Пйтешшмехш!и:н4в

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”,41. Кл. С О?с 15/02

Заявлено 24.11.1969 (№ 1306900/23-4} с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 20,111.1973. Бюллетень ¹ 15

Дата опубликования описания 4Х1.1973.

Комитет по делам изобретений и отнрытий при Совете Министров

СССР

УДК 547.535.033 (088,8}

Авторы изобретения

М. И. Тяптина, Л. Я. Коляндр, В. Е. Привалов, Н. П. Гапотченко, Л. С. Локшина, Г. М. Фоменко, К. А. Никитина, В. А. Качергин, Н. M. Хватков, А. П. Криштопа, Л. М. Билым и 3. Г. Грибенник

Украинский научно-исследовательский углехимический институт

Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЗИТИЛЕНА

СН3

«Н3

«H3

Н3С сн, н с, сн

А1С1 з с,н, (- вне сн

Изобретение относится к способу получения мезитилена из продуктов типа каменноугольного сольвента и может быть использовано в коксохимической, нефтехимической и химической промышленности.

Мезитилен является основой производства специальных так называемых мезидиновых красителей, отличающихся высоким качеством и получающих поэтому широкое распространение. Для получения таких красителей требуется мезитилен высокой степени чистоты, пе менее 98%.

Известен способ получения триметилбензолов, заключающийся в том, что фракцию углеводородов Св обрабатывают катализатором

Фриделя-Крафтса в среде бензола при 0—

150 С с последующим отделением катализатора и разделением продуктов реакции обычными методами. Этот способ служит для получения и выделения целого ряда углеводо родов (толуола, этилбензола и пр.), в том числе смеси триметилбензолов, содержащей

35,5% мезитилена, 50% посевдокумола и 10 /o гемеллитола.

Однако известный способ характеризуется недостаточной степенью чистоты целевого продукта (95,5% ) и его небольшим выходом, С целью повышения степени чистоты мезитилена и увеличения его выхода, по предлагаемому способу обработке катализатором подвергают мезитиленовую фракцию, содержащую 0,1 — 8% мета- и параэтилтолуолов и б 0,3 — 5% ортоэтилтолуола.

Предлагаемый способ основан на следующих процессах: диспропорционирования этилтолуолов; изомеризации этилтолуолов и уста10 новлении термодинамического равновесия между изомерами; крекинге насыщенных углеводородов.

Реакции превращения этилтолуолов в ос!

5 повном могут быть представлены следующими уравнениями.

374266

СН5

С2 5

4 Ц

СН

+ (и — х- Ц1

С2Н

Таблица 1

Содержание, % и

О

С

И о

С о а>

moo

<5 ах m, б )

<5 о ы м о + Л

Компоненты

Насыщенные углеводороды

Толуол

Кснлолы

Мета+параэтилтолуолы

Меаитнлен

Ортоэтилтолуол

Псевдокумол

Непредельные соединения

Высококипящне соединения

2,9

0,85

4,4

2,9

3,6

2,4 оо

I,1

4,6

0,15

77,1

5,2

4,4

3,2

98,45

0,40

0,15

74,1

0,2

5,1

8,6! f

100,0

99,0

67,0

Выход, Продуктами диспропорционирования этилтолуолов являются углеводороды с меньшей (толуол, ксилолы) и большей (тетраметилбепзолы, диэтилметилбензолы и др.) молекулярной массой и соответственно с более низкой и более высокой температурой кипения, что дает возможность отделить их путем ректификации.

Процесс изомеризации дает возможность привести систему этилтолуолов к термодинамическому равновесию, при котором состав смеси изомеров, полученный при 80 — 100 С, характеризуется следующими данными: метаэтилтолуол — 55 — 65%; параэтилтолуол—

30 — 35%, ортоэтилтолуол — 7 — 9%.

Незначительное содержание ортоэтилтолуола в равновесной смеси дает возможность получать конечный продукт (мезитилен) с очень небольшой примесью ортоэтилтолуола, вполне допустимой даже для продукта самого высокого качества.

Проходящий в присутствии катализатора крекинг насыщенных углеводородов, как обычно, приводит к образованию углеводородов преимущественно с меньшей молекулярной массой и соответственно с невысокой температурой кипения, что дает возможность достаточно легко отделить их от мезитилена и получить последний с самой незначительной примесью насыщенных углеводородов.

Образующиеся продукты диспропорционирования (толуол, ксилолы, дурол с гомологами и т. д.) тормозят процесс диспропорционирования и не дают возможности довести его до конца, так как между ними и этилтолуолами образуется термодинамическое равновесие.

Поэтому процесс диспропорционирования следует проводить в две стадии с тем, чтобы после первой стадии провести ректификацию для отделения толуола, ксилолов, дурола с гомологами и пр. После второй стадии диспропорционирования получают продукт с весьма незначительным содержанием этилтолуолов, большую часть которых не составляет труда отделить при последующей ректификации.

