Способ получения бензотрифторида

 

Оп ИС А 4" ", =т.7ч2

И ЗОБ Р ЕТЕ И 4i Q

Сова Советских

Социалистических

Респубпик (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено21.05.73 (21) 1924607/,23-4 с присоединением заявки ."А (23) Приоритет (43) Опубликовано-" 5Л3.76 л" 1оллетень & 1 1 (45) Дата опубликования описания 04.05.76 (5i, М. 1л.

C 07 С 25/14

Государственный канатвт

Соввта Мнннстроа СССР оо долам нзабрвтвннй н открь тнй (53) YAK 547,412,723 (088.8) K. М. Бердичевская, A. M. Маршак, Б. А, Сараев„Е. А. Бабин,t

° ) М. М. Афанасьева, В. И. Андреев, Т. И. Загорпева и Е. Г. Комарове (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПМ ОБ ГЮЛУЧЕНИЯ ЙЕН30ТРИФ ГО - ИДА

Изобретение относится к способу иолу чения бенэотрифторида, который применяется для получения термически-и коррозионностойкик покрытий.

Известен способ получения бенаотрифторяда взаимодействием бензотрихлорида с фгорястым водородом при температуре

90-130 С и давлении 30-50 ати, при нрямоточной подаче реагентов через реакпиояную зону, прн этом всю реакьмонную массу, состоятцую пэ НС1, ивпрореагяровавшего НР и целевого продукта, выводят из реакционной зоны, направляют для отделения НС1 в ректификацнснную колонну, работаютпую под давлением реакционной эоны, и затем в расслаиватель для отделения HF.

Недостатками известного способе является сложность технологического ocytr!e ствления процесса вследствие использования достаточно высокого давлении, неполное использование реагентов, в частности

HF из-за проведения пропесса в режиме прялютжа, недостаточно высокий выход елОвого 1тро ну%та. K po ме того, процес с 1В Ю"

Ъ ло иь ;:.; ьследств3 Й 1йаличия дОГм

1 нит,".ной p="":..òèôèêàöèàÿíîé колонны для отделения HC l .

Дл. тсове1. ленствован тя технологнчео

- кого про-..ессс, более полного испольэовени.т исходных реагентов и увеличения выхода целевого продукта предлагается яо» ходные реат .т ы подавать противотоком (В различных . очках по высоте реакцион

:нс:. : зоны н ве- .:и процесс чри температу4 о ре, постеценн. .нарастаюшей от -5 С в о .веРх -"- " части, реакционной эоны до 150 С .::.-.; нзтсй тес т.. реактптонной зоны, под г дмч :.:ттием 1 -25 ати, ирн этом получен1а ны" и р зулътате реакции хлорястый водо род виводтг кз верхней частя реакцион-!

;, ;Г и Г<: ьы, а продукты реакции я яепрорэ» агиоовавший тористйй всщород выводят нз нижней части реакционной эоны при темт ературе реакции и дросселируют до атмосферного д =ления в отпарно и аппарат для

Ю ! отгоняя фторнстого водорода с последу1отпим выделением целевого продукта ректи якаттией. П юдесс ведут в реакторе ра колонного типа, состояшем нз 2 частей

3 507552 реакционной зоны (нижняя часть, и рп. - ) делительной колонны с обоятным холодильником . (верхняя часть) .

Проведенное исследование реакции взаимодействия бензотрихлорида с фтористым водородом позволяет предполоЭ

|.

4 жить, что в отсутствие катализаторапри повышенной температуре (до 120оС) имеет место ступенчатое замещение хлора, о чем свидетельствует присутствие в реакционной смеси продуктов всех степеней замещения от монофтордихлорметилбензола до

t трифторметилбензола.

При этом кек показали эксперименты, легче всего проходит замещение первого атома хлора. Эте реакция протекает с

36 удовлетворительным выходом уже при атмосферном давлении, тогда как для замес щения второго и особенно третьего атол е xIIQра требуется более жесткие условия (повышенное давление, большой избыток фторио- ® того водорода, прпсутствие катализатора), С целью более полного использования сырья предлагается противоточная подача компонентов, при которой замещение первого атома хлора осуществляется в верхней части реакционной зоны вблизи от точки ввода бензотрихлорида, что позволяет увег)ичить степень использования HP в реакции.

Более глубокое замещение хлора на фтор осуществляется в нижней чести реакционной зоны вблизи от точки авода фториотого водорода, что увеличивает полноту превращения бензотрихлорида. При этомиабыток HF в реакции составляет от 0 до

1/3 от теоретического количества. Отделение образовавшегося хлористого водороде и очистка его от примесей HF и бензотрифторида происходит в этом же аппарате, в верхней его части. Отбор хлористого водорода осуществляют иэ верхней части аппарате. Возможно также ось. деление НС1 в отдельной колонне под тем же давлением. Выделенный очищент т ный хлористый водород может использоваться для различных целей {реакции гидрохлорирования, оксихлорирования, получения соляной кислоты, получения хлора и т. д.).

Смесь органических продуктов вместе с непрореагировавшим НР при температуре реакций непрерывно отводят с низа реактора и дросселируют до атмосферно,го давления в отпарной аппарат, обогревьемый до температуры 100оС, снабженный обратным холодильником, охлеждеьл ый водой, Отгоняемый при этом фтористый водород возвращают в процесс, Возможно также отделение основной е

1 масГ 4»епрореягиpnnаaшегo фтористого водорода осуществлять путем охляждения реакционной смеси до низкой темпевач-у4 о ры (около -25 С) с последующим ресслаиванием.

