Способ очистки фторбензола от бензола Советский патент 1991 года по МПК C07C25/13 C07C17/38 

11

Изобретение относится к способам очистки фторбеняола от бензола. Фторбензол может быть использован для получения лекарственных препара тбв, пестицидов, красителей, Полу- чаем1 1й сопиролизом щгклопентадиена с|фторгалогенметанами фторбензол содержит 3-5% бензола. Для дальнейшег использования фторбензола н качеств пблупродукта для синтеза лекарственных препаратов необходимо снизит содержание бензола до 0,1-0,2%, общее содержание пр1шесей доля5но быть не более 0,5%.

Цель изобретения - повышение степени чистоты, уменьшение потерь фто бензола при очистке и упрощение технологии процесса.

Изобретение иллюстрируется примерами 1-4, Сравнительные примеры 5-6 показьшагат нецелесообразность проведения процесса за пределами выбран ных интервалов условий. Сравнитель- ньй пример 7 показьшает невозмож- но.сть достижения поставленной цели с использованием известного спйсоба очистки фторбензола,

г.

Пример, Экстрактивную ректификацию технического фторбензола, предварительно очищенного от остатков циклопентадиена, проводят иа укрупненной лабораторной установке непрерьгоного действия, представляющей собой насадочную колонну диаметром 30 ММ , высота слоя насадки 1200 мм (насадка - трехгранные спирали размером 4x4 мм из нихромовой проволоки диаметром 0,22 мм). Общая эффективность (с отбойной частью) 24-26 т,т, (определено при полном орошений «а смеси бензой-дихлорэтан 4to .эквивалентно эффективности 20- 22 т.т. при рабочих условиях. Колонна снабжена кубом емкостью 1 л с электрообогревом, головкой полной ; конденсации с автоматической регулировкой флегмового числа, термокомпенсационным обогревом, глухой тарелкой по жидкости (в нижней части колонны и системой регистрации темпера-туры по высоте колонны, а также приборами автоматического регулирования температуры питания колонны и температуры селективного растворителя. Питание н растворитель, подают предварительно откалиброванными до- зировоч ными насосами. Уровень жидкости в кубе поддерживают постоянньм

O

5

0

S

0

TexHiwecKyw смеешь, содержащую 96,5% фторбензо|1а и 3,5% бензола, нагретую до , подают в среднюю часть колонны со скоростью 60 мл/ч, а в верхнюю часть колонны (ниже отбойной части) ;11}одят диметилформамцд, нагретый до S.S C, со скоростью 180 мл/ч. Соотношение растворитель; :сырье равно 3:1 (по обьему). После выхода колонны на рабочий режим устанавливается следующий температурный режим ho высоте колонны; . Верхняя часть 84-8fi C, средняя и нижняя части 90°С, куб 1ДЗ-155°С. С верха колонны при 83-84°С со скоростью 5,0 мл/ч отбирают бензольный концентрат, содержащий 40% бензола, при этом флегмовое число поддерживают равным 30-40. Поток жидкости с глухой тарелки колонны делится на две части: одна часть поступает в куб колонны, а другую со скоростью 235 мл/ч отбирают в виде кубовой жидкости. Из последней обычной ректификацией на колонне эффективностью 8-10 т,т, выделяют очищен- . ный от бензола фторбензол в количест- - ве 55 мл/ч следующего состава, мас,%: фторбензол 99,65, бензол 00,1, изомеры дифторбензола 0,34, Регенерированный диметилформамид возвращают на орошение колонны экстрактивной ректификации. Потери моно- фторбензола (с дистиллятом) состав- 5 ляют 4,5%, Эти потери могут быть сведены к минимуму при переработке полученных дистиллятов тем же способом.

0

П р им е р 2. Экстрактивную ректификацию фторбензола, предварительно очищенного от остатков циклопен- тадиена, с использованием в качестве селективного растворителя метилпир- ролидона проводят в непрерьгоном режиме на той же колонне, что и в примере I. Фторбензол, содержащий 3,0 мас,% бензола и нагретый до 75°С, подают в среднюю часть колонны со скоростью 45 мл/ч, а сверху в колонну вводят метиллирролидон {с температурой ) со скоростью 180 мл/ч. Соотношение растворитель:сырье равно 4:1 (по объему). В- кубе колонны температура 195-200 С, температура верха колонны 84-85°С, В качестве истиллята иэ колонны отбирают бензольный концентрат, содержащий 40% ензола, со скоростью 4,5 мл/ч.

при этом флегмовое число поддерживают равным 40. В виде кубовой жидкости из колонны отбирают смесь фтор- бензола с метилпирролидоном со скоростью 220 мл/ч. Эту смесь разделяют затем иа ректификационной колонне эффективностью 6-8 т.т. с вьщелением очищенного монофторбензола п коли- честпе АО мл/ч состппа, мяс.%: фтор- бензол 99,60, бензол 0,05, изомеры дифторбензола 0,35, Регенерированный метилпирролидон возвращают на орошение колоннь экстрактивной ректифи кации. Потери фторбензола (с дистиллятом) составляют 4,5%. Эти потери могут быть сведены к м шимуму при переработке полученных дистиллятов этим же способом.

П р и м е р 3. Экстрактивную ректификацию технического фторбензола, предварительно очищенного от следов, диклопентадиена, зуе колонне, что и использованием в качестве растворитепроводят на в примере I

той

ля диметилформамнда. Технический фторбпнзол, содпржящий до 3% бензола, подают с температурой 70-75 С в среднюю часть колонны со скоростью 75 мл/ч, а сверху в колонну вводят диметилформамид (с температурой 85 с

со скоростью 150 мл/ч. Соотношение растворитель : сырье равно 2:1 (по объему). С верха колонны со скоростью 8 мл/ч отбирают концентрат бензола с содержанием последнего 30% (флегмовое число ) . Из куба отбирают смесь фторбензола с диметшт- формамидом со скоростью 217 мл/ч. Из этой смеси обычной ректификацией на колонке 6-8 т.т. выделяют в коли- честве 67 мл/ч фторбензол со степень частоты 99,6%, содержащий 0,05 мас.% бензола. Регенерированный диметилфор.мамид возвращают на орошение колонны экстрактивной ректификации. Поте- ри фторбензола (с бензольным концентратом) составляют 5%,.

П р и м е р 4. Экстрактивную рек- тификацню технического фторбензола содержащего 5 мас.% бензола и предварительно очищенного от циклопен- |Тадиена, проводят на той же колонне (эффективностью 20-22 т.т. при рабо- :чих условиях), что и в примере I, с использованием в качестве селективного растворителя диметилформамида. Технический монофторбензол, нагретый до , тодают в среднюю часть ко-

2890454

лонны со скоростью 60 мл/ч, а в верхнюю часть колонны (ниже отбойной части) вводят диметилформамид, нагре- тьй до 85 С, со скорость 180 мл/ч. .. Соотношение растворитель : сырье рав- но 3:1 (по объему). После выхода ко- . лонны на рабочшЧ режим устанавлива- ется следующее распределение температуры по пыг,рте колонны: верхняя

J9. часть 84-85 0, средняя и нижняя

15

20

25

35

45

jO/ ;

час-

ти уи С, куб 145-155°С. С верха колонны при 83-84 {; со скоростью 7 ш/ч отбирают бензольный концентрат, со- держап ий 40% бензола, при этом флегмовое число похюерживают равным 30-, 40. Поток жидкости с глухой тарелки колонны делится на 2 части: часть жидкости поступает в куб колонны, а остальную часть со скоростью 233 мл/ч отбирают в виде кубовой жидкости. Из последней обычной ректи- ф1тацией на колонне эффективностью 8-10 т,т. выделяют очищенный от бензола фторбензол в количестве 53 мл/ч следующего состава, мас.%: фторбензол 99,60, бр.пяол 0,05, изомеры ди- . фторбензола 0,35. Регенерированный днметилформамид вознращают на орошение колонны экстрактивной ректифика- ,ции. Потери монофторбензола fc бензольным концентратом) составляют не более 5%. Эти потери Mot yT быть.сведены к минимуму при переработке 5fiSr зольного концентрата тем же спосЬ- бом.

п р и м е р 5 (сравнительный). Экстрактивную ректификацию техничес- когр фторбензола (содержащего 4,0 мас.% бензола, предварительно . очищенного от циклопентадиена, прог водят на той же колонне, что и в примере 1, с использованием .в качестве растворителя метилпирролидона. . Исходны монофторбензол с температурой 75 С подают со скоростью I20 мл/ч в среднюю часть ректификационной колонны, а в верх1гюю часть вводят ме- тилпнрролидон со скоростью также

120 мл/ч. Соотношение растворитель: : сырье равно I : I (по объему) .. С верха колонны отбирают со скоростью до 30 мл/ч концентрат бензола с содержанием последнего 17% fфлегмовое чис- ло 45-50). Из куба льгаадят смесь фторбензола с метилпнрролнцоном со скоростью 210 мл/ч. Из этой смеси обычной ректйф1я ацией на колонне эффективностью 6-8 т.Т, иьщеляют в количестве 90 мл/ч фторбс .нзол со степенью чистоты 98,5%, содержащий 1,1% бензола. Регенерированный растворитель возвращают на орошение ко- Понны экстрактивной ректификации. Потери фторбеизола составляют более 10%.

t

il р им е р 6 (сравнительный). Экстрактивную ректификацшо технического фторбензола, содержащего 5,0% бензола и предварительно очищенного

jOT циклопентадиеиа, проводят на той же колойне, что и в примере 1, с

использованием в качестве растворителя днметилформамида. В среднюю - часть колонны экстрактивной ректификации вводят со скоростью ДО,О мл/ч исходный фторбензол, а сверху в колонну подают диметилформамид со скоростью; 200 мл/ч. Соотиотение растворнтель:сырье равно 5:1 (по объему) . i С верха колонны отбирают со скоростью 7 мл/ч концентрат бензола с

содержанием последнего 40% (флегмо- вое 30-40). Из куба вьшодят смесь фторбензола с диметилформамидом со скоростью 233 мл/ч; из этой смеси обычной 1зектификацией на. колонне эффект ганостью 6-8 т.т. вьщеляют в количестве 33 мл/ч монофторбензол с.содержанием бензола 0,05%. Регенерированный диметнлформамид возвращают на орошение колонны экстрактивной ректификации. Потери фторбензола

.составляют 5%.

Приме р 7 (сравнительный). Техническую смесь, содержащую 95% фторбензола и 5% бензола, в к личе- стве 300 мл загружают в куб {емкостью 0,5 л) ректификационной колонны периодического действия. Колонна диаметром 20 мм и высотой 1,5 м заполнена мелкой насадкой из нихромоной проаолоки в виде трехгранных спиралей (высота слоя насадки 1400 мм), снабжена компенсационным электрообогревом и оборудована головкой полной конденсации с автоматической регулировкой флегмового числа. Эффективность колонны при полном орошении 40 т.т. После вьгоо- Да колонны на режим полного флегмо- вания (в течение 1,5 ч) и установления пост.оянной температуры в головке 83, начинают отбирать со скоростью 5 мл/ч. Дистиллят отбирают в.течение 6 ч при поддержании флегмового числа около 50. Всего

собрано 30 мл дистиллята в виде концентрата бензола. В кубе колонны оказьшается 270 мл технического фторбензола с содержанием бензола 4%. Этот кубовый продукт вновь подвергают ректификации (вто- . рая операция). В таком же режиме, как и при первой операции (при флег- мовом числе 50), собирают 30 мя дистиллята в виде 13%-ного концентрата бензола. В кубе колонны остается, 240 мл технического продукта с содержанием бензола 3%. Этот остаток :

внойь подвергaiCT ректификации при флегмовом числе I00 и отбирают 30 мл дистиллята в ввдв. 12%5«рго бензольного концентрата. Из куба ко- лонны собирают 210 мл фторбеизола,

содержащего (по данным ГЖХ) 1,5%

бензола.- .

Таким образом, в результате трех операций ректификации на колонке эффективностью около 40 т.т, из

300 мл технического фторбензола, содержащего 5% бензола, быяо получено 210 мл фторбензола, содержащего в качестве примеси 1,5%.бензола. При этом флегмовое число варьировалось от 50 до s 100 (в третьей операции). Потери фторбеизола с дистиллятом составили 25%. Дальнейшее извлечение бензола из кубового дукта ректификацией нерационально, так как более глубокая очистка фтор- бензола от бензола будет связана с еще более значительным увеличением потерь целевого продукта.

Приведенные примеры покаэьгоают, что способ очистки фторбеизола в соответствии с изобретением позволяет снизить содержание бензола в фтор- бензоле на 1г2 порядка, в 2-3 раза уменьшить потери фторбенэола и упростить технологию за счет устранения высокоэффектив.ных ректификационных колонн и необходимости работать при больших флегмовых числах.

л.

Формула изобретения

Способ очистки фторбензола от бензола с использованием ректифика- ции при атмосферном давлении, отличающийся тем, что, с целью повышения степени и уменьше - ния потерь фторбенэола и упрощения технологии, исходный фторбензол под

712890458

вергают экстрактивной ректификации рат, а из куЛа выяодят смесь ряство- с использованием в качестве раство-ритепя с фторбенэолом, которую затем

рителя дичетилформамчда или метил- , подвергают ректифюсации с отбором цирролидоиа взятого в объемном со-целевого продукта и регенерированно-f

отиошении с исходным фторбензолом,5 растворителя, который возвращают . равном 2-4 : I, при с верхена стадию экстрак Нюной ректифика

колонны отбирают (бензольный коицеит- ции.

Изобретение относится к способам очистки фторбензола (ФБ) от бензола. ЦельН изобретения явялвтс по вышепие степени чистоты и уменьшение потерь ФБ при очистке и упрощение технологии .процесса. ФБ подверга ют экстрактивной ректификации. Растворитель - диметилформамид или метилпнрролидон 6ei)yT в объемном соо нотении с исходным фторбензолом, равном 2-4 : I. С верха колонны отбирают бензольный крнцентрат, а из куба вьшодят смесь растворителя с фторбензолом, которую подвергают ректификации с отбором целевого продукта и регенерированного растворителя. Последние снова возвращают на стадию зкстрактивной ректиг - кации. Способ позволяет снизить содержание бензола в ФБ на 1-2 порядка, в 2-3 раза уменьшить потери ФБ. N3 ОС СП