Способ разделения антраценкарбазольной смеси Советский патент 1979 года по МПК C07C7/10 C07C15/28 

(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ АНТРАЦЕН-КАРБАЗОЛЬНОЙ СМЕСИ

Изобретение относится к технике разделения антраценсодержащих смесе с получением чистых продуктов, оно может быть использовано в крксохими ческой и химической промышленности. В настоящее время известны разли ные пути разделения подобных смесей. Известен способ, по которому сыр антрацен обогащают вначале перекрис таллизацией из керосина или уайт-спирита. Полученный кристаллически продукт -. антрацен-карбазольную смесь разделяют методом противоточной экстракции прИЦО-130 С двумя растворителями: ацетамидом и уайт-спиритом. При этом карбазол переходит в ацеТамидный, а. антрацен в керосиновый слой. При переработке экстракта получают 93%-ный антрацеи и 90%-ный карбазол с суммарным выходом (без учета потерь) 80%. Однако известным способом невозмо но получить антрацен с частотой выше 93%, кроме того, приходится испол зовать в качестве экстрагента химически активный и тер1«шчески неустойчивый ацетамид 1. Можно разделять антрацен-карбазольную смесь с помощью четкой ректификации после отделения фенантрена путем растворения его в сольвенте и других подобных растворителях, что обеспечивает получение 95%-ного антрацена с выходом до 70% 2 . Однако этим методом сложно осуществлять четкую ректификациюпри вы-, соких температурах, которая требует очень мощных ректификационных колонн и больших затрат тепла.Из-за нехватки тепла потери антрацена с остатком, выводимым из колонны, весьма значительны, что существенно снижает выход. Ректификация с азеотропным агентом является разновидностью этого метода. Основным недостатком метода азеотропной ректификации является низкая концентрация углеводорода в азеотропе (1-2%), что обуславливает его большой расход 3. Наиболее близким к предлагаемому по технической сувщости и достигаемому результату является способ разделения антрацен-карбазольной смеси путем жидкостной экстракции двумя растворителями: уайт-спиритом и водым раствором. N,N-flHMeTHnaueTaMHfla, Ъдёржагдегб 15-20 об,% воды.

Сырой антрацен обогащайт вначале перекристаллизацией из керосина или уайт-спирита, полученный кристаллиеский продукт-антрацен-карбаэольную смесь - разделяют методом противоточной экстракции при 90-95®С двумя растворителями: уайт-спиритом и водным раствором Ы,Ы-диметйлацетамида (ДМАА). При этом карбаз6л и другие примеси переходят в ДМАА, а антрацен - F уайт-спиритовый слой. При переработке экстракта .получают 98%-ный антрацен и 88%-ный карбазол с суммарным выходом продукта 91,3%

,(4).. : .-. . : ,.;:... .,

Особенностью данного способа

является нёдос-гаточная .чистота и выход целевого продукта. . .

Цель изобретения - повышение чис-i тоты и выхода целевого продукта. . Поставленная цель достигается .,., предлагаемым способом разделения ай рацен-карбазольн6й смёсйпутем жидкостнойэкстракции двумя растворителями, один из которых уайт-спирйт, а второй - водный раствор N-метилпирролидона, содержащий 1(3-15 % об. в оды . . : . ; , . ..

Отличительным признаком способа является использование в качестве второго растворителя водного раст- вора N-метилпирролидона, содержащего 10-15 6б.% воды.

Технология способа сострит в следующем. В растворителе при в течение 0,5 Ч при перемешиванчи происходит выделение масел и части фенан трена. Полученную суспензию подвергают ц нтрифугйрйванию, в процессе которого п оисхЬдит отделение маточ йозго JiacTBOpa уайт-спирита, HainpaiBляемого на регенерацию, и кристаллов полуобогащенного антрацена, подаваемого в смеситель, куда одновременно самотеком с экстракционных колонн поступают N-метилпироллидон с 1015 % воды и уайт-спирит. Смес)ь Двух экстрактов с растворенным в них полуобогсоденным антраценом направляют для расслоения в другой сепа:ра б&и Далеекаждый из слоев соотэетственно в колонны, где из экстракта карбазол извлекают чистым М-мё 1илпИррблйдоном и антрацен - чистым уайт-спиритом.

