород— из нижней части реакционной зоны при температуре реакции и дросселируют до атмосферного давления в отпарной аппарат для отгонки фтористого ва35 дорода с последующим выделением целевого продукта ректификацией 1 ), Недостатком известного способа является то, что выходящий из от "рного аппарата фтористый водород в смеси с хлористым водородом (HF

10 — 807) является трудноразделимой смесью при атмосферном давлении.

Смесь эту поглощают водой, при этом образуется не находящая сбыта загрязненная фторид-ионом соляная кислота и происходит потеря дорогого НГ.

Уничтожение отходов акой кислоты приводит к загрязнению окружающей среды. Все зто ведет к удорожанию процесса, повышению себестоимости целевого продукта, Эффективное разделение HF и НС1, выходящих от отпарного аппарата, требует компремирования и ректификации, что весьма сложно.

Выделение с использованием адсорбен- 45

"гов также дорого и неудобно. К тому же образующийся по.основному изобретению бензтрифторид содержит до 37. высоко кипящих примесей, что также ухудшает показатели процесса.

Целью изобретения является полное использование исходных реагентов, в частности фтористого водорода, получения товарного хлористого водороца и повышения чистоты целевого продук- Б та.

Поставленная цель достигается способом получения бензтрифторида, согласно которому выводимую из отпарного аппарата смесь фтористого и хлористого водорода подают в заполненный бенэтрихлорндом форреактор, иэ которого после взаимодействия фтористого водорода с бензтрихлоридом отбирают хлористьв; водород, свободный от фтористого водорода, а смесь бенэтрихлорида и продуктов частичного его фторирования подают в основной реактор для дальнейшего фторнрования.

Процесс ведут в двух последовательных реакторах, первый из которых, форреактор,работает при комнатной температуре и атмосферном давлении, а второй (по известному способу) при повышенных давлении и температуре, Процесс проводят следующим образом.

Выходящая из отпарного аппарата газовая смесь HF u НС0 подается в заполненный бензтрихлоридом (БТХ) форреактор, в -котором непрореагировавший в основном реакторе газообразный НГ взаимодействует с избытком

БТХ, Газообразный HF с БТХ реагирует с образованием только промежуточного продукта синтеза бенэтрифторида (БТФ) — монофтордихлортолуола — по реакции

С Н СС0 + НГ Ñ Н СС0 Г + НС(,,в результате чего проходит полное исчерпывание фтористого водорода и на выходе получается чистый хлористый водород. Содержимое фореактора— смесь монофтордихлортолуола и БТХ— подают в основной реактор для дальнейшего взаимодействия с избытком жидкого HF в соответствии с известным способом. Организация процесса таким образом приводит к уменьшению осмоления в основном реакторе вследствие того, что из форреактора в него поступает смесь, содержащая более стабильный частично фторированныи полупродукт и повышается выход целевого продукта„ Осмоление в форреакторе не происходит, так как он работает. при атмосферном давлении и комнатной температуре.

Пример. В реактор колонного типа подают 58,4 кг БТХ и 20 кг фтористого водорода в течение 10 ч.

Выделяющийся в процессе реакции хлористый водород с примесью 0,21 фтоПодача

БТХ в форреактор,кг/ч

Пример

1,7

2,5

57

4,2

6,0

4,5

73

О, 15

4 80

3 10875 ристого водорода выводят из верхней части реакционного аппарата, снабженного ректификационной колонной с обратным холодильником, охлаждаемым рассолом. Образующийся БТФ, непрореагировавший фтористый водород и остатки хлористого водорода выводят из нижней части аппарата. Синтез ведут при 100 С и давлении 15 ати.

Реакционную смесь с низа реактора1(} состава, %:

БТФ 89,4

HF 7,0

HCf 0,8

Высококипящие продукты 15 неполного фторирования 0,8

Смолы 2,0 направляют на отпарную колонну, где непрореагировавший фтористый водород и остатки хлористого водорода отде- щ ляют от органических продуктов при атмосферном давлении и температуре в кубе колонны 100-120 С, температуре верха 20 С.

БТФ сырец в количестве 40,2 кг, 25 содержащий 97% БТФ, отбирают из нижней части колонны (согласно известному изобретению).

Выход БТФ составляет по фтористому водороду 80%, а по БТХ вЂ” 87%.

Непрореагировавший HF в количестве 3 кг с примесью 0,32 кг HCE отбирают из верхней части колонны и направляют в форреактор при атмосферном давлении и комнатной температуре со скоростью 0,3 кг/ч. Одновременно

Подача газовой фазы из отпарного аппарата в форреактор

HF,% HCE,% Расход, кг/ч

1 65 35 О 3

2 29,7 70,3 0,33

3 60 40 0 35

09 4 в форреактор подают 66,7 кг БТХ со скоростью 6-7 кг/ч. Из верхней части форреактора отбирают хлористый водород„ практически не содержащий примеси HF. Из нижней части форректо ра отбирают органические продукты, содержащие 37 кг БТХ и 27 кг монофтордихлортолуола (моно) с примесью дифторхлортолуола и хлористого водор а, и направляют в основной реактор. Одновременно в основной реактор подают 18,2 кг HF. Процесс осуществляют аналогично описанному.

Полученная с низа реактора смесь направляется в отпарную колонну для отделения непрореагировавшего НГ и остатков НС от органических продуктов.

Получают 49 кг сырца, содержащего

99,1% БТФ, 0,5% смолы и 0,4% высококипящих продуктов.

Выход БТФ за второй цикл по фтористому водороду — 96,0%, выход

БТФ по органическому сырью — 97,0%.

Непрореагировавший фтористый водород в смеси с хлористым вод родом (сдувка с отпарной колонны) направляют в форреактор, как описано, где он вступает во взаимодействие с БТХ и таким образом полностью используется в реакции (конверсия HF 99,9%).

В таблице приведены массовые потоки в зависимости от состава газовой смеси, подаваемой в форреактор из отпарного аппарата.

Отвод частично фторированных продуктов из форреактора

БТХ,% Моно,% БТХ,кг/ч Г1оно,кг/ч

84,5 15,5 5 0 92

21 3,5 0,95

27 3,0 1,1

1087509

97,5 5

1,9

0,6

Составитель M. Ниязымбетов

Редактор Н. Рогулич Техред С.Иигунова Корректор В. Бутяга

Заказ 2579/21 Тираж 410 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал Г!ПП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

В соответствии с примером 2 из таблицы, когда содержание HF минимальйо, получают сырец следующего состава, Е:

Целевые продукты

Дифторхлортолуол

Смолообразные примеси

Выход по БТХ 97Х, по HF 95X, чистота отбираемого из форреактора НС9 l0

99, 987.

Таким образом, по сравнению с известным предлагаемое изобретение обеспечивает процесс практически безотходным, полностью перерабатывается фтористый водород, что приводит к уменьшению себестоимости целевого продукта эа счет полного использования исходных компонентов и уменьшения затрат на охрану окружающей среды, кроме того, в результате полного использования фтористого водорода помимо целевого продукта получается товарный НС(и повышается выход и чистота целевого продукта за счет уменьшения осмоления.