Способ получения гексабромбензола Советский патент 1980 года по МПК C07C25/02 C07C17/02 

1

Изобретение относится к способу получения галоидированных ароматических угдев.одородов, в частности усовершенствованном способу получения гек сабромбензола, который находит широ- 5 кое применение в качестве огнестойкой добавки к полимерным материалам.Известен способ получения гексабромбензола бронированием бензола при повышенной температуре в присут- 10 ствии безводных катализаторов хлорида железа и бромлда алюминий {l.

Недос°татком данного способа является необходимость-при «2нения безводного катализатора, что усложняет нологию процесса.

Наиболее близким к описываемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ получения гексабромбензола бро- 20 мированием бензола бромом в присутствии концентрированной серной кислоты и катализатора - смеси железа и йода, процесс ведут при 60°С. Выход гексабромбензола 96,5%, считая 25 на взятый бензол 2..

Однако зтот способ требует использования дефицитного бензола и сложной смеси, используемой в качестве . катализатора, котррую необходимо от- 30

делять от реакционной массы, что в целом также усложняет процесс.

Целью изобретения является расширение сырьевой базы получения гексабромбензола и упрощение технологии его получения.

Поставленная цель достигается описываемым способом получения гексабромбензола, состоящим в том, что пропан, пропилен или их смеси бромируют бромом при температуре 450 , при мольном соотношении пропана, пропилена, пропан-пропиленовой фракции и брома, предпочтительно 1:7105 используют кипящий слой катализатора - перлита. Предпочтительно процесс ведут при объемной, скорости подачи исходных реагентов 1500-3600 ч

Отличительными признаками способа являются использование в качестве сырья, подвергаемого бромированию, пропана, пропилена или пропан-пропиленовсй фракции и проведение процесса при температуре 450-550 0 в кипящем слое катализатора - перлита предпочтительно при указанном мольном соотношении исходных реагентов и при указанной объемной скорости и.ч подачи. Способ заключается в следукэдем. Исходный fas - пропан, пропилен или пропан-пропиленовая фракция из балона поступает в реактор через фильтр снизу. Бром из бюретки Баландина, пройдя испаритель в парообразном состоянии поступает через фильтр сверху в слой катализатора. Реактор изготовлен из стекла пирекс длиною 90 см и диаметром 35 мм. Реактор содержит специальные стеклянные фильт1ры, обеспечивающие равномерную пода чу брома и углеводорода в реакционную зону. Катализат из верхней части реакто ра поступает в емкость, которая охлаждается смесью льда и соли. Отходящие газы поступают в промывную баш ню, где при орошении водой происходит поглощение бромистого водорода и улавливание свободного брома. Гаэы собираются в газометре для последующего анализа. Продукт реакции кристаллический. Его промывают серным эфиром, а затем спиртом до полно го удаления следов других бромпроизводных. Очищенный бромбензол после перекристаллизации из горячего бензо ла анализируют. Эфирную вытяжку после отгонки рас ворителей растворяют в хлороформе. При этом из раствора выпадает а С В г и другие продукты, обычно по лучаемые в небольшом количестве, остаются в раст.воре. Кристаллы CgBr Влияние температуры на выход пропилена и брома 1:8, скор подачи брома 1280 г/ч, пр объем перли несколько раз промывают свежими порцияьда хлороформа и анализируют. При медленном упаривании хлороформного раствора из него выпадают кристаллы , которые периодически отфильтрсэвывают и анализируют. При этом остаточный раствор хлороформа, как правило, содержит небольшие количества смолистых продуктов. В результате (табл. 1) проведенных }$сследований выяснено, что при и мольном, соотношении брома и пропилена 8:1 в основном получаются полибромпроиэводные пропана (70,2%).При этом образуются также следующие гГрО дукты, %°.; гексабромбензол 15,5, тетрабромметан 9,1, тетрабромэтилен 5 ,3. При повышении температуры до доминирукнцее место занимает образование гексабромбензрла. Полученный кат лизат содержит в своем составе 86,7% гексабромбензола, 7,1% тетрабромметана, 6,1% тетрабромэтилена. Дальнейшее повышение температур реак-. ции до приводит к уменьшению выхода катализата до 11,3%,что,види- МО,связано с интенсификацией горения и разложения продуктов реакции при высокой температуре.Таким образом найдено, что для получения высокого выхода гексабромбензола целесообразно проводить реакцию при 5 О О С. Влияние молярного соотношения исходных реагентов и объемной скорости их подачи на выход гексабромбензола приведено в табл. 2 и 3. Таблица 1 бромбензола, (Молярное соотношение одачи пропилена 4i г/ч, скорость тельность опыта 1 ч, мл).

