Патент ссср 266652

 

266652

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента №

Кл. 12о, 1/06

Заявлено 08.Ч111.1967 (№ 1178910/23-4) МПК С 07с

Приоритет 12 Ч111.1966, № 53012/66, Япония

Комитет по делатв изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 547.53.2(088.8) Опубликовано 17.111.1970. Бюллетень ¹ 11

Дата опубликования описания 6.Ч111.1970

Авторы изобретения

Иностранцы

Тамоцу Уэно и Такаши Накано (Япония) Иностранная фирма

«Джапэн Гэс-Кемикал Компани, Иик» (Япония) Заявитель

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ м-КСИЛОЛА И (ИЛИ) ДРУГИХ

ИЗОМЕРОВ ИЗ СМЕСИ КСИЛОЛОВ

Изобретение относится к способу выделения м-ксилола и (или) других изомеров из смеси ксилолов.

Известен способ выделения м-ксилола путем обработки исходной смеси растворителем — смесью фтористого водорода и фтористого бора с последующим разложением получившегося при этом комплекса при нагревании.

С целью интенсификации процесса предложен способ выделения м-ксилола и (или) других изомеров путем обработки смеси ксилолов растворителем — смесью фтористого водорода и фтористого бора. Получившийся при этом комплекс ксилол — фтористый водород— фтористый бор разлагают при температуре

40 — 200 С и давлении 1 — 8 атм в:присутствии разбавителя — предельного углеводорода или ,предельного галогенсодержащего соединения, имеющих температуру кипения;ниже, чем ксилолы.

Экстракцию осуществляют непрерывно по принципу противотока при температуре в пределах от — 20 до +30 С. Изомеры ксилола, содержащиеся в исходной смеси, экстрагируют в виде раствора комплексного соединения ксилол — фтор истый водород — фтор истый бор в фтористом водороде. Экстракт удаляют со дна, а рафинат с верха колонны. Затем экстракт подают в аппарат для разложения, где нагревают, в |результате чего комплексное соединение разлагается. Изомеры ксилола можно выделить при удалении фтористого водорода и фтористого бора, Известно, что в присутствии фтористого водорода и фтористого бора ксилолы, в частности о-ксилол, и этилбензол образуют бензол, 10 ароматические углеводороды С о и т. п. в результате реакции диспропорционирования, однако они образуют также различные изомеры в результате реакции изомеризации.

Эта склонность особенно заметна при вы15 соких температурах и давлениях. Поэтому термическое разложение комплексного соединения ксилол — фтористый водород — фтористый бор до образования ксилола, фтористого водорода и фтористого бора осуществляют

2О при атмосферном или пониженном давлении.

В качестве среды для разложения предпочтительными являются инертные вещества, имеющие температуру кипения более низкую, чем температура кипения ксилолов, например

25 четыреххлористый углерод и углеводороды от

Сз до С-,. Давление при разложении должно быть выше давления в экстракторе ксилола.

Максимальное давление при разложении за266652

Пример 1. Комплексное соединение м-ксилола, полученное при экстракции фтористым водородом и фтористым бором при молярном отношении 10: 1, разлагают в ректификационной колонне при давлении 2—

10 атм, используя для орошения .колонны только гексан. До давления,,равного примерно 6 атм, побочные реакции были незначительны. Полученные результаты приведены ниже.

172

2 4

131 165

99,9 99,8

185

Давление при разложении, агм

Температура на дпе колонны, "С .

Выход выделенного ксилола, в пересчете на исходный ксилол, по весу

217

99,5

99,0

98,2

Состав ксилола, % iso весу, приведен ниже.

Выделенный

Исходный

0 0 0

0 0 0,01

0,01 0 0

0,20 0,20 0,3

99,0 99,0 98,8

0,79 0,8 0,8

0 0 0,09

0,30

0,40

0,8

96,0

1,2

1,3

0,80

0,90

2,1

92,7

2,0

1,5

Бензол

Толуол

Этилбензол и-Ксилол м-Ксилол о-Ксилол

Остаток с высокой температурой кипения

0,05

0,07

0,4

98,3

1,0

0,18

Пр им ер 2. Эксперимент по разложению сано ниже. Полученные результаты следуюсмешанного комплексного соединения, содер- щие. жащего м-, о- и п-ксилол, проводят как опи- 35

133

161

174

188

213

Давление при разложении, атм

Температура на дне колонны, С

Выход выделенного ксилола, в пересчете на исходный ксилол, о о по весу

95,4

99,9

99,3

98,9

97,2 висит от температуры кипения применяемого углеводорода. Когда используют вещество, имеющее относительно высокую температуру кипения (например, Са), предпочтительным является давление, равное 6 атм. При загрузке вещества с низкой температурой кипения (например, C4) давление может достичь 8 атлг.

Предпочтительная продолжительность контакта не более 15 сек.

Хотя можно иопользовать аппарат любого типа, если он обеспечивает быстрое испарение, однако для осуществления изобретения желательна модифицированная ректификационная колонна.

Если раствор комплексного соединения в модифицированной ректификационной колонне поступает непосредственно в восходящие пары среды для разложения, которая подается в аппарат для разложения в качестве флегмы, комплексное соединение можно разлагать при температуре 40 — 200 С не более 15 сек.