Процесс экстракции ведут при 90-95 С и число ступеней контакта, равном 6-7.

Путем кристаллизации экстрагентов извлекают антрацен и карбазол.

При разделении антрацен-карбазольной смеси таким путем получают 99 99 5%-ный антрацен с выходом 95- 96% и 90-92%-ный карбазол с выходом 96-97% и с суммарным выходом 95,4%.

Пример . Вберут 20 г сырого антрацена следующего состава, %; Антрацен28,6

Карбазол17,0

Фенантрен36,0

Аценафтен . 0,27

Флуорен7,10

Дифениленоксид 1,36

Дифениленсульфид 2,01

Пирен0,41

Диметилнафталин 0,36 оСМетилнафталин . 0,12 /ЗМетилнафталиа 0,62

Нафталин 1,12

Акридина 5,03

Итого100,0

и 60 г уайт-спирита. . Эту смесь подвергают экстракции жидкость-твердое при температуре 30 и соотношении 1:3 один раз (отмывка от масел и частично фенантрена). Полученный полуобогащенный антрацен содержи, вес.%:

Антрацен44,5

Карбазол21,2

Фенантрен8,0

Выход по массе 61%, вуход по 100%ному антрацену 96,1%,

Полуобогащенный антрацен данного состава подвергают очистке жидкостной экстракцией с двумя растворителями : уайт-спиритом (или керосиновой фракцией) и водным раствором N-метил пирролидона при 90-95с, для чего берут 10 г полуобргащенного антрацена и растворяют в смеси двух растворителей: 100 г уайт-спирита и 25 г Ы-метилпирролидона и 10 об.% воды, Получёйный раствор разделяют в сепараторе и .затем подвергают жидкостной экстракции в экстракционных колоннах Экстра:кцйю проводят за счет различной растворимости антрацена и карба збла с другими примесями в выбранных двух растворителях. Извлечение целевого продукта (антрацена) происходит уайт-спиритом (карбазол и другие примеси в нем почти не растворямы, см.табл.1), а растворение карбазола и других примесей происходит за счет растворения их в водном растворе М-мётйлпирролидона. Последние переходят во второй растворитель N-метилпирролидон- благодаря своей высокой растворимости в нем, что гтодтверждают данные, приведенные в табл.1, и коэффициенты распределения. Коэффициенты распределения определяют опытным., путем, они равны, для карбазрла +9, для антрацена 0,54 Коэффициент селективности при этом i

равен 16,l(o.sa4)

После экстракции слой уайт-спирит охлаждают до 25-30 С, Выпавшие кристаллы антрацена центрифугируют и cjniiaT. Уайт-спирй гвозвращают в цикл для предварительного обогащения сирого антрацена, после чего он идет на регенерацию. Ы-МетилпирролидОИОВ слой направляют в зав.ИёКмости О1б потребности: при необ содимостй полу чения карбаэола - на кристаллизацию, центрифигурирование и сушку, а освобожденный от карбазола Ы-метилпирролидон идет на регенерацию; в случае отсутствия потребности в карбаэоле N-метилпирролидон после экстракционной колонны направляются на регенерацию совместно с маточным раствором уайт-спирита после экстра ции жидкость-твердое. Твердый остаток - карбазол и другие примеси в смеси с антраценовыми маслами в соот ношении 1:4 направляют на производство вцсокоструктурного углерода, Тикшературные условия выбирают из следующих соображений. Растворимость атрацена в уайт-спирите относительно низка (см.табл.1), поэтому для интенсификации процесса необходимы более высокие температуры. Однако вследствие присутствия, воды в Ы-метилпйр 5олидоне она не может быть выше , поэтому оптимальней температурный режим 90-95 4:, Выбор числа ступеней контакта, качество целевого продукта и его выход определяют эксперимантальным путем/ эти данные приведены в табл.2. Из приведенных данных видно, что оптимально числом ступеней контакта является 6-7, Обводнение N-метилпирролядона производят для лучшего расслоения Н-метилпирролид6на- и уайт-спирита. : Степень обводнения определяют экспериментально с полотью хроматографа на основании данных, приведенных в табл.Э.

Я)

tr

X

t;

о я

Е-:

таблиттай