Способ получения пара-толуолсульфокислоты Советский патент 1985 года по МПК C07C143/28 

Изобретение относится к усоверше ствованному способу получения паратолуолсульфокислоты (п-тек), которая находит применение в производстве красителей, пестицидов, поверхностно-активных веществ. Целью изобретения является повышение качества целевого продукта. Изобретение иллюстрируется примерами. Пример 1.К 220,8 г (2, 4 моль) толуола при перемешивании прибавляют 110 г (0,8 г-моль) 71,2%-ной HjSQj при 18-20С, затем реакционную смесь нагревают до 110112 С и полностью отгоняют воду в виде азеотропа с толуолом (толуол из фазоделителя непрерывно возвращается в реакционную массу). Из реа ционной массы отгоняют 145 г толуола и разбавляют ее при 65-70 0 253,2 г 71,2%-ной (мольное соотношение п -ТСК. 1:2,3) при перемешивании, затем смесь охлаждают да 15-16°С, фильтруют при этой температуре и осадок промывают на фильтре 55 г 71,2%-ной Н 80 (мольное соотношение n-TCKiH SO 1:0,5). Полученный фильтрат 254,8 используют в следующей операции. К полученной пасте 177,85 г моногидрат и-ТСК с содержанием 10%-ной Hj 80) прибавляют 50 г толуола (мольное соотношение толуол :Н2 80, 3:1) и при 110-112 С отгоняют воду в виде азеотропа с толуолом. Сульфомассу разбавляют 350 МП воды, разделяют фазы из водного слоя отгоняют воду и получают 168,4 г моногидрата п-ТСК, выход г|-ТСК 90,5%, изомерный соста П-ТСК 99,55%, 0-ТСК .0, -ТСК 0,004%, продукт не содержит сульфонов, содержание 0,38%. Пример 2. 220,8 г толуола (145 г возвратного и 75,8 г свежего сульфируют 96,5 г фильтрата (из при мера 1) с содержанием Н,, SQ. 69% в условиях, аналогичных примеру 1 до ргзбавления. Затем сульфомассу при 65-70с разбавляют смесью: 158,3 г фильтрата с содержанием HjSO 69% и 99 г 71,2%-ной Н,,804 (мольное соотн шение ТСК:Н2804 1:2,7) и при пере мешивании охлаждают до 14-15°С, фил руют суспензию и осадок промывают 50 г 71,2%-ной HjSO,. (мольное соотн шение n-TCK:H2SO 1:0,53). Фильт рат используют в следующей операции Пасту п-ТСК с содержанием 9,5% обрабатывают толуолом (66 г, мольное соотношение толуол:Hj864 3,5:1) аналогично примеру 1. Получают 142 г моногидрата И-ТСК с выходом 90%. Качественные показатели продукта практически не отличаются от указанных в примере 1. Пример 3. 220,8 г толуола сульфируют в условиях примера 1, затем сульфомассу разбавляют серной кислотой, охлаждают и фильтруют аналогично примеру 1. Осадок на фильтре промывают 66 г 71,2%-ной . (мольное соотношение ТСК:Н280 1:0,6). Получают 178 г пасты ТСК, которую обрабатьшают толуолом, как в примере 1. После разбавления сульфомассы водой и концентрирования водного слоя получают 168 г моногидрата Л-ТСК. Выход 90,2%. Качественные показатели продукта аналогичны показателям примера 1. Ниже приведены примеры на осуществление процесса в условиях, выходящих за пределы указанных параметров. Соотношение ТСК:Н2804, применявмое при разбавлениисульфомассы. Пример 4. Толуол сульфируют серной кислотой в условиях примера 1 до разбавления. Затем сульфомассу разбавляют 71,2%-ной Hj804 в мольном соотношении ТСК : HjЗОд 1:2, охлаждают до 14-15С, получают вязкую, густую, практически не перемешиваемую массу, которую выгружают механически (в примерах 1 и 2 суспензию выпивают из колбы). Потери при вьгрузке составляют 3,5% от веса сульфомассы. При разбавлении сульфомассы в интервале соотношений ТСК: 1:2,3-2,7 получается однородная, подвижная, хорошо перемешиваемая суспензия. Дальнейшее увеличение количества для разбавления (более 2,7) увеличивает несколько подвижность суспензии, но отрицательно сказьшается на процессе в целом, так как увеличивается расход Hj 804 на единицу продукта и объем реакционной массы, подлежащей транспортировке и переработке. Концентрация серной кислоты, используемой для разбавления сульфомассы . Пример 5. 220,8 г толуола сульфируют 110 г 71,2%-ной

в условиях примера 1 до разбавления Затем еульфомассу разбавляют 325 г 60%-ной Hj 804 (мольное соотношение TCKrHjSO 1:2,5) и при перемешивани охлаждают до 14-15 С суспензию фильруют я промывают осадок 65,3 г 60%-ной H2S04. Получают 160,4 г пасты тек с содержанием . 8,2%. Пасту -досульфируют (обработка толуолом) аналогично примеру 1 и вьщеляют 152 г моногидрата п -ТСК. Выход 81,6%, хотя качественные показатели близки показателям продукта .в примере 1.

Пример 6. 220,8 г толуола сульфируют 110 г 71,2%-ной в условиях примера 1. Затем еульфомассу разбавляют 254,9 76. 5%-ной H2S04 (мольное соотношение, ТСК : : HjS04. 1:2,5), охлаждают до 1415 С, фильтруют, промывают осадок 51,24 г 76,5%-ной HjSO. Получают 158,22 г пасты ТСК с содержанием HjSO 10,5%. Пасту досульфируют и рьаделяют 150 г моногидрата ТСК Выход 80,5%. Качественные показатели близки продукту примера 1.

Температура фильтрации.

Пример 7. Сульфируют толуол серной кислотой и разбавляют еульфомассу аналогично примеру 1. Затем суспензию охлаждают до 10 С, фильтруют при этой температуре и промывают осадок 71,2%-ной Н 80. Получают 179,8 г пасты ТСК с содерж нием 9%. Пасту досульфируют и вцде787454

ляют 170,6 г моногидрата л ТСК. Выход 91,5%. Изомерньй состав: И-ТСК 96,82%; О-ТСК 3,0%; m-тек О,18%,

Пример 8. Сульфируют толуол 5 серной кислотой и разбавляют еульфомассу аналогично примеру 1. Затем суспензию охлаждают до , фильтруют при этой температуре и промывают осадок 71,2%-ной Н 50. Получают 171,1 г пасты ТСК с содержанием 9,8%. Пасту досульфнруют и вьвделяют 162,4 г моногидрата Л -ТСК. Выход 87,.,1%.

Как следует из приведенных примеров, за пределами выбранных параметров процесса или снижается выход продукта (примеры 5,6 и 8), или снижается качество продукта (пример 7), или усложняется операция вьщеления 20 продукта (пример 4).

Температура разбавления. Получаняцаяся после отгонки избыточного толуола толуолсульфокислота плавится в интервале температур 6525 70 С, поэтому для получения однородной, подвижной, легкоперемешиваемой суспензии ведут разбавление расплава ТСК серной кислотой при перемешивании в этом интервале температур, 30 ниже 65 с разбавление невозможно при перемешивании. Увеличение температуры разбавления вьш1е 70 С не оказывает существенного влияния на подвижность суспензии и нецелесообраз,- но с точки зрения технологии и необходимости увеличения энергозатрат.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПАРА-ТОЛУОЛСУЛЬФОКИСЛОТЫ ярвдкофазным сульфированием толуола при мольном соотношении толуола и сульфирующего агента, равном