Способ получения бензотрифторида Советский патент 1976 года по МПК C07C25/14 

1

Изобретение спносится к способу полулцеяия бенэотрифторида, который применяется для получения термически й коррози юнностойких покрытий.

Известен способ получения бекзотрифторяяа взаимодействием бензотркхлорида с фтористым водородом при температуре 9О-130°С н давлении 3CU50 агя, при прямоточной подаче реагентов через рв ажционную зону, при этом всю р«8«иионную массу, состоящую нэ НС1, жэпрорвагяровавшето HP и целевого npoAjicTa, вы вопят из реакционной зоны, направляют для отделения НС1 в рвлтмфикациош ую колонну, работающую под давлением реакивонЕоб зоны, R затем в рассланватель для отделения HF.

Нс.Достатками язаес1тв:ого cnocoCta «влз ется сложность 1гехнологического осуществления процесса всле1дствие нспользования достаточно высоко1Ч давлетгая, неполное но пользование реаг ентов, в чеютнсютя HF проведения процесса в режиме пря11 от Жй,не,(ГОЧВо высокий аыход цел€шого 17родузста. Кроме того, процесс

|ycnoK«i.-:-iiLi ьсдеаствЯе йалкчий |ните- ьной ректификационной колонны для отделе ния НС 1.

Дл усовеушенствоЕйния технологического про accG, более полного использоввнкя «сходных реагентов я увеличевня выхода 1т лввого продукта предлагается ноходкые рйЯ1-ч 1 тьг подавать противотоком |Б реоличкыА тачк.ах по высоте реакпяо ;но;; зоны н вести проц-эсс при температуре, noc:TeneHiK- {нарастающий от -б С в

,версией частк ; рввк1шотгойэо ыдо 15О°С .3 гл .кчгсй честй реакннонной зоны, под ; 13-25 атй, при этом получе Kb-:f TJ ре;эультате реакции хлористый водо род выводя г КЗ верхней частя реакаиов;ной ecit i, в пр(5дужты реакции я непрорв агйсювавшйй фтористьгйводорой выводят |йз ьяжней чести реакционной зоны при те.шературе р« ажции и дросселируют до (атмосферного даялекыя в отпарной аппарат дл ioTiOHXH фтористого водорода с последу )ошим выделением целевого продукта ректифика та9й. Проавсс ведут в реакторе попонного типа, состоящем из 2 частейреакционной зоны (нижняя часть) н разделительной колонны с обратньгм холоднлл ником . с верхняя часть). Проведенное исследовашю реакш1и взаимодействия бенэотрихлорида с фтористым водородом позволяет пр€шположить, что в отсутствие катализатора при повышенной температуре (до ) имеет место ступенчатое замещение хлора, о чем свидетельствует присутствие в редакционной смеси продуктов всех степеней замещения от монофтордихлорметилбензола трифторметилбензола. При этом как показали эксперименты, легче всего проходит замещение первого атома хлора. Эта реакция протекает с удовлетворительным выходом уже при ат- моС(})орном давлений, тогда как для зам« щення второго и особенно третьего атома хло ра требуется более жесткие условия (повышенное давление, большой избыток фториотого водорода, присутствие катализатора) С целью более полного испол1:,зования сырья предлагается противоточная подача компонентов, при которой замещение перового атома хлора осуществляется в верхней части реакционной зоны вблизи от точки ввода бензотрихлорида, что позволяет увеличить степень использования HF в реакци Более глубокое замещение хлора на фтор осуществляется в нижней части реакционной зоны вблизи от точки ввода (1ггорийт( го 1юдорода, что увеличивает полноту прв вращения бензотрихлорида. При этом избыток HF Вреакции составляет от О до 1/3 от теоретического количества. Отделение образовавшегося хлористого водорода и очистка его от примесей HF и бензотрифторида происходит в этом ке аппарате, в верхней его части. Отбор хлористого водорода осуществляют на верхней части аппарата. Возможно также oi деление НС1 в отдельной колонне под тем же давлением. Выделенный очищенный хлористый водород может использоваться для различных целей (реакции гидрохлорирования, оксихлорирования, полу чения соляной кислоты, получения хлора и т. д.). Смесь органических продуктов вместе с непрореагировавшим HF при температуре реакций непрерывно отводят с низа реактора и дросселируют до атмосферно,го давления в отпарной аппарат, обогреваемый до температуры ЮСРС, снабженный обратным холодильником, охл ждаемый водой. Отгоняемый при этом фтористь)й водород возвращают в прюцесс. Возможно также отделение основной массы иепрореагировавшего фтористого водорода осуществлять путем охлаждения реакционной смеси до низкой тe шepaтy рь1 (около -25 С) с последующим расслаиванием. I По предложенной схеме могут быть также другие производные б знзола с фторированными алкильными зад еотителями. Пример 1. В верхнюю часть реакционной зоны подают 58,4 кг бензотрихлорида со скоростью в кг/час, в нижнюю часть реакционной зоны - 2О кг фтористого водорода со скоростью 3 кг/час,, что соответствует молярному соотношению фтористого водорода к бензотрихлориду 3,38:1. Температуру в реакционной зоне поддерживают , давление 15 ати. Образующийся в процессе реакции хлористый водород, содержащий 7% HF и 3% бензотрифторида, подвергают очистке от примесей в верхней части реакционной зоны под тем же давлением при температу ре минус 18°С. ;. Выделенный с верха реакционной зоны хлористый водород содержит 0,2% фтористого водорода и не содержит бензотрифторида. Жидкую смесь продуктов, почти не содержащую хлористый водород, с низй реак- циовной зоны при той же температуре дросселируют до атмосферного давлений отпарной аппарат, где производится отпе, ка непрореагировавшего фтористого водорода при температуре в кубе 1ОО°С и температуре в дефлегматоре- 2О С. Выделенный таким способом фтористый водород возвращают в процесс. После отделения кислых продуктов получают 41,1 кг сырого бензотрифторида, содержащего 95% целевого вещества, 2% дифторхлорметилбензола и 3% высококипя щих примесей. Выход бензотрифторида по загруже шым реагентам составляет: по бензотрихлориду - 89,7% по фтористому водороду - 80,3%, Ректификацией полученного сырца выделяют бензотрифторид со следующими характеристиками:т кип,- 101,9°С ,20 4- 1,1901. Хроматографический анализ: содержание бензотрифторида - 99,93% содержание дифторхлорметил- бензола - 0,07%. П р и м е р 2, В реакционную зону противотоком при давлении 15 ати поо-ают 60 кг белзотрнх Еорила и 25 кг фтористого водогюд- см; скоростью 7,5 к1/члс и--3,2 кг/час

состветственно. Молярное отношение фа ористого водорода к бензотрихлориду 4,07:1, Температура в верхней части реакционной зоны поддерживается равной минус 18 С и постепенно нарастает с верха в низ,достигая Б нижней ее части 110°С. Хлористь й водород выводят из всрхкей точки реакционной зоны, а органические продукты реакции и непрореагировавшнй фтористый водород выводят иэ нижней части реакционной зоны и после дросселирования до даления близкого к атмосферному направл ют на отделение фтористого водорода. Сырой бензотрифторид в количестве 43 кг, содержащий в своем составе 98,33%бенэотркфпгорида и 1,67 дифторхлорметилбензола, очищают ректи4мкацией под вакуумом. Выход бензотрифторида составляет по бензотрихлориду 94,5%.

П р и м е р 3.

Из 50,8 г бенэотрихлорида и 22 г фтористого водорода при температуре от 60 С до и давлении 21 ати в лабораторном автоклаве при подаче фггориотого водорода со скоростью 8,5 г/час получают сырец бензотрифторида, содержащий 92% целевого вещества и 6% дифторхлорметилбензола., Выход бенаугрифторида по заданному бензотрахпорнду сос тавляет 83%, а. суммарный выход фторированных продуктов - 88,6%.

Пример 4.

В реактор е1жостью 50 л с обратным холодильником охлаждаемым водой, загружают единовременно 57,3 кг бензотрих- лори да и при температуре постепенно на-0- 0

растающей от 20 до 1О2 С подают 23 кг

фтористого водорода со скоростью 4-5 кг/час. Давление поддерживают равным 15 ати. По окончании процесса, о чем судят по прекращеь-ию роста давления, реакционную смесь выдерживают 1 час, после .чего сырец бензотрифторида отделяют от «ислых примесей путем отгонки и после дующей нейтрализации. Было получено 42 кг продукта, содержащего 96%бенэотрнфторида.

Формула изобретения,

Способ получения бензотрифторвда пу тем взаимодействия бенэотрихлорвда с

5 фтористым водородом при повьгшеннойтемпературе и давлении, отличающийjc я тем, что, с цепью усовершевютвова ния технологического процесса, более пол0ного использова1шя исходных реагентов и увеличения выхода целевого продукта, исходные реагенты подают противотоком в различных точках по высоте реакционной зоны и процесс ведут 11рн,темп& 5

ратуре,постепенно нарастаю щей от «5 С в верхней части реакционной зоны да 150°С в нлжкей части реакционной зоны, под давлэгшем 15-25 эти, при этом полученный а хлористый водогх й ы -3 iiapxneK. .тзстн реакционной зоны, а . ,лы реакции к яепрореагировавший фторлетый водород выводят из нижней га« тн рааЕциоыной зоны нрк температуре реакт, л к дросселируют до атмосферного давaejfiifi в отпарной аппарат для отгонки фто- ристсгг: зодородз с последуюгдим выделение., целевого проодтста ректификацией.