I зсеооюсная nlitlhtho-'ilxhh-ieciiah

 

О Il И С А Н И Е 37077l

ИЗОЫ ЯтЕН ИЯ

Союэ Советсних

Сопиалистичесних

Республин

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента №

Заявлено 15.XII.1969 (№ 1385428/23-4)

Приоритет 17.XII.1968, № 92022/1968, Япония

Опубликовано 15.11.1973. Бюллетень ¹ 11

М. Кл. С 07с 15/08

Комитет по делам изобретений и атнрытий при Совете Министров

СССР

УДК 665 666.2(088,8) Дата опубликования описания 27.IV 1973

Авторы изобретения

Иностранцы

Сусуму Фудзияма и Фумисада Косуге (Япония) Иностранная фирма

«Джапэн Гэз Кемикал Ко,, Лтд.» (Япония) Заявитель

СПОСОБ РАЗЛО)КЕНИЯ РАСТВОРА КОМПЛЕКСА

КСИЛОЛОВ С ФТОРИСТЫМ ВОДОРОДОМ

И ТРЕХФТОРИСТЫМ БОРОМ

Известен способ разложения раствора комплекса ксилола с фтористым водородом и трехфтористым бором, заключающийся в том, что исходную смесь подвергают нагреванию в колпачковой колонне, снизу которой выводят жидкие ксилолы, сверху. отводят пары фтористого водорода и трехфтористого бора, процесс осуществляют в присутствии разбавителя, представляющего собой алифатический углеводород, причем количество тепла, подаваемого в колонну, в 1,1 — 1,5 раза больше, чем необходимо для разрушения и спарения фтористоводородного комплекса.

Однако указанный комплекс содержит в основном фтористый водород, следовательно отгонка смеси фтористого водорода совместно с трехфтористым бором влечет за собой большой расход тепловой энергии.

Для уменьшения расхода тепла предложено разложение комплекса осуществлять в многоступенчатом противоточном газо-жидкостном контакторе при абсолютном давлении паров 2 — 30 кг/см, с выведением сверху контактора паров трехфтористого бора, а снизу его— жидкой смеси фтористого водорода с ксилолами, причем процесс желательно вести в присутствии алифатических С5 — C7 или ароматических Сс — С7 углеводородов, взятых в количестве не менее 0,5 .иоль на 1 л оль ксилола, присутствующего в растворе комплекса.

Точки кипения трифторида бора п фторпстого водорода соответственно равны минус 101,0

5 и плюс 19,5 С. Трифторид бора и фторпстый водород существенно различаются по летучести и можно предполагать, что они легко разделимы. Однако, когда в системе существуют ксилолы, давление паров трифторида

10 бора понижается из-за образования комплекса и становится практически равным давлению паров фтористого водорода, Таким образом, разделение этой смеси возможно лишь при нагревании указанного раствора комп15 лекса с использованием многоступенчатого противоточного газо-жидкостного контактора в качестве устройства для разложения при давлении 2 — 30 кг/сл- (абсолютное давление), предпочтительно 3 — 15 кг/слР (абсолютное

20 давление) в течение 1 — 120 лтин, предпочтительно 5 — 60 лтин, с одновременным выводом из нижней части устройства для разложения раствора смеси ксилолов и фтористого водорода, которая не содержит трифторида бора.

На фиг. 1 представлена изобара газо-жидкостного равновесия при давлении 5 кг/слР (абсолютное давление); на фиг. 2 — то же

370771 при давлении 10 кг/см - (абсолютное давлсние).

Как видно из приведенных графиков, которые строились при содержании 0,1 моль м-ксилола на 1 моль фтористого водорода, увеличение молярного отношения трифторид бора/фтористый водород резко повышает тенденцию к селективному входу трифторида бора в газовую фазу. Это дает возможность разлагать раствор комплекса с использованием многоступенчатого противоточного газо-жидкостного контактора и позволяет выводить газ, обогащенный BF, из верхней части контактора, à HF и .ксилолы — из его нижней части в жидком состоянии. Молярное отношение трифторид бора/фтористый водород может непрерывно уменьшаться от верхней к нижней части устройства для разложения.

Углеводородный разбавитель (см. фиг. 1, 2), присутствующий в системе (гексан используется при построении диаграмм), увеличивает тенденцию селективного входа трифторида бора в газовую фазу.

Аппарат для разложения, функционирующий как многоступенчатый противоточный газо-жидкостный контактор, может быть любой конструкции.

Для этой цели пригодны различные типы насадочных и тарельчатых колонн.

Таким образом, при использовании многоступенчатого противоточного газо-жидкостного контактора в качестве устройства для разло>кения (при нагревании в нижней его части) становится возможным непрерывно выводить из нижней части жидкий фтористый водород, который не содержит трифторида бора.

Молярное отношение трифторид бора/фтористый водород в выводном растворе изменяется в зависимости от количества ксилола, содержащегося во фтористоводородном растворе.

Продукт из нижней части подвергают охлаждению до температуры минус 30 — плюс

30 С и отстаиванию. Таким образом, происходит разделение на фтористоводородную и углеводородную фазы.

Согласно описанному способу возможно разлагать указанньш комплекс, не испаряя весь фтористый водород пз расавора комплекса-ксилолы, фтористый водород, трифторпд бора, и получать фторпстый водород в >кпдком виде, практически не содержащий трп5 фторида бора, и газ, имеющий концентрацию трифторида бора 20 — 90%. Кроме того, в соответствии с изобретением возможно изомеризовать м-ксилол одновременно при упомянутых условиях.

10 Для проведения изомеризацип необходимо, чтобы давление было 3 — 30 кг/слР, предпочтительно 5 — 15 кг/см- (абсолютное давление), и время пребывания 5 — 120 мин, предпочтительно 10 — 80 лшн. По этой причине та15 рельчатые колонны, имеющие большую жидкостную емкость, чем насадочные, более подходят для разложения комплекса. Присутствие разбавителя промотирует реакцию изомеризации м-ксилола в его изомеры.

Пример ы 1 — 6. В качестве устройства для разложения используют колонну с внутренним диаметром 22 мм, набитую по высоте на 400 мя набивочным материалом Диксона с

25 диаметром 2 мм; в нижней части колонны имеется колба (200 мл) с электрообогревом.

Раствор комплекса фтористого водорода, трпфторида бора, м-ксилола и и-гексана подают через верхнюю часть колонны, причем гексан

30 в данном случае используют в качестве разбавителя. Результаты представлены в табл. 1.

Газообразный верхний погон непрерывно выводят и собирают путем поглощения в холодной воде. Результаты анализа указанного

З5 газа представлены в таблице. ПродуKT пз нижней части колонны собирают в приемнике и подвергают разделению после охлаждения до 0 С путем отстоя.

40 П р и м ер ы 7 — 8. В качестве устройства для разложения используют колонну с перфорированными тарелками (внутренний диаметр 45 мм) и 15 каскадами. Каждый каскад способен удерживать 20 мл жидкости. В ни>к45 ней части колонны помещают колбу 50 мл с электрообогревом. Колонна работает так же, как и в примерах 1 — б, и результаты ее работы представлены в табл. 1 и 2.

370771

Таблица 1 х

Ф N ойдо

Ы (g М

Якаw са о х к

И" о И о а ахи

Состав, мол. %

М

v o

Ю р

Q> и

ca Ì кк о о г

Е» х

Р (» (О оО хо

»» ю к

F» а

Ю х ох а х8 ко о Р

:Я о

Условия осуществления опытов

HF кснлол н-гексан

8,3

64,7

1,4

83,3

32,4

79,6

8,3

8,3

198,3

36,1

222,2

Подающий материал.

Газ верхнего погона.

Жидкость, выводящаяся снизу.

То же

0,10

2,0

0,018

2,9

10,7

7,1

12,1

12,9

10

8,0

1I,1

10

110

85,3

39

10

5,8

12,4

39

105,1

5,8

13,4

Таблица 2

Состав кснлола, мол. „

Выход при выделении кснлола в углеводородной фазе при фазовой сепарации

Время пребывания в жидком состоянии,,ции т-ксилол о-ксилол и-ксилол

17

82

14

90 бб

16

71

60

Предмет изобретения родного разбавителя, отличающийся тем, что, с целью уменьшения расхода тепла, разложение комплекса осуществляют в многоступенчатом противоточном газо-жидкостном кон5 такторе при абсолютном давлении паров 2—

30 кг/см с выведением сверху контак1. Способ разложения раствора комплекса ксилолов с фтористым водородом и трехфтористым бором путем нагревания его в аппарате колонного типа в присутствии углеводо100

96

97

96

0

0

1,5

2

4

1

1,5

11

15

0,10

0,22

0,016

0,15

6,20

0,019

0,11

3,70

0,010

0,10

0,80

0,025

0,14

4,00

0,020

0,12

1,10

0,14

0,10

3,50

0,010

3

2,5

3

0 б

2

2,5

14

20

194,4

91,6

162,8

180,2

38,4

201,8

242,9

52,8

270,1

242,5

46,3

196,2

296,2

64,8

231,4

246,5

65,4

266,4

261,9

50,6

316,4

83,3

76,3

74,0

78,9

14,3

76,2

82,6

19,3

79,9

83,5

55,4

88,2

80,5

19,8

88,9

81,9

44,9

77,8

83,4

20,9

77,8

8,3

16,7

1,2

11,8

85,7

1,7

9,1

72,7

0,8

8,3

44,6

2,2

1I,3

80,2

1,7

9,8

49,3

1,1

8,3

73,3

0,8

8,3

12,6

9,3

9,2

8,3

8,2

8,2

9,6

8,2

9,4

8,3

8,7

8,3

8,0

37077! тора паров трехфторпс1ого бора, а снизу его— жидкой смеси фторпстого водорода с ксплоламп.

2. Способ по и. 1, отли:а оцийся тем, что в качестве углеводородного разбав1ггсли пс100

100

И о

70 g х б0 б0 k й7 о » 70 У ь

- т

Й7 е

Ю a+ со (аг "

000 0,10 пнп птнпи и В /ГГ 6 (иднпи щуЗГ

Ф.га. 2

Составитель Н. Лихтерова

Редактор T. "àãðåáåëüíàÿ Техред Л. Грачева Корректор Л. Царькова

Заказ 1097/!О Изд. № 252 Тираж 523 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Ь 3 ф

% с> ч.

4 м 0 ф 2 о

1 с

005 010

Молпрнпе птнпшпние OF„1иг 6 окпп (пази

Фг/2 1 по!взуют алифатпческие Сз — С7 или ароматические. Св — С; углеводородвп

3. Способ по и. 2, orëèûàþè1èéñÿ тем, что разбавитель берут в количестве не менее

0,5 ло,гь на 1 лоль ксилола, присутствующего в растворе.