Пары инертных веществ или среды для разложения распределены между парами фтористого водорода и фтористого бора, поступают после разложения вверх по колонне, а ксилолы опускаются вниз ко дну колонны в жидком состоянии. Таким образом ксилолы не контактируют с фтористым водородом и фтористым бором после разложения. Поэтому со дна колонны можно выделить ксилолы, содержащие только 0,01% по весу фтористого водорода и фтористого бора. Потеря и окраска ксилола в результате реакции очень незначительны. Поэтому его подают в процессе очистки только после промывки водой.

Верх аппарата для разложения охлаждают до температуры в:пределах от — 20 до +20 С, и небольшое количество среды для разложения, содержащееся в смеси фтористого водорода и фтористого бора, конденсируют, отделяют и используют в качестве флегмы в àïïàрате для разложения.

Фтористый водород и фтористый бор находятся при давлении более высоком, чем давление в экстракционной колонне, и поэтому могут быть возвращены в экстракционную колонну самопроизвольно без помощи вспомогательных средств рециркуляции. Фтористый водород и фтористый бор являются коррозионными соединениями, и исключение рециркулирующих средств, которые изготовляются из дорогого металла, является важным преимуществом предлагаемого способа.

266652

Состав ксилола, о в по весу, приведен ниже.

Выделенный

Исходный

0 0 0

0 0,05 0;08

0,01 0 0

23,0 23,1 23,0

52,1 52,3 54,0

24,9 24,4 22,7

0 0,15 0,22

Состав ксилола, % по весу, следующий.

Пример 3. Такое же комплексное соединение м-ксилола, как в примере 1, разлагают при испарении бутаном, которым орошают колонну в качестве среды для разложения. Уста новлено, что при применении углеводорода с низкой температурой кипения побочные реакции незначительны ниже при давлении до

8 атм. Полученные результаты даны ниже.

Выделенный

Исходный

Исходный

Выделенний

0,04

0,01

15 П р имер 4. При процессе реакции температура и давление в экстракторе равны — 5 С и 3,5 атн. Для разложения применяют модифицированную ректификационную колонну, а для орошения колонны — гексан в качестве

20 среды для разложения. Процесс ведут,при

130

99,5

99,9

Таблица 1

Струя, удаляемая из аппарата для разложения, %

Исходный Орошение, Экстракт, Рафинат, %

Состав углеводорода

% продукт, %

% с верха со дна

453

51,8

458

Фтористый водород

2

17

48

0,33

72,0

0,15

0,1

0,2

0,2

73,0

0,4

0,25 давлении 5,0 атм и температуре на дне колонны 138 С. Фтористый водород и фтористый бор, получаемые при разложении комплексно. го соединения, циркулируют в экстракторе без помощи какой-либо машины. Достигнуты очень стабильные условия процесса, В табл. 1 показаны составы разных струй в данном случае.

Пр им ер 5. При таком же процессе, что и в примере 4, температура экстрагирования и давление в экстракторе равны — 10 С и

5 ати,. Давление при разложении 6,5 ат,н, а температура на дне колонны 145 С. В качестве среды для разложения использован гексан.

Фтористый водород и фтористый бор рециркулируют в экстракторе. В табл. 2 указаны составы разных струй, Бензол

Толуол

Этилбензол п-Ксилол л-Ксилол о-Ксилол

Остаток с высокой температурой кипения

Цавление при разложении, атл

Температура на дне колонны, С

Выход выделенного ксилола, в пересчете на исходный ксилол о о по весу .

Фтористый бор

Предельный углеводород С

Толуол

Этилбензол и-Ксилол л -Ксилол о-Ксилол

Остаток с высокой температурой кипения

Бензол .

Толуол

Этилбснзол, п-Ксилол л -Ксилол . о-Ксилол .

Остаток с высокой температурой кипения

5

0,5

17

19,9

12,8

0,01

0,18

22,2

53,1

22,7

1,85

0

0,01

0,21

99,0

0,79

0,13

0,20

21,3

55,2

20,0

3,22

0

0,25

98,9

0,84

0,18

0,25

20,2

55,9

19,б

3,90

0,03

0,01

0,27

98,8

0,85

266652

Таблица 2

Струя, отбираемая из аппарата для разложения, %

Исходный продукт, %

Орошение, Экстракт, Рафинат, %

Состав углеводорода

r0 со дна с верха

738

75,7

33

17

36

0,05

18

38

10,5

0,2

34,0

74

20,5

0,1

33,0

64,3

18,8

0,5

3,5

2,0

67,05

36,8

100

130,7

129

Всего

Предмет изобретения

Составитель М. Золотарева

Редактор Л. Г. Герасимова Техред Л. Я. Левина Корректор Л. С. Веденеева

Заказ 212778 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 475

Типография, пр. Сапунова, 2

Фтористый водород

Фтористый бор

Бензол

Толуол

Этилбензол п-Kcmrorr м-Ксилол о-Ксилол

Остаток с высокой температурой кипения

Способ выделения м-ксилола и (или) других изомеров из смеси ксилолов путем обработки ее смесью фтористого водорода и фтористого бора с последующим разложением полученного при этом комплекса при нагрева7

1,5 . 3

32,0

0,3

Следы

Следы нии, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, разложение комплекса ведут в присутствии предельного углеводорода или предельного галогенсодержащего соединения, имеющих температуру кипения ниже, чем температура кипения ксилолов, например гексана,