СПОСОБ ОЧИСТКИ ХИНАЛЬДИНА Российский патент 2003 года по МПК C07D215/04 

Настоящее изобретение относится к способу очистки хинальдина, исходя из хинальдиновой фракции, образующейся в процессе переработки каменноугольного дегтя, предусматривающему кристаллизацию хинальдина с одноядерными ароматическими соединениями с образованием аддукта и отделение аддукта хинальдина с ароматическими соединениями.

Содержащий хинальдиновую фракцию поток метилнафталина из процесса переработки каменноугольного дегтя содержит различные хинолиновые основания, точки кипения которых лежат очень близко друг к другу. Так, 8-метилхинолин имеет точку кипения при 247,75^oС, 2-метилхинолин (хинальдин) - при 247,6^oС и изохинолин - при 243^oС. В этой фракции хинальдин содержится в концентрации около 60%, однако дистилляционное обогащение с получением проекта с концентрацией выше 90% невозможно из-за спутников кипения, в частности 8-метилхинолина.

Из патента США US 2 432 064 известно образование аддукта сырого хинальдина с одноядерной дегтярной кислотой (= кислой фракцией дегтя), которое должно давать возможность получать продукт с концентрацией хинальдина от 95 до 98%. Однако оказалось, что этот способ не может быть осуществлен воспроизводимым образом.

Поэтому в основу изобретения была положена задача разработать воспроизводимый способ, который позволяет получать хинальдин воспроизводимо и с еще более высокой чистотой в сравнении с известным способом.

Эта задача решается с помощью способа очистки хинальдина, в котором в хинальдиновую фракцию, поступающую из процесса переработки каменноугольного дегтя, добавляют одноядерное ароматическое соединение типа фенола, крезола и ксиленола, кристаллизуют его с хинальдином с образованием аддукта и затем отделяют аддукт хинальдина с одноядерным ароматическим соединением, причем в хинальдиновую фракцию перед добавлением в нее одноядерного ароматического соединения вводят от 5 до 20 мас.% смеси ароматических соединений ("Arsol") или толуола, в пересчете на массу хинальдиновой фракции.

В качестве источника сырья для получения высокочистого хинальдина может быть использована хинальдиновая фракция из процесса переработки каменноугольного дегтя, получаемая при перегонке и содержащая хинальдин в количестве около 60 мас.%.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения в содержащую хинальдин фракцию добавляют от 15 до 20 мас.%, а согласно особенно предпочтительному варианту добавляют около 18 мас.% толуола или арсольной смеси, в пересчете на массу содержащей хинальдин фракции.

Под арсол-ароматической смесью согласно изобретению подразумеваются смеси ароматических соединений, которые могут содержать толуол, бензол, ксилолы, этилбензолы, пропилбензолы, индан, инден, высококипящие соединения и другие не идентифицированные соединения. Эти смеси ароматических соединений образуются, например, при переработке сырого бензола в качестве кубового продукта в главной ксилольной колонне в виде арсола I (Arsol I), кипящего в интервале температур от 165 до 180^oС, и арсола II (Arsol II), кипящего в интервале температур от 180 до 200^oС.

После предлагаемой согласно изобретению обработки толуолом или арсол-ароматической смесью производится добавление одноядерных ароматических соединений типа фенола, крезола и ксиленола для образования аддукта. При этом могут применяться о-крезол, м-крезол и п-крезол, а также 3,4-ксиленол и 2,3-ксиленол. Особенно предпочтителен о-крезол. Последний согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления изобретения является дегтярным о-крезолом.

Как известно, о-крезол может содержать более 1% оснований. Тем не менее применение крезола с таким качеством возможно без нежелательных последствий. Далее, в этом случае при использовании предлагаемого способа неожиданно получается высокопроцентный, практически не содержащий оснований о-крезол. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения эта возможность очистки содержащего основания о-крезола повышает экономичность предлагаемого способа. Тем самым изобретение относится также и к способу удаления оснований из о-крезола, получаемого из дегтя.

После образования аддукта смесь охлаждают до температуры от 0 до 25^oС, предпочтительно до температуры от 10 до 25^oС, причем аддукт спонтанно выпадает в осадок из смеси. Предпочтительно осаждение смеси производится в кристаллизаторе согласно европейской заявке ЕР 148511 А2, в которой охлаждающие поверхности расположены под углом более 0^o к вертикали или горизонтали. Жидкая подлежащая кристаллизации смесь находится при этом в состоянии покоя или, самое большее, перемещается со скоростью, при которой как раз не происходит еще отрыва кристаллов от охлаждающих поверхностей и отламывания кристаллов из кристаллического слоя.

Применение такого кристаллизатора с наклонными поверхностями обеспечивает быструю кристаллизацию и, следовательно, преимущества одноступенчатой кристаллизации.

Аддукт хинальдина с о-крезолом имеет довольно высокую (около 65^oС) точку кипения. Образование аддукта происходит с высокой избирательностью и достигает 99,3% чистоты аддукта относительно хинальдин/о-крезола. Аддукт может быть термически и тем самым также дистилляционно разложен на свои основные составные части.

Полученный в лабораторной колонне хинальдин имеет среднее содержание 98,7%, причем половина (50%) продукта имеет чистоту выше 99%.

Далее, о-крезол может быть регенерирован из маточного раствора, аддуктообразования, за исключением потерь при перегонке в виде легкокипящей фракции. о-Крезол, получаемый при перегонке аддукта, имеет среднее содержание 99,5%, максимальное содержание 99,9% и поэтому может быть рециркулирован для аддуктообразования или направлен на продажу как высокочистый товар.

Ниже способ согласно изобретению подробнее поясняется на следующем примере, не ограничиваясь им.

Пример 1
Получение хинальдина (99%) о-крезол-аддуктным способом
2520 г хинальдиновой фракции (64%) (1) смешивают при 20^oС с 441 г арсол-ароматической смеси (3) в 10-литровом стакане Бехера. Затем 2016 г дегтярного о-крезола (2) объединяют с вышеуказанным раствором. Раствор нагревается в результате выделения тепла реакции до приблизительно 70^oС. Всю смесь кристаллизуют путем охлаждения до 20^oС в лабораторном кристаллизаторе с наклонными поверхностями охлаждения. Маточный раствор отделяют, давая ему стекать каплями с кристаллической массы, и промывают кристаллическую массу арсол-ароматической смесью, которую берут в количестве 441 г. Промытая кристаллическая масса (4), 1650 г, состоит практически из о-крезола, хинальдина и арсол-ароматической смеси. Эту кристаллическую массу расплавляют и разделяют посредством фракционной ректификации в 2-метровой лабораторной колонне (с насадкой из проволочной сетки). Таким образом получают о-крезол с небольшим содержанием оснований (>500 ч/млн оснований) и высокочистый хинальдин (5), 790 г, с содержанием хинальдина около 99,4%.

Схема процесса поясняется на следующей диаграмме I (фиг.1 и 2), а состав продуктов и добавляемых веществ или смесей представлен ниже.

(1) Хинальдиновая фракция (мас.%): легкокипящие 2, хинолин <2, изохинолин 10-20, хинальдин 60-70, 8-метилхинолин 5-10, 3-метилизохинолин 3-8, лепидины <5, высококипящие <10,
(2) Состав о-крезола (мас.%): фенол 0,5, о-крезол 98,2, м- и п-крезол 0,5, основания 0,8,
(3) Арсол-ароматическая смесь (мас.%): бензол 6, толуол 8, ксилолы 13, этилбензолы 3, С3-бензолы 34, индан 14, инден 6, не идентифицированные соединения 14, высококипящие 2,
(4) Аддукт хинальдина с о-крезолом (мас.%): БТК-ароматические соединения 5,4, о-крезол 40,2, изохинолин 0,2, неизвестные соединения 0,2, хинальдин 53,4, 8-метилхинолин 0,3, 3-метилизохинолин 0,2, лепидин 0,1,
(5) Хинальдин 99% (мас.%): изохинолин 0,05, неизвестные соединения 0,1, хинальдин 99,4, 8-метилхинолин 0,4, 3-метилизохинолин 0,05.

Изобретение относится к способу очистки хинальдина, поступающего из процесса переработки каменноугольного дегтя, состоящему в том, что в хинальдиновую фракцию добавляют одноядерное ароматическое соединение типа фенола, крезола и ксиленола, кристаллизуют его с хинальдином с образованием аддукта и затем отделяют аддукт хинальдина с одноядерным ароматическим соединением, причем в хинальдиновую фракцию перед добавлением в нее одноядерного ароматического соединения вводят 5 - 20 мас.% арсол-ароматической смеси или толуола в пересчете на массу хинальдиновой фракции. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Способ очистки хинальдина, поступающего из процесса переработки каменноугольного дегтя, включающий добавление в хинальдиновую фракцию одноядерного ароматического соединения типа фенола, крезола и ксиленола кристаллизацию его с хинальдином с образованием аддукта и затем отделение аддукта хинальдина с одноядерным ароматическим соединением, отличающийся тем, что в хинальдиновую фракцию перед добавлением в нее одноядерного ароматического соединения вводят 5 - 20 мас.% арсол-ароматической смеси или толуола в пересчете на массу хинальдиновой фракции. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что аддукт хинальдина с одноядерным ароматическим соединением кристаллизуют в кристаллизаторе, в котором охлаждающие поверхности расположены под углом более 0^o к вертикали или горизонтали. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для образования аддукта с хинальдином применяют содержащий основания о-крезол, поступающий из процесса переработки каменноугольного дегтя.