Способ очистки фторбензола от бензола

 

Изобретение относится к способам очистки фторбензола (ФБ) от бензола . ЦельН изобретения явялвтс по вышепие степени чистоты и уменьшение потерь ФБ при очистке и упрощение технологии .процесса. ФБ подверга ют экстрактивной ректификации. Растворитель - диметилформамид или метилпнрролидон 6ei)yT в объемном соо нотении с исходным фторбензолом, равном 2-4 : I. С верха колонны отбирают бензольный крнцентрат, а из куба вьшодят смесь растворителя с фторбензолом, которую подвергают ректификации с отбором целевого продукта и регенерированного растворителя . Последние снова возвращают на стадию зкстрактивной ректиг - кации. Способ позволяет снизить содержание бензола в ФБ на 1-2 порядка , в 2-3 раза уменьшить потери ФБ. N3 ОС СП

СО1ОЭ СОЦЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

0y (ll) (51) 5 С 07 С ? 5/13, 17/38

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

f10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ, 1: r«„ I «рцэр и

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;,;:::;;;,;-,",","-", К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 15.09.91. Бюл. М 34 (21) 3851391/04 (22) 01.02.85 (71 ) Институт органической химии им.Н.Д.Зелинского (72) М.И.Зарецкий, С.З.Тайц, О.М.Нефедов, В.Г.Подоляк, Э.М.Чартов, P.Ý.Ñå åáðÿêîâ, С.Ф.Политанский, С.И.Воробьева и Н.В;Волчков (53) 547.539 ° 1.07 (088.8) (56) R.Å.Banks, W.Ê.R.Nusgrave, J.Chem.8îñ., 1956, У ll, р.4682-4683. !

<(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ФТОРБЕ11ЗОЛА OT ,ДЕНЗОЛА (57) Изобретение относится к способам очистки фторбензола (ФБ ) от бензола. Цель| изобретения является. повыиение степени чистоты и уменьшение потерь ФБ при очистке и упрощение технологии процесса. ФБ подвергают экстрактивной ректификации.

Растворитель — диметилформамид или метилпирролидон берут в объемном соо1ношении с исходным фторбензолом, равном 2-4 : 1. С верха колонны отбирают бенэольный концентрат, а иэ куба выводят смесь растворителя с фторбензолом, которую подвергают ректнфикации с отбором целевого продукта и регенерированного растворителя. Последние снова возвращают на стадию экстрактивной ректнфикации. Способ позволяет снизить со- а держание бензола в ФБ на 1-2 порядка, в 2-3 раза уменьшить потери ФБ.

1 289045

Изобретение относится к способам очистки фторбензола от бензола.

Фторбензол может быть использован для получения лекарственных препара«. тов, пестицидов, красителей. Получаемый сопиролизом циклопентадиена ! с фторгалогенметанами фторбензол со1

° дФржит 3-5% бензола. Для дальнеишего и пользования фторбеиэола в качестве и лупродукта для синтеза лекарст10 в нных препаратов необходимо снизить с держание бенэола до 0,1-0,2%, общ е содержание примесей должно ., быть не более 0,5%.

Цель изобретения — повышение степени чистоты, уменьшение потерь фторбензола при очистке и упрощение технологии пронесся.

Изобретение иллюстрируется примерами 1-4. Сравнительные примеры 5-6 показывают нецелесообразность проведения процесса за пределами выбран ных интервалов условий ° Сравнитель" ныл пример 7 показывает невозможность достижения поставленной цели с использованием известного спдсоба очистки фторбензола.

Пример 1. Экстрактивную ректификацию технического фторбен- З0 зола, предварительно очищенного от остатков циклопентадиена, проводят на укрупненной лабораторной установ" ке непрерывного действия, представляющей собой насадочную колонну диаметром 30 мм; высота слоя насадки 1200 мм (насадка — трехгранные спирали размером 4х4.мм из нихромовой проволоки диаметром 0,22 мм). Общая эффективность (с отбойной частью)

24-26 т,т. (определено при полном орошении на смеси бензол-дихлорэтан), что эквивалентно эффективности 20

22 т.т. при рабочих условиях. Колонна снабжена кубом емкостью 1 л с электрообогревом, головкой полной: конденсации с автоматической регули" ровкой флегмового числа, термокомпенсационным обогревом, глухой тарелкой ло жидкости (в нижней части колонны) и системой регистрации температуры по высоте колонны, а также приборами автоматического регулирования температуры питания колонны и температуры селективного растворителя. Питание и растворитель подают предварительно откалиброванными дозировочными насосами. уровень жидкости в кубе поддерживают постоянныч.

Техническую смесь, содержащую

96,5% фторбенэола и 3,5% бензопа, нагретую до 75 С, подают в среднюю часть колонны со скоростью 60 мл/ч, а в верхнюю часть колонны (ниже отбойной части) ряодят диметилформамид, нагретый до 85 С, со скоростью

180 мл/ч. Соотношение растворитель:

:сырье равно 3:1 (по объему) °

После выхода колонны на рабочий режим устанавливается следующий температурный режим ho высоте колонны: верхняя часть 84-85 С, срепняя и нижняя части 90 С, куб 143-155 С.

С верха колонны при 83-84 С со скоо ростью 5,0 мл/ч отбирают бензольный концентрат, содержащий 40% бензола, . при этом флегмовое число поддерживают равным 30-40. Поток жидкости с глухой тарелки колонны делится на две части: одна часть поступает в куб колонны, а другую со скоростью

235 мл/ч отбирают в виде кубовой жидкости. Из последней обычной ректификацией на колонне эффективностью 8-10 т.т. выделяют очищен- . ный от бензола фторбензол в количест- . ве 55 мл/ч следующего состава, мас,%: фторбензол 99,65, бенэол

0-0,1, изомеры дифторбенэола 0,34.

Регенерированный диметилформамид возвращают на орошение колонны экстрактнвной ректификации. Потери монофторбензола {с дистиллятом) состав- ляют 4,5%. Эти потери могут быть сведены к минимуму при переработке полученных дистиллятов тем же способом.

Пример 2. Экстрактйвную ректификацию фторбензола, предварительно очищенного от остатков циклопентадиена,.с использованием в качестве селективного растворителя метилпирролидона проводят в непрерывном режиме на той же колонне, что и в примере I. Фторбенэол, содержащий

3,0 мас.% бензола и нагретый до 75 С, подают в среднюю часть колонны со скоростью 45 мл/ч, а сверху в колонну вводят метилпирролидон (с температурой 85 С) со скоростью !80 мл/ч.

Соотношение растворитель:сырье рав" но 4:1 (по объему) . 8 кубе колонны температура 195-200 r., температура верха колонны 84-85 С, В качестве дистиллята иэ колонны отбирают бензольный концентрат, содержащий 40% бензола, со скоростью 4,5 мл/ч.

3 1289045 4 . При этом флегмовое число поддержи- лонны со скоростью 60 мл/ч, а в sepx" вают равным 40. В виде кубовой жид- нюю часть колонны (ниже отбойной час" кости из колонны отбирают смесь фтор- . ти) вводят диметилформамид, нагребензола с метилпирролидоном со ско- тый ао 85 С, со скоростью 180 мл/ч. ростью 220 мл/ч. Эту смесь разделя- 5 Соотношение растворитель : сырье рав

1 ют затем на ректификационной колонне но 3:1 (по объему) . После выхода коэффективностью 6-8 т.т. с выделением лонны на рабочий режим устаиавлива"очищенного монофторбенэола в коли- ется следующее распределение темперачестве 40 мл/ч состава, мас. .: фтор- туры по высоте колонны: верхняя бензол 99,60, бензол 0,05, изомеры ® . часть 84-85 С, средняя и нижняя часдифторбензола 0,35. Регенерированный >Н 90 С, куб 145-155 С. С верха кометилпирролидон возвращают на ороше- лонны при 83-84 (: со скоростью 7 мп/ч о ° иие колонны экстрактивной ректифи" отбирают бензольный концентрат, соквции. Потери фторбензола (c дистил- держап1ий 40 бензола, при этом флеглятом) составляют 4,5Х. Эти потери >> мовое число поддерживают равным 30-, могут быть сведены к минимуму при 40. Поток жидкости с глухой тарелки переработке полученных дистиллятов колонны делится на 2 части: часть этим же способом. жидкости поступает в куб колонны, Пример 3. Экстрактивную рек- а остальную часть со скоростью тификацию технического фторбензола, 20 233 мл/ч отбирают в виде кубовой предварительно очищенного от следов, жидкости Из последней обычной ректи-

° диклопентадиена, проводят на той фикацией на колонне эффективностью же колонне, что и в примере 1, с 8-10 т.т. выделяют очищенный от бениопользованием в качестве растворите- зола фторбензол в количестве 53 мл/ч ля диметнлформамида. Технический . 5 следующего состава, мас. : фторбенфторбснэол, содержащий до ЗХ бензо" эол 99,60, бепэол 0,05, иэамеры дила, подают с температурой 70-75 С в фторбенэола 0,35. Регенерированный среднюю часть колонны со скоростью диметилформамид возвращают на ороше75 мл/ч а сверху в колонну вводят ние колонны экстрактивной ректифика1

О димстилформамид (с температурой 85 C) 30.ции. Потери монофторбензола (с бенсо скоростью 150 мл/ч. Соотношение зольным концентратом) составляют не растворитель : сырье равно 2:1 (по более 5 . Эти потери могут быть.све" объему). С верха колонны со ско- йены к минимуму при переработке бен-, ростью 8 мл/ч отбирают концентрат зольного концентрата тем же спосЬ" бензола с содержанием последнего 30 35 бом. (флегмовое число 40-45) . Из куба от- П р и и е р 5 (сравнительный) . бирают смесь фторбензола с диметил- Экстрактивную ректификацию техничесформамидом со скоростью 2! 7 мл/ч. Из кого фторбензола !содержащего этой смеси обычной ректификацией 4,0 мас.Х бензола), предварительно на колонке 6-8 т.т. выделяют в коли- 0 очищенного от циклопентадиена, про-. честве 67 мл/ч фторбензол со степенью водят на той же колонне, что и в частоты 99,6Х, содержащий 0,05 мас. . примере 1, с использованием .в качестбензола. Регенерированный диметилфор- ве растворителя метилпирролидойа. ! мамид возвращают на орошение колон- Исходный монофторбензол с температуа ны экстрактивной ректификации. Поте- <5 рой 75 С подают со скоростью 120 мл/ч ри фторбенэола (с бензольным кон- в среднюю часть ректификационной коцентратом) составляют 5, лонны, а в верхнюю часть вводят метилпирролидон со скоростью также

Пример 4. Экстрактивиую рек- 120 мл/ч..Соотношение растворитель:

,тифнкацню технического фторбензола 50,: сырье равно l:! (по объему). С вер содержащего 5 мас.Х бенэола и пред" ха колонны отбирают со скоростью до варительно очищенного от циклопен-,30 мл/ч концентрат беиэола с содержа,тадиена, проводят на той же колонне нием последнего 17 . (флегмовое чисI (эффективностью 20-22 т.т. при рабо- ло 45-50). Иэ куба выводят смесь . чих условиях), что и в примере l, c 55 фторбенэола с метилинрролидоном со использованием в качестве селективно" скоростью 210 млlч. Иэ этой смеси го растворителя диметилформамида. обычной ректйфикацией на колонне

Технический монофторбенэол, нагретый эффективностью 6 — 8 т. т. выделяют в

Р до 75 С, подают в среднюю часть ко- количестве 90 мл/ч фторбенэол со сте1289045 6 собрано 30 мл дистиллята в виде

15Х=ного концентрата бензола. 8 ку5 .пенью чистоты 98,5Х, содержащий

l,lX бензола. Регенерированный раст ворнтель возвращают на орошение ко" лонны экстрактивной ректнфикации.

Потери фторбензолв составляют более

, 10X.! . Пример 6 (сравнительный) °

Экстрактивную ректификацию технического фторбензолв, содержащего 5,.0X ® бензола и предварительно очищенного ,от цнклопентадиена, проводят на той же колойне, что и в примере 1» с использованием в качестве растворителя диметилформамида. В среднюю. часть колонны экстрактивной ректификации вводят со скоростью 40,0 мл/ч исходный фторбензол, а сверху s колонну подают днметилформамид со скоростью; 200 мл/ч. Соотношение раство- 20

- рнтель:сырье равно 5:1 (по объему} .

С верха колонны отбирают со скоростью 7 мл/ч концентрат бензола с содержанием последнего 40Х (флегмовое число 30-40). Hs куба выводят смесь фторбензола с днметилформамидом со скоростью 233 мл/ч; из этой

I смеси. обычной ректификацией на колонне эффективностью 6-8 т.т. выделяют в количестве 33 мл/ч монофторбенэол 30 с. содержанием бензола 0,05Х. Регенернрованный днметилформамид возвращают на орошение колонны экстрактивной ректифнкации. Потери фторбензола составляют 5Х. 35

Пример 7 (сравнительный) .

Техническую смесь, содержащую 95Х фторбенэола и 5Х бензола, в количестве 300 мл загружают в куб (ем- 40 костью 0,5 л) ректнфикационной колонны периодического действия. Колонна диаметром 20 мм и высотой

1,5 м заполнена мелкой насадкой нз нихромовой проволоки в виде трех" гранных спиралей (высота слоя насадки 1400 мм), снабжена компенсацион.ным электрообогревом и оборудбвана головкой полной конденсации с автоматической регулировкой флегмового . 50 числа. Эффективность колонны при полном орошении 40 т..т. После вывода колонны на режим полного флегмования (в течение 1,5 ч) и установлейия постоянной температуры в головке 83,5 (; начинают отбирать со скоростью 5 мл/ч. Дистиллят отбирают в. течение 6 ч при поддержании флегмового числа около 50. Всего

Г бе колонны оказывается 270 мл тех" нического фторбенэола с содержанием бензола 4Х. Этот кубовый продукт вновь подвергают ректификации (вторая операция). В таком же режиме, как и при первой операции (при флегмовом числе 50), собирают 30 мл дистиллята в виде 13Х-ного концентрата бензола. В кубе колонны остается, 240 мл технического продукта с соде@» жанием бензола З . Этот остаток вновь подвергают ректификвции нри флегмовом числе ь100 и отбирают

30 мл дистиллята в виде 12Х=ного бензольного концентрата. Из куба ко лонны собирают 210 мл фторбензола, содержащего (по данным ГЖХ) 1,5Х бензола.

Таким образом, в результате трех операций ректификацни нв колонне эффективностью около 40 т.т. иэ

300 мл технического фторбенэола, содержащего SX бензола, было получено 210 мл фторбеиэола, содержащего в качестве примеси 1,5Х. бензолв.

При этом флегмовое число варьировалось от 50 до 100 (в третье9 операции). Потери фторбенэола с дистиллятом составили 25Х. Дальнейшее извлечение бензола из кубового про дукта ректификацией нерационально, так как более глубокая очистка фторбензола от бензола будет связана с еще более значительным увеличением

% потерь целевого продукта.

Приведенные примеры показывают, что способ очистки фторбензола в соответствии с .изобретением позволяет снизить содержание бензола s фторбензоле на 1;2 порядка, в 2-3 pesa уменьшить потери фторбензола и упростить технологию sa счет устранения высокоэффективных ректификационных колонн и необходимости работать при больших флегмовых числахе

Формула изобретения

Способ очистки фторбенэола от бензола с использованием ректификацин прн атмосферном давлении, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени н уменьшения потерь фторбензола и упрощения технологии, исходный фторбензол подI

7 l 289045 8 вергают экстрактивной ректнфикации рат, а иэ куба выводят смесь раствос использованием в качестве раство- рителя с фторбенэолом, которую эатем рителя диметилформамида или метил-, . лодвергают ректифнкации с отбором рирролидона, взятого в объемном со- целевого продукта и регеиернрованно- отноаении с исходным фторбенэолом, g ro растворителя, который возврацают равном 2 - 4 : 1, при этом с верха на стадию экстрактивной ректификаколонны отбирают бензольный концепт- ции.

Составитель О. Смирнова

Редактор И.Ленина Техред Л.Олийнык Корректор С.Шекмар

»»»

Заказ 3725 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР, по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4 с