По предложенной схеме могут быть получены также другие производные бензола с фторировенными алкильнымн зецеов тителями.

Пример 1.

В верхнюю часть реакционной эоны подают 58,4 кг бенэотрихлорида со скоростью 8 кг/час, в нижнюю часть реакционной зоны - 20 кг фтористого водороде со скоростью 3 кг/час„что соответствует молярному соотношению фтористого водорода к бензотрихлориду 3,38:1.

Температуру в реакционной зоне поддерживают 100оС, давление 15 ати.

Образующийся в процессе реакции хлористый водород, содержащий 7% HF и 3% бензотрифторида, подвергают очистке от примесей в верхней части реакционной эоны под тем же давлением при температуре минус 18 С.

Выделенный с верха реакционной зоны ® хлорисгый водород содержит 0,2% фториотого водорода и не содержит бензотрифторида.

Жидкую смесь продуктов, почти не содержашую хлористый водород, с низа реак® ) ционной эоны при той же темцературе дросселируют до атмосферного давления отпарной аппарат, где производится отпька непрореагировавшего фтористого водорода при температуре в кубе" 100оС и

® температуре в дефлегматоре 20 С. Выо деленный таким способом фтористый водород возвращают в процесс.

После отделения кислых продуктов получают 41,1 кг сырого бенэотрифторида, со49 держащего 95% целевого вещества, 2% дифторхлорметилбенэола и 3% высококипящих примесей. Выход бензотрифторида по загруженным реагентам составляет: по бензотрихлориду - 89,7% по фтористому водороду «80,3%, Ректификацией полученного сырца выделяют бензотрифторид со следующими харак:теристиками: т кип, - 101,9 С а го

4 - 1,1901, Хрометогрефический анализ: содержание бензотрифторида - 99,93% содержание дифторхлорметилбензола - 0,07%„

Пример 2, В реакционную зону противотоком при давлении 15 ати подают 60 кг 6ензотрп-хлориде и 25 кг фтористого водорода r.. .

1 скоростью 7,5 кг/час и -3,2 кг/час

Составитель H. Гозалова

Редактор Н. данилович Техред Я Дндрейчук Корректор:Т. Кравченкс

Зак .", 780

Тираж 576

Подписное

0НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1 1 303 >, Москва, Ж 35, Раушская наб., д.4/5

Фи;д1.ял ППП Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 01

307 соответственно. Молярное отношение фтористого водорода к бензотрихлориду 4,07: 1 0 ф г

Температура в верхней ча ти реакдионной о зоны поддерживается равной минус 18 С и постепенно нарастает с верха в низ, достигая в нижней ее части 110 С. Хлорисо тый водород выводят из верхней точки реакционной зоны, а органические продукты реакции и Непрореагировавший фтористый

1 водород выводят из нижней части реакционной зоны и после просселирования до давления близкого к атмосферному направляют на отделение фгористого водорода. Сырой бензотрифторид в количестве 43 кг, содержащий в своем составе 98,33%бензотрифторида и 1,67 дифторхлорметилбензола, очищают ректификацией под вакуумом. Выход бензотрифторида составляет по бензотрихлориду 94,5%.

Пример 3.

Из 50,8 г бензотрихлорида и 22 r фтористого водорода при температуре от

60 C до 120"С и давлении 21 ати в лабораторном автоклаве при подаче фгориотого водорода со скоростью 8,5 г/час получают сырец бензотрифторида, содержащий 92% целевого вещества и 67 дифторхлорметилбензола., Выход бенэотри фторида по заданному беизотрихлориду сос тавляет &3%, а суммарный выход фториро« ванных продуктов — 88,6%.

Пример 4.

В реактор емкостью 50 л с обратным холодильником охлаждаемым водой, загружают единовременно 57,3 кг бензотрихлорида и при температуре постепенно на} .,6 о о растающей от 20 до 102 С подают 23 кг фторнстого водорода со скоростью 4 5 кГ/час, Давление доааерживвют равным 15 ати.

По окончании процесса, о чем судят по прекращению роста давления, реакционную смесь выдерживают 1 час, после ,чего сь Рец бензотри тгорида отделяют:ат жислых примесей путем отгонки и после1 дующей нейтрализации. Было получено

42 кг продукта, содержащего 96%бензоlO трифгорида.

Формула изобретения, Способ получения бензотрифторида пу15 тем взаимодействия бенэотрихлорида с фтористым водородом цри повьнпеннойтем- пературе и давлении, о т л и ч а ю щ и йс s тем, что, с целью усовершвисгвова ния технологического процесса, более полщ ного иснользоваяия исходных реагентов и увеличения выхода целевого продукта, исходные реагенты подают противотэком в различных точках по высоте реакционной эоны и процесс ведут при,темпео ратуре,постепенно нарастакмцей от -5 С в верхней части реакционной зоны qn 150 С

B нижней части реакционной зоны, под да&» лепкам 15-25 эти при этом полученный и

Ipe:-- ъта оеа".ции хлористый водород выл во!, .3 5 зрхпей части реяйцконной зоны а .—:: .. гы реакции н непрореагировавший ! фто:;;;.с-ый водород выводят из нижней части реакционной эоны нри температуре режь.:: и дросселируют до атмосферного даим ле.пн;- в отпарной аппарат для отгонки фторис гс.г «oaopopç с последующим выделе ниь.; целевого продукта ректификапией.