Способ получения дифенила Советский патент 1976 года по МПК C07C15/14 

1

Изобретение относится к способу получения дифенила, применяемого в производстве высокотемпературных теплоносителей.

Известен способ получения дифеиила путем пиролиза паров бензола при 500-900 С в проточном реакторе 1. Однако процесс по такому способу имеет низкие производительность и селективность по дифенилу.

Известен также способ получения дифенила путем конденсации бензола в паровой фазе в турбулентном режиме при 670-/40С .

Этот способ характеризуется низким выходом целевого дифенила за проход и сложной технологией, обусловленной разделением и циркуляцией до 95% непрореагировавшего бензола.

С целью повышения выхода целевого продукта по предлагаемому способу конденсацию бензола проводят при нагревании, которое осуществляют путем погружения нагревательного элемента непосредственно в жидкий бензол.

Желательно нагревание вести до 800- 900°С. Предпочтительно конденсацию проводят с рециркуляцией непрореагировавшего бензола.

В такой парожидкостной системе реакционная зона представляет собой весьма тонкий слой газовой фазы, граничащий с нагретым до температуры 800-900°С твердым телом и сообщающийся с остальной частью паровой фазы, температура которой ниже минимально необходимой для проведения реакции. Эта часть паровой фазы граничит с жидкой фазой. В силу значительно меньшей теплопроводности пара по сравнению с теплопроводностью жидкости -большая часть реакционной смеси остается в жидкой фазе несмотря на то, что разность температур реакционной зоны и жидкой фазы достигает сотен градусов (боО-

750). В такой системе непрерывно происходит интенсивный массообмен. Реакционная смесь, находящаяся в режиме пленочного кипения, быстро покидает зону реакции, за пределами которой образовавшийся дифенил, температура кипения которого на превышает температуру кипения исходного бензола, практически полностью конденсируется в жидкую фазу. Водород, практически нерастворимый в кипящей жидкой фазе, вслед за реакционной

зоной покидает (через обратный холодильник) и реактор, а напрореагировавший бензол,сконденсированный посредством обратного холодильника, вновь возвращается в реакционную зону, быстро испаряясь из жидкой фазы.

По предлагаемому способу осуществляют процесс с перетоком реакционной смеси из реактора по мере добавления в реактор исходного бензола в сочлененное с ним ректификационное устройство, посредством которого непрореагировавши бензол отделяется от дифенила и непосредственно возвращается в реактор.

Пример 1. В четырехгорлую колбу емкостью 25U мл вводят спираль нз нихромовой проволоки длиной 230 мм и диаметром 0,5 мм, укрепленную на двух медных проволочных вводах электрического тока, пропущенных через резиновую пробку. В этой же пробке укрепляют капельную воронку с бензолом. Колба оснащена обратным холодильНИКОМ, верхний конец которого соединен со склянкой Тищенко, содержащей силиконовое масло, термометром и переливной трубкой с краном, один конец которой доходит до дна колбы, а другой соединен с приемником реакционной смеси, образующейся в четырехгорлой колбе. Четырехгорлую колбу на 60% емкости заполняют бензолом. При закрытом кране переливной трубки через пихромовую спираль, погрул1енную в бензол, пропускают электрический ток (13 а, 30 в), который нагревает ее до 850-900 С. Бензол переходит в режим интенсивного пленочного кипения, колбу охлаждают в водяной бане. Отщепляющийся водород барботирует через склянку Тищенко в ат.мосферу. После повышения те.мпературы жидкости в колбе до ВЭС открывают кран переливной трубки и из капельной воронки добавляют в колбу бензол со скоростью 16-17 г/час, обеспечивающей поддержапие температуры реакционной смеси (в жидкости) в пределах 86- . По .мере добавления бензола реакционная смесь перетекает из колбы в приемник. Через 7 час реакционную смесь выгружают из приемника и отгоняют из нее бензол. Выход кристаллического остатка составляет 48 г (40% от веса реакционной смеси). Этот кристаллический продукт с т. ил. 6/-68°С представляет собой дифенил, так как при смешепии с дифенилом ГОСТ 13487-68 понижение те.мпературы илавления отсутствует.

Пример 2. Пятигорлую колбу, оснащенную но примеру 1, соединяют переливной трубкой с ректификационной колонкой эффективностью 10 теоретических тарелок черезвпаянный в середине ее (по высоте) тубус. Конец дефлегматора колонки, предназначенный для отбора дистиллята, соединяют с пятым горлом колбы. Тубус куба ректификационной колонки соединяют переливной трубкой, один

конец которой доходит до дна куба, с приемником синтезируемого дифенила. Условия синтеза отличаются от приведенных в примере тем, что реакционная смесь по мере добавления бензола в колбу со скоростью 16-17 г/час перетекает в ректификационную колонку. Отогнанный бензол возвращается в реакционную колбу, а дифенил стекает в куб ректификационной колонки, откуда перетекает в приемник. В кубе посредством регулируемого обогрева поддерживают температуру 252- 255°С. Из приемника выгружают расплав, содержащий 95-98% дифенила. Материальный баланс процесса. Подают бензола в реактор 100 г. Получают, г:

Дифенил92

Полифенилены4,7

Водород1,3

Потери бензола вследствие уноса из реактора2

Процесс в достаточной мере огневзрывобезопасен.

Резкое увеличение тока до перегорания нихромовой проволоки, сопровождающегося сильной искрой, осуществленное неоднократно, не вызывает воспламенения реакционной смеси.

Формула изобретения

1.Способ получения дифенила конденсацией бензола при нагревании, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, нагревание осуществляют путем ногружения нагревательного эле.мента неиосредственно в жидкий бензол.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагревание ведут до 800-900°С.

3.Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что конденсацию проводят с рециркуляцией непрореагировавщего бензола.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1. Патент США Jv 2702307, 260-670, 1955.

2. Патент США № 3112349, 260-670, 1963.