1
Известен способ разложения раствора комплекса КСилола с фтористым водородом и трехфтористым бором, заключающийся в том, что исходную смесь подвергают нагреванию в колпачковой колонне, снизу которой выводят жидкие ксилолы, сверху отводят пары фтористого водорода и трехфтор.истого бора, процесс осуществляют в присутствии разбавителя, представляющего собой алифатический углеводород, причем количество тепла, подаваемого в колонну, в 1,1 -1,5 раза больше, чем необходимо для разрущения и спарения фтористоводородного комплекса.
Однако указанный комплекс содержит в основном фтористый водород, следовательно отгонка смеси фтористого водорода совместно с трехфтористым бором влечет за собой большой расход тепловой энергии.
Для уменьшения расхода тепла предложено разложение комплекса осуществлять в многоступенчатом противоточном газо-жидкостном контакторе при абсолютном давлении паров 2-30 кг/см, с выведением сверху контактора паров трехфтористого бора, а снизу его- жидкой смеси фтористого водорода с ксилолами, причем процесс желательно вести в присутствии алифатических Cs-С или ароматических Сб-С углеводородов, взятых в количестве не менее 0,5 моль на 1 моль ксилола, присутствующего в растворе комплекса.
Точки кипения трифторида бора iH фтористого водорода соответственно равны минус 101,0
и плюс 19,5°С. Трифторид бора и фтористый водород существенно различаются по летучести и можно предполагать, что они легко разделимы. Однако, когда в системе существуют ксилолы, давление паров трифторида
бора понил ается из-за образования комплекса и становится практически равным давлению паров фтористого водорода. Таким образом, разделение этой смеси возможно лишь при нагревании указанного раствора комплекса с использованием многоступенчатого противоточного газо-жидкостного контактора в качестве устройства для разложения прп давлении 2-30 кг/см- (абсолютное давление), предпочтительно 3-15 кг/см- (абсолютное
давление) в течение 1 -120 мин, предпочтптельно 5-60 мин, с одновременным выводом из нижней части устройства для разложения раствора смеси ксилолов и фтористого водорода, которая не содержит трифторида бора.
На фиг. 1 представлена изобара газо-жидкостного равновесия при давлении 5 кг/см(абсолютное давление); на фиг. 2 - то же
при давлеиип 10 кг/см- (абсолютное давление).
Как видно из приведенных графиков, которые етроились при содержании 0,1 моль м-кснлола на 1 моль фтористого водорода, увеличеиие молярного отношения трнфторнд бора/фтористый водород резко повышает тенденцию к селективному входу трифторида бора в газовую фазу. Это дает возможность разлагать раствор комплекса с использованием многоступенчатого противоточного газо-жидкостного контактора и позволяет выводить газ, обогащенный ВРз, из верхней части контактора, а HF и .ксилолы - из его нижней части в жидком состоянии. Молярное отношение трифторид бора/фтористый водород может непрерывно уменьшаться от верхней к нижней части устройства для разложения.
Углеводородный разбавитель (см. фиг. 1,2), присутствуюш;ий в системе (гексан используется при построении диаграмм), увеличивает тенденцию селективного входа трифторида бора в газовую фазу.
Аппарат для разложения, функционируюш,ий каК многостуиенчатый нротивоточный газо-жидкостный контактор, может быть любой конструкции.
Для этой цели пригодны различные тины насадочных и тарельчатых колонн.
Таким образом, при использовании многоступенчатого противоточного газо-жидкостного контактора в качестве устройства для разложения (при нагревании ,в нижней его части) становится возможным непрерывно выводить из нижней части жидкий фтористый водород, который не содержит трнфторида бора.
Молярное отношение трифторид бора/фтористый водород в выводном растворе изменяется в зависимости от количества ксилола, содержащегося во фтористоводородиом растворе.
Продукт из нижней части подвергают охлаждению до теА1пературы минус 30 - плюс 30°С и отстаиванию. Таким образом, происходит разделение на фтористоводородную и углеводородную фазы.
Согласно описанному снособу возможно разлагать указанный комплекс, не испаряя
весь фтористый водород из раствора комплекса-ксилолы, фтористый водород, трифторид бора, и получать фтористый водород в жидком виде, практически не содержащий трнфторида бора, и газ, имеющий концентрацию трифторида бора 20-90%. Кроме того, в соответствии с изобретением возможно изомеризовать ж-ксилол одновременно при упомянутых условиях.
Для проведения изомеризации иеобходимо, чтобы давление было 3-30 кг/см, предпочтительно 5-15 кг/см (абсолютное давление), и время пребывания 5-120 мин, предпочтительио 10-80 мин. По этой причине тарельчатые колонны, имеющие большую жидкостную емкость, чем насадочные, более подходят для разложения комплекса. Присутствие разбавителя промотирует реакцию изомеризации .4-«-ксилола в его изомеры.
Примеры 1-6. В качестве устройства для разложения используют колонну с внутренним диаметром 22 мм, набитую по высоте на 400 мм набивочным материалом Диксона с диаметром 2 мм; в нижней части колонны имеется колба (200 мл) с электрообогревом. Раствор комплекса фтористого водорода, трифторида бора, лг-ксилола и н-гексана подают через верхнюю часть колонны, причем гексан в данном случае иснользуют в качестве разбавителя. Результаты представлены в табл. I.
Газообразный ве рхний погон непрерывно выводят и собирают путем поглощения в холодной воде. Результаты анализа указанного газа представлены в таблице. Продукт из нижней части колонны собирают в нриемнике и подвергают разделению после охлаждения до 0°С нутем отстоя.
Примеры 7-8. В качестве устройства для разложения используют колониу с перфорированными тарелками (внутренний диаметр 45 мм) и 15 каскадами. Каждый каскад способен удерживать 20 мл жндкости. В нижней части колонны помещают колбу 50 мл с электрообогревом. Колонна работает так же, как и в примерах 1-6, и результаты ее работы представлены в табл. 1 и 2.
Таблица 2
Предмет изоб ретения
разбавитель берут в количестве не менее 0,5 моль на 1 моль ксилола, присутствующего
в растворе.
O.ffS0,10
McmffpHOS отношение в видной Фиг 1
ЙЙУО,Ш
с отношз/iue Вшидкои (разе Р.:г.2