Влияние молярного соотношения на выход гексабромбензола (Температура , скорость подачи пропилена 42 г/ч, продолжительность 1ч, объем перлита 250 мл))

Таблица 2

Влияние объемной скорости, на выход гексабромбензола (Температура , молярное соотношение пропилена и брома 1:7, продолжительность опыта-1 ч, объем перлита 250 мл).

Таким образом, для полученияла 91,5% в расчете на каталиэат,

максимального выхода гексабромбеизо- Использование в качестве исла оптимальными условиями являются:ходного сырья, подвергаемого бротемпература , молярное соот- 20 мированию с.огласно изобретению,

ношение пропилена и брома 1:7-,пропана в табл, 4-6, пропан объемная скорость . В.пропиленовой фракции в табл.

этих условиях выход гексабромбензо-7-9.

Влияние температуры на выход гексабромбеузола,, Молярное соотношение пропана .и брома 1:9, скорость подачи пропана 44 г/ч, скорость подачи брома 1440 г/ч, продолжительность 1 ч, объем перлита 250 мл)

Влияние молярчного соотношения на выход гексабромбензола (Температура , скорость подачи пропана 44 г/ч, продолжительность опыта 1 ч, объем перлита 250 мл)

10,1

11,5 11,0

Т а б л и ц а 3

Таблица 4

Т а б лт- и ц а 5

8,7

11,5 6,8

8,3 9,5

17,5

Влияние объемной скорости на выход гексабромбензола

(Температура 5 О О С, люлярное соотнесение пропана

и брома 1:9. продолжительность опыта 1 ч, объем

Влияние температуры на выход гекгчбромбензола (Молярное соотношение пропан-пропиленовой фракции и брома Is8, скорость подачи пропан.пропиленовой фракции 43 г/ч, продолжительность опыта 1 ч, объем перлита 250 мл)

Влияние молярного соотношения на выход гексабромбензола (Температура , скорость-подачи пропан-пропиленовой фракции 43 г/ч, продолжительность опыта , объам , перлита 2-50 мл)

1:7 11,3 1:8 12,5 1:9 13,3

Таблица

6

перлита 250 мл)

.Таблица 7

Таблица 3

9,2

6,1

7,5 5,3

10,7 7,2

Влияние объемной скорости на выход гексабромбензола (Температура 500°С, молярное соотношение пропанпропиленовая фракция: В 8, продолжительность опыта 1 ч, объем перлита 250 мл.) При производстве пропилена в к честве отхода в значительном коли ве образуется пропан-пропиленовая фракция.. Представляет определенны практический интерес применение э неутилизируемой фракции для получ ния гексабромбензола. Излучено вл ние различных факторов на исчерпы ющее бромирование указанной фракц содержащей 43,8% от пропана,50,5% пропилена 1табл. 7-9). I Приведенные результаты показыв что выход гексабромбензола сущест но не изменяется при переходе от пана к пропилену, т.е. изменение ношения этих углеводородов в сост пропан - пропиленовой фракции так ье может влиять на выход целевого продукта. Пример 1. Условия реакци Температура, °С Объемная скорость, 2371,6 Молярное соотношение пропилен: : В Г2 Взято в реакцию, г/ч: Пропилен Бром Получено: г Катализат 272,7 Бромистый водород Бром ° Потери Фракционный состав катализата: г% Гексабромбензол 249,0 91, ТетрабромметанТетрабром6,0 . 2,2 этилен 3,5 1,1 Потери 2. Условия реакци Пример Температура, °С . 50 Объемная скорость, чМолярное соотношение пропилен:Вг2.

Таблица 9то в реакцию, г/ч Пропан Бром учено.: г . Катали;зат 269,3 Бромистый водород 943,8 Бром 943,7 Потери 69,2 Состав катализата: Гексабромбензол 235,1 Тетрабромметан 17,5 Тетрабромэтилен 13,5 Потери 3,2 3. Условия реакции: Пример °С 500 Температура, С Объемная скорость, Молярное соотношение пропан-пропиленовая фракция: :Вг2. то в реакцию, г/ч Пропилен Бром учено: г Катализат 262,1 Бромистый 835.742,1 водород 815.84L,1 Бром 71,43,6 Потери Фрикционный состав катализатаТ г % . Гексабромбензол 236,0 90,0 Тетрабромметан 15,7 6,0 Тетрабромэтилен 8,1 3,1 Потери 2,3 0,9 Таким образом, данный способ отлиется от прототипа тем, что гексаомбензол получают бромированием опана, пропилена и пропанпропиленой фракции, что значительно расшиет сырьевую базу для получения ксабромбензола, позволяет испольэовать неутилизируемые продукты и существенно упрощает технологию процесса.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

. 1. Eteti Р., Jkio F., Lynth J. Org. Chem. Jap, 29, 1, 1971, 92.

5 г. Патент ФРГ 1145599,

кл. 120 2/01, