Изобретение относится к способу выделения метаксилола и параксилола (каждого отдельно) из смеси ксилолов.
Известен способ выделения метаксилола из смеси ксилолов путем обработки исходной смеси фтористым водородом и фтористым бором, получившийся при этом комплекс разлагают при нагревании.
Чтобы выделить из смеси ксилолов параксилол высокой степени чистоты, предлагается исходную с.месь, обработанную фтористым водородом, фтористььм бором, обрабатывать соединением, способным к образованию эвтектических кристаллов с параксилолом, при температуре от О до -60°С. Полученную реакционную смесь разделяют известными приемами.
В качестве соединения, способного к образованию эвтектических кристаллов с параксилолом, предлагается использовать четыреххлористый углерод, четырехбромистый углерод, бромоформ, дибромдихлорметан, трехбромистую или треххлористую сурьму.
Фтористый водород берут в количестве 5-20 моль, фтористый бор в количестве 0,5-2 моль на 1 моль метаксилола, содержащегося в смеси ксилолов, а соединение, образующее эвтектические кристаллы с параксилолом, берут в количестве 0,5-1,5 моль на 1 моль параксилола, содержащегося в с.меси ксилолов.
Когда в одном сосуде производят экстракцию метаксилола из смеси ксилолов с применением фтористого водорода и фтористого бора и одновременное выделение параксилола
из смеси ксилолов в виде эвтектических кристаллов используя четыреххлористый или четырехбромистый углерод, вся система разделяется на три фазы. Первая из них (снизу) твердая фаза эвтектического кристалла состоит из параксилола и соединения, образующего эвтектические кристаллы. Вторая фаза, жидкая, содержит фтористый водород, фтористый бор и метаксилол, а третья углеводородная жидкая фаза содержит ксилольный рафинат
и соединение, образующее эвтектические кристаллы. Разделение на фазы происходит в результате разности их удельных весов. При добавлении к смеси ксилолов соединения, образующего эвтектические кристаллы, и фтористого бора при перемешивании и поддержании температуры системы на определенном уровне ксилолы, состоящие главным образом из метаксилола. образуют комплексное соединение с фтористым водородом и фтористым бором. Это соединение растворяется во фтористом водороде. В результате этого концентрация метаксилола в ксилольной фазе уменьшаЭвтектические кристаллы ссзстоящие из параксилола и соединения, образующего эвтектические кристаллы, начинают выпадать в осадок по мере увеличения концентрации параксилола и выделяются из системы, образуя твердую фазу. При спокойном состоянии системы эвтектические кристаллы, имеющие относительно большой удельный вес, оседают и образуют нижний слой. Над слоем эвтектических кристаллов образуется промежуточный СЛОЙ, состоящий из фтористоводородного экстракта, выше которого располагается верхний слой, состоящий из рафината. В таком случае эвтектические кристаллы падают вниз через фазу фтористого водорода и накапливаются под этой фазой, удерживая в своей массе маточный раствор. Удельный вес этого маточного раствора можно уменьшить по сравнению с удельным весом фазы фтористого водорода, выбирая соответствующий состав рафината и температуры. В результате маточный раствор, состоящий из ксилольного рафината вещества, образующего эвтектические кристаллы, поднимается вверх через фазу фтористого водорода и объединяется с рафинатом. Фтористоводородная фаза действует как среда, через которую просачивается маточный раствор из эвтектических кристаллов.
Предлагаемый способ осуществляют при температуре от О до -60°С, предпочтительно от -10 до -40°С. Фтористый водород желательно применять в количестве от 5 до 20 моль на 1 моль метаксилола, содержащегося в смеси ксилола, в то время как фтористый бор добавляют в количестве от 0,5 до 2,0 моль на 1 моль метаксилола, содержащегося в смеси ксилолов. Соединение, образующее эвтектические кристаллы, применяют в количестве от 0,5 до 1,5 моль на 1 моль параксилола, содержащегося в исходной смеси.
При осуществления предлагае.мото способа можно не только одновременно в одном аппарате выделить метаксилол и параксилол (порознь) из смеси ксилолов, но также повысить избирательность процесса экстракции. Система, в которой одновременно существуют три фазы в равновесном состоянии, дает возможность создавать концентрацию параксилола в рафинате (маточный раствор), значительно более низкую, чем во второй системе, состоящей из двух фаз, так как концентрацию параксилола в первой системе можно регулировать, пользуясь равновесием твердое вещество - жидкость или растворимостью при данной температуре.
;Поэтому в фтористоводородном экстракте содержится только небольшое количество параксилола.
ратуре и .поэтому она значительно меньше, чем концентрация параксилола в маточном растворе, которая зависит от равновесия экстракции жидкость - жидкость, при известном способе экстракции.
Параксилол можно выделять из смеси ксилолов при температуре примерно на 20°С выше, чем температура обычното процесса низкотемпературной кристаллизации, но в таком же количестве и при таких же выходах и концентрации, как достижимые при второй системе. Это объясняется тем, что параксилол в рафинате сконцентрирован в результате экстракции .метаксилола. Таким образом, изобретенный способ имеет значительное преимущество перед известным.
По предлагаемому способу получают эвтектические кристаллы знач.чтельно более чистые, без создания градиента концентрации в слое кристаллов, обусловленного действием фтористоводородной экстракционной фазы как среды.
При обычном способе кристаллизации при низкой температуре на первой стадии фильтрования с помощью центробежного сепаратора получают кристаллы параксилола примерно 80%-ной степени чистоты, а по предлагаемому способу получаются -эвтектические кристаллы параксилола тоже 80%-ной степени чистоты (в пересчете на ксилол), но без применения центробежного сепаратора в результате действия фтористоводородной фазы в качестве среды.
Описываемый способ дает возможность сразу на одной стадии выделять метоксилол и параксилол (порознь). Из смеси, оставшейся после выделения метаксилола и параксилола, легко можно выделить этилбензол или ортоксилол при обычиой перегонке.
Пример I. 29,8 г четыреххлористого углерода, 100 г смеси ксилолов и 100 г фтористого водорода загружают в сосуд «Кэл-мэйд емкостью 400 мл, оборудованный рубашкой для охлаждения и комбинированным скребком с мешалкой. Через эту смесь пропускают при перемешивании и температуре -45°С струю фтористого бора в количестве 31 г. Затем смесь выдерживают в спокойном состоянии, в результате чего она разделяется на три фазы (снизу): кристаллическую, фазу экстракта и фазу рафияата (маточный раствор). Температуру системы медленно повышают до -42С
в течение примерно 10 мин при легком перемешивании, а затем через дно сосуда удаляют последовательно кристаллическую фазу, фазу экстракта и фазу рафината. Результаты анаТаблица
Для контроля разделение производят обычным методом кристаллизации ири низкой темПример 2. В сосуд, описанный в примере 1, загружают 48,5 г четырехбромистого углерода, 100 г смеси ксилолов и 50 г фтористого водорода. Через эту смесь пропускают 17 г
пературе, равной -70°С. Результаты приведены в табл. 2.
Таблица 2 40
Т а б л II ц а 3 фтористого сора, поддерживая температуру -35°С. Результаты анализа трех полученных фаз показаны в табл. 3.
Предмет изобретения
Еию эвтектических кристаллов с параксилолом, берут четыреххлористый углерод, или четырехбромистый углерод, или бромоформ, или дибромдихлорметан, или трехбромистую сурьму, или треххлористую сурьму.
