Способ управления процессом хлорирования бензоксазолона

 

Использование: в производстве пестицида фозалона. Сущность изобретения: управление процессом хлорирования бензоксазолона осуществляют путем контроля за изменением силы тока, протекающего между двух индикаторных электродов, помещенных в реактор, причем окончание реакции хлорирования определяют по скачкообразному повышению силы тока, который составляет 0,2 - 0,9 от величины заданного значения силы тока, предварительно определяемого при достижении полной конверсии бензоксазолона. 2 ил., 2 табл.

Изобретение относится к способам управления процессом хлорирования бензоксазолона до получения 6-хлорбенз- оксазолона в производстве пестицида фозалона.

Одной из основных химических стадий производства фозалона является синтез 6-хлорбензоксазолона, который получают путем взаимодействия хлора с бензоксазолоном. Требования по избирательности получения 6-хлорбензоксазолона высоки: чистота целевого продукта должна быть не менее 96% т.к. побочный продукт дихлорбензоксазолон, который может получаться в результате перехлорирования, на последующих стадиях переходит в примесь, трудно отделяемую от целевого продукта, тем самым значительно снижая качество и выход фазолона.

С целью устранения образования дихлорбензоксазолона необходимо контролировать момент окончания образования 6-хлорбензоксазолона.

Из существующих методов определения конца реакции (индикация конечной точки) в химической промышленности используют хроматографический метод, потенциометрический, амперометрический, кондуктометрический и пр.

Известен метод управления процессом хлорирования по контролю за расходом хлора и контролю проб реакционной массы с помощью хроматографии (Сб. научных трудов ВНИИХСЗР, НИИТЭХИМ, вып. 9, с. 66-70, 1979).

Этот подход требует остановки процесса в ходе хлорирования, особенно в конце процесса, что отрицательно сказывается на производительности оборудования. Что касается контроля хлора в абгазах, то этот параметр не удовлетворяет требованиям точности определения конца процесса, т.к. наличие хлора в абгазах является сложной функцией гидродинамики процесса и температуры.

Существующий способ определения окончания процесса, например диазотирования аминов, основанный на измерении электропроводности реакционной массы (авт. св. N 226229) для процесса хлорирования бензоксазолона не дал удовлетворительных результатов, т.к. концентрация HCl во время хлорирования изменяется монотонно и в период окончания исчерпывающего хлорирования бензоксазолона до хлорбензоксазолона на диаграмме имеется лишь незначительный перегиб, зафиксировать который с помощью датчика электропроводности очень трудно (Ю.С.Ляликов "Физико-химические методы анализа", М. 1974).

Наиболее близким к предложенному техническому решению по сущности и достигаемому результату является потенциометрический способ управления, а именно способ управления процессом хлорирования бензоксазолона до получения 6-хлорбензоксазолона путем контроля за изменением показаний тока, протекающего между двух электродов, помещенных в реакторе (Патент ЕР N 0037352). В качестве измеряемого показателя взят редокс-потенциал. Фиксируемый по этому способу окислительный потенциал пропорционален натуральному логарифму концентрации хлора и этот параметр существенно зависит от концентpации HCl в реакционной массе.

Данный метод контроля конца хлорирования по редокс-потенциалу недостаточно информативен, т.к. в ходе процесса меняется рН среды за счет выделяющегося HCl, что отрицательно сказывается на точности определения редокс-потенциала. В результате в промышленных условиях нередко получаются перехлорированные реакционные массы.

С целью повышения точности контроля процессом хлорирования бензоксазолона предлагается окончание реакции фиксировать по скачкообразному повышению силы тока, который составляет 0,2-0,9 от величины заданного значения силы тока, предварительно определяемого при достижении полной конверсии бензоксазолона.

Для осуществления способа предложена схема установки, приведенная на фиг.1.

Способ заключается в том, что на электроды 5, которые помещены в реактор 1, подается постоянное напряжение в пределах от 5 до 100 мВ. В качестве источника тока используется гальванический элемент 3. Можно применять и стабилизированный источник постоянного тока. Напряжение на электродах контролируется вольтметром 4. Использовали графитовые и платиновые электроды площадью 1 см² каждый.

В реакторе 1 установлена мешалка 6, обеспечивающая равномерную концентрацию хлора по всему объему реактора.

Ток, протекающий через электроды регистрируется самопишущим микроамперметром 2.

Конец процесса хлорирования определяют по относительному изменению тока (скачка тока) в конце процесса хлорирования, что практически не зависит от скорости подачи хлора и температуры процесса.

В реактор 1 загружали бензоксазолон в количестве 5 кг. Туда же подавали хлор, в количестве, необходимом для полной конверсии (мольное соотношение бензоксазолона к хлору 1:1,05). При проведении реакции производили контроль проб реакционной массы с помощью хроматографии.

Сначала определяли максимальную силу тока (I₃) при достижении полной конверсии (99% ) для конкретной системы (реактора, электродов). Полученная диаграмма приведена на фиг.2. Кривая (1) соответствует изменению силы тока в процессе хлорирования. Кривая (2) соответствует изменению содержания 6-хлорбензоксазолона в конечном продукте.

После определения величины силы тока, соответствующего полной конверсии бензоксазолона, в реактор снова загружали исходное сырье и начинали подавать хлорирующий агент. При повышении силы тока от начального (фонового) значения на 0,2-0,9I₃, отключали подачу хлорирующего агента. После окончания процесса хлорирования определяли содержание 6-хлорбензоксазолона в реакционной массе методом хроматографии. Значение I₃, соответствующее полной конверсии бензоксазолона, определяется 1 раз для конкретной системы.

Результаты опытов приведены в табл.1.

Заявляемый способ сравнивали с известными способами (контроль по электропроводности и редокс-потенциалу). Результаты приведены в табл.2, из которой видно, что предложенный способ позволяет повысить точность управления процессом хлорирования бензоксазолона.

Предложенный способ управления процессом хлорирования позволяет определять конец процесса хлорирования с точностью, удовлетворяющей требованиям регламента, причем на точность контроля не влияет ни точность загрузки исходного сырья, ни температура процесса, ни точность в определении расхода хлора.

Формула изобретения

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ХЛОРИРОВАНИЯ БЕНЗОКСАЗОЛОНА до получения 6-хлорбензоксазолона путем контроля за изменением показаний тока, протекающего между двух электродов, помещенных в реакторе, отличающийся тем, что окончание реакции хлорирования определяют по скачкообразному повышению силы тока, которое составляет 0,2 - 0,9 величины заданного значения при достижении полной конверсии бензоксазолона.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 7-2002

Извещение опубликовано: 10.03.2002        

---