Способ выделения этилбензола

 

О А. ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

312416

Союз Советских

Социалистических

Ревпублик

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента ¹

МПК С 07с 15/08

Заявлено 27.1.1970 (№ 1401837/23-4)

Приоритет 27.1.1969, ¹ 5314/1969, Япония

Комитет по делам иаобретеиий и открытий при Совете Мииистоое

СССР

УДК 547.534.2(088.8) Опубликовано 19.VIII.1971. Бюллетень ¹ 25

Дата опубликования описания 11.X.1971

Авторы изобретения

Иностранцы

Такаси Сузуки и Сейдзи Нимура (Япония) Заявитель

Иностранная фирма

«Джапэн Гэз Кемикал Ко., Лтд.» (Япония) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ЭТИЛБЕНЗОЛА

100

5000 †5

300 — 50

400 — 40

100 — 0,5

Изобретение относится к способу выделения этилбензола из смесей, содержащих изомеры ксилол а.

Известен способ выделения этилбензола из смесей, содержащих изомеры ксилола, путем экстр акции комплексом трехфтористого бор а и фтористого водорода в присутствии разбавителя, представляющего собой продукт изомеризации m-ксилола. Однако применяемый комплекс трехфтористого бора и фтористого водорода является также катализатором

Фриделя-Крафтса и поэтому вызывает побочные реакции диспропорционирования и трансалкилирования, которые в свою очередь сниж ают выход этилбензола.

Для устранения указанного недостатка предлагается проводить экстракцию в присутствии разбавителя — насыщенного С4 — С7алифатического или алициклического углево,дорода, содержащего один третичный атом углерода, например изобутана, изопентана, изогексана, 2-метил- и З-метилгексана, 3-метил-, З-этил-, 2,3-диметил- и 2,4-диметилпентана, 2,2,3-триметилбутана, метил-, этил-, 1,2диметил- и 1,3-диметилциклопентана, метилциклогексана, метилциклопропана или их смеси с н-гексаном.

Для проведения процесса лучше всего использовать компоненты в следующих количествах (моль):

Исходная смесь, т. е. смесь ксилолов, содержащая около 20% этилбензола

Фтористый водород

Трехфтористый бор

Флегма ксилола на последней стадии экстракции

Разбавитель

10 Зкстракцию проводят обычно при +20 до — 50 С, предпочтительно при 0 — (— 30) С.

Причем при температуре экстракцни — 20 С время пребывания меньше 1 час. Рабочее давление от 1 до 20 кг(слР.

15 Выделенный рафинат представляет собой раствор этилбензола в насыщенном углеводороде, откуда этилбензол с высокой степенью чистоты может быть легко выделен при перегонке. Изомеры ксилола, имеющие более вы20 сокую основность, чем этилбензол, остаются в экстракте.

На чертеже показан колонный экстрактор, Смесь ксилолов, содержащую этилбензол, загружают в среднюю часть экстрактора 1 по

25 линии 2, фтористый водород и трехфтористый бор по линиям 8 и 4 соответственно, разбавитель по линии 5, а флегму ксилола, не содержащую этилбензола, по линии б. Рафинат, т. е. смесь разбавителя и этилбензола, отво30 дят нз верхней части аппарата по линии 7, а

312416

Концентрация этилбензола в рафинате (этилбензол/общее количество ароматических углеводородов) =«99

Концентрация этилбензола в фазе экстракта (этилбензол/общее количество ароматических углеводородов) <0,5

Потери этилбензола из-за диспропорционирования или реакции трансалкилирования и т. д. (потери этилбензола/загруженное количество этилбензола) <5

Пример 1. После введения в экстрактор с мешалкой объемом 300 мл 0,79 люль этилбензола, 0,08 моль р-ксилола, 0,08 моль о-ксилола, 0,36 моль метилциклопентана (чистота не менее 99,0%) как растворителя и охлаждения экстрактора до температуры ниже 0 С загружают в него 4,10 моль очищенного безводного фтористого водорода. После перемешивания и охлаждения аппарата до — 25 С вводят в него 0,25 моль трехфтористого бора. Температуру в экстракторе контролируют и поддерживают на уровне — 20 С.

Давление в экстракторе 1,5 кг/см .

Через 15 мик смесь оставляют отстаиваться.

Образцы анализируют на газовом хроматогр афе. изомеры ксилола, экстрагированные комплексом HF ВГз, отводят в виде раствора снизу по линии 8. Можно использовать любой тип экстрактора, если он подходит для проведения процесса противоточным (жидкость— жидкость) способом и позволяет осуществить контакт между углеводородной фазой и фазой фтористого водорода. Например, можно использовать колонну-экстрактор, снабженный перемешивающим устройством.

При подходящих условиях, когда этилбензол выделяют путем непрерывного экстрагирования из смеси ксилола, содержащего 20% этилбензола, 40% р- и о-ксилолов и 40% т-ксилола, получают следующие результаты (в %):

Пример ы 2, 3. Используя в качестве разбавптеля смесь и-гексана и метилциклопентана (40 мол. % метилциклопентана) или только н-гексан, проводят опыт, как в примере 1.

Результаты опытов приведены в табл. 1 .

Таблица 1

Номер примера

Условия опыта

Загрузка, моль

НГ

15 н-Гексан

Метилциклопентан

Этилбензол р-Ксилол о Ксилол

20 Рафинат мол %

Этилбензол р-Ксилол

m-Ксилол о-Ксилол

4,0

0,25

0,22

0,15

0,79

0,08

0,08

4,0

0,24

0,36

0,79

0,08

0,08

4,10

0,25

0,36

0,79

0,08

0,08

88, 98

6,90

4,10

88,45

7,18

4,37

86,27

9,50

4,23

f» х

CO

О»

t» и

f» х

Й х

Р) о х (7) 30

Продукт, моль

Разбавитель

Бензол

35 Этилбензол

m-Ксилол р-Ксилол о-Ксилол

Диэтилбензол

0,36

0,01

0,67

0,05

0,3

0,36

0,01

0,63

0,05

0,03

0,00

0,00

0,00

0,08

0,03

0,00

0,04

0,00

0,00

0,00

0,07

0,02

0,01

0,04

0,01

0,36

0,08

0,50

0,06

0,02

0,02

0,00

0,02

0,04

0,02

0,00

0,02

0,10

40 ВыхОд атил бензола, %

68,3

88,7

94,9

Примечание, Состав рафпната и экстракта приводится по отношению к ароматическим углеводородам.

45 Пр и мер ы 4 — 8. В экстрактор загружают

250 мл смеси, состав которой приводится в табл. 2, и трехфтористый бор при температуре — 20 С. Перемешивают 20 мин при этой же температуре. Затем экстр агент вымыв ают во50 дой. Результаты опыта приведены в табл. 2.

312416

Таблица 2

Номер примера

Загрузка, иоль

HF

ВРз

5,40

0,32

Метилпеитаи

5,05

0,30

Метилциклопеитаи

0,12

0,39

0,01

5,20

0,31

Смесь С, 5,30

0,32

Изопеитаи

5,00

0,32

Изогексан

Разбавитель

0,12

0,39

0,01

0,12

0,39

0,01

0,04

0,39

0,01

0,12

0,39

0,01

Этилбеизол р-Ксилол

98 5 97,2

70,7

71,7

85,8

Выход этилбеизола, !о

Смесь Сь . 58,8% н-гексана, 21,4% метилциклопентана и 19,8% метилпентана. Дополнительное количество вычисляют по отношению метилциклопентан плюс метилпентан, а количество и-гексана (который не содержит третичного атома углерода) не вычисляют.

Пример ы 9 — 14. Смеси, имеющие состав, приведенный в табл. 3, обрабатывают таким же образом, как в примерах 4 — 8. Были получены результаты, представленные в табл.3.

Ta6лица 3

Номер примера

12 13

Условия процесса

Загрузка,,коль

HF

ВРз

Разбавитель

5,70

0,34 и-Пентан

4,86

0,34 и-Гексан

4,40

0,26 и-Пеитаи

5,45

0,33

Беизол

5,40

0,32

Неогексан

Циклогексан

0,12

0,39

0,01

0,12

0,39

0,01

0,12

0,39

0,01

0,12

0,39

0,01

0,12

0,39

0,01

0,12

0,39

0,01

27, 10

15,93

42,12

2,24

12,56

39,23

37,58

2,88

20,12

39,3

Выход этилбеизола, %

59,7

45,8

43,0

48,3

36,4

Пример ы 15 — 16. Смеси, имеющие состав, приведенный в табл. 4, обрабатываю-,. как в примерах 4 — 8, но не используют никакого разбавителя.

Пример 17. Зтилбензол выделяют из смеси ксилолов, используя в качестве разбавителя гексан, смешанный с 30% метилцикло10 пентана, во вращающемся дисковом контактном аппарате с 50 тарелкамп. Эксгракцию проводят при — 20 С и под давлением

3,5 кг/сиз в течение 30 нии. Результаты приведены в табл. 5.

Результаты приведены в табл. 4.

Продукт, мол. %

Разбавитель

Беизол

Этилбензол р-Ксилол

Диэтилбеизол

Этилбсизол р-Ксилол

Продукт, мол. /ь

Разбавитель

Беизол

Этилбеизол р-Ксилол

Диэтилбеизол

28,98

12, 18

48,21

2,74

7,80

25, 41

25,13

28,50

2,04

18,89

19,09

10,41

55,68

3,16

11, 58

20,37

20,51

35,32

2,40

21,31

22,86

5,42

63,54

2,84

5,09

21,76

20,33

32,57

2,37

22,92

22, 39

0,61

72,97

3,34

0,53

24,17

1,22

70,45

3,03

0,78

22,23

21,62

27,51

2,24

26, 40

312416

Таблица 4

Номер примера

1. Способ выделения этилбензола из смесей, содержащих изомеры ксилола, путем экстракции комплексом трехфтористого бора и фтористого водорода в присутствии разбавителя, отличающийся тем, что, с целью повыщения выхода целевого продукта, в качестве разбавителя используют насыщенный С4 — Сталифатический или алициклический углеводород, содержащий один третичный атом углерода.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве разбавителя используют изопентан

15 и/или изогексан, и/или метилциклогексан, и/или метилциклопропан, и/или их смеси с н-гексаном.

Условия процесса

15

Загрузка, моль

НГ

BF

Этилбензол р-Ксилол

9,00

0,54

0,57

0,12

8,90

0,53

0,57

0,12

Температура экстракции, С вЂ” 20 — 30

Состав рафината, мол. %

Бензол

Этилбензол р-Ксилол

Диэтилбензол

21,79

63,97

12,01

2,23

1I,97

74,93

9,11

3,99

Состав экстракта, мол. %

Бензол

Этилбензол р-Ксилол

Диэтилбензол

18,21

34,24

20, 94

26,63

11, 59

45,01

23,72

19,68

v х

l х

v х (Т) l»

crt х

Я»

i%I а

Продукт, моль

Бензол

Этилбензол р-Ксилол

Диэтилбензол

0,04

0,26

0,03

0,01

0,07

0,13

0,08

0,10

0,08

0,23

0,04

0,01

0,04

0,17

0,09

0,07

75,4

63,2

Выход этилбензола, %

Таблица 5

Скорость потока, л оль/час

l х

r4

Q (»

С х х

IXI

1О х

Я с6 <в аьЕ» сО х х сб а

ct5 ио

8» х

0,1

0,1

27,5

81,7

20,2

0,4

0,1

22,5

16,5

48,9

12,1

0,1

0,1

11,1

32,8

8,1

0,5

0,1

21,5

0,1

0

0 96,5

0,3

96,2

962,9

86,6

0,1

0,1

963

86,7

ЦНИИПИ Заказ 2877/18 Изд. № 1171

Тираж 473 Подписное

Ъипогвафия, пр. Сапунова, 2

Бензол

Толуол

Этилбензол р-Ксилол т-Ксилол о-Ксилол

Углеводород

ВЫШЕ Cll

Cll насыщенный углеводород

HF

BFs

Предмет изобретения