В случае незначительного содержания этилтолуолов в исходной фракции и возможности несколько повышенного содержания этилтолуолов в конечном продукте можно ограничиться одной стадией диспропорционирования.

Сущность способа заключается в следующем.

Мезитиленовую фракцию, содержащую 60—

80% мезитилена, в течение 1,5 — 2,5 час обрабатывают 5 — 10% безводного катализатора

Фриделя-Крафтса при 75 — 100 С. Затем, после отделения комплекса, фракцию нейтрализуют и подвергают ректификации с целью выделения мезитиленового концентрата. Кроме этого, в процессе ректификацип выделяют также все легкокипящие фракции и в виде остатка — фракции, кипящие выше 170 С. Полученный мезитиленовый концентрат обрабатывают вторично катализатором при описанных выше условиях и подвергают тем же операциям. В результате получают готовый продукт — мезитилен с содержанием основного вещества 98% и выше.

Полученные при ректификации указанные выше промежуточные фракции перерабатывают следующим образом: головную (толуольно-ксилольную) передают в сольвент; первую промежуточную с повышенным содержанием этилтолуолов возвращают для повторной обработки хлористым алюминием; вторую промежуточную, содержащую псевдокумол, подвергают повторной ректификации.

При незначительном исходном содержании этилтолуолов ограничиваются только одноразовой обработкой катализатором, после чего производят тщательную ректификацию и получают продукт требуемого качества.

Выход товарного мезитилена с учетом переработки промежуточных фракций при однократной обработке мезитиленовой фракции хлористым алюминием достигает 67% от ресурсов; при двухкратной — 60%, Пример 1. 1000 г мезитиленовой фракции обрабатывают безводным хлористым алюминием в количестве 7% при 90 С в течение

1 час, нейтрализуют и после отделения водного слоя подвергают ректификации на колонне с разделительной способностью, эквивалентной 55 т при орошении 50 — 100. Выходы и составы обработанной фракции и конечного продукта приведены в табл. I.

374268

Качество мезитилена, помимо состава, характеризуется следующими показателями: плотность — 0,8645; показатель преломления—

1,4996; температура кристаллизации, С вЂ” 46,5; пределы перегонки, С вЂ” 0,3. хлористым алюминием в количестве 5% при

8G"C в течение 2 час и после нейтрализации и отделегп|я водного слоя ректифицируют на колонне с разделительной способностью, эквивалентной 55 т при орошении 75 — 40. Отбор фракций аналогично указанному в примере 1.

Выходы и составы фракций мезитиленового концентрата, обработанного мезитиленового концентрата и конечного продукта, приведены

10 в табл, 2.

Пример 2. 1500 г мезитиленовой фракции оорабатывают безводным хлористым алюминием в количестве 6% при 80 С в течение

2 час, нейтрализуют и после отделения водного слоя ректифицируют на колонне с разделительной способностью, эквивалентной 200 т, при орошении 10 — 15 для выделения толуольно-ксилольной фракции в виде головного мезитиленового концентрата в виде кубового остатка высококипящих углеводородов. Мезитиленовый концентрат обрабатывают безводным

Качество полученного мезитилена, помимо состава, характеризуется следующими данными: плотность, д-"а — 0,8645; показатель

15 преломления, а"-" — 1,4991; температура кристаллизации, С в — 46,1; пределы перегонки, С вЂ” 0,3.

Таблица 2

Содержание, о, мезитилено-! конечный продукт (товарый мезптилен) фракция после обработки хлористым алюминием выи концентрат после обработки хлористьв| алюминием исходная мезитиленовая фракция

Компоненты мезитиле новый концентрат

0,84

0,06

98,81

0,14

0,15!

37,5 83,5

Выход, 96,0

G0,0

100,0

Предмет изобретения нием продуктов реакции известным образом, отличающийся тем, что, с целью повышения

20 степени чистоты мезитилена и увеличения его выхода, обработке катализатором подвергают фракцию, содержащую 0,1 — 8% мета- и параэтилтолуо70B и 0,3 — 5% ортоэтилтолуола.

Способ получения мезитилена путем обработки фракции ароматических углеводородов

Ся катализатором Фриделя-Крафтса с последующим отделением катализатора и разделеСоставитель С. Хованская

Техред А. Богданова

Редактор A. Батагин

Корректор Л. Чуркина

Заказ 245/904 Изд. ¹ 346 Тираж 523 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

1 Насыщенные углеводороды

2 Толуол

3 Ксилолы

4 Мета+пара — этилтолуол

5 Мезитилен

6 Ортоэтилтолуол

? Псевдокумол

8 Непредельные соединения

9 Высококипящие соединения

3,9

0,4

7,9

74, G

4,6

6,0

2,6

3,38

2,62

3,48

3,79

67,34

0,50

7,94

10,95

1,80

0,36

1.15

95,0

0,60

1,24

1,4

0,7

2,8

0,8

84,8

0,08

3,92

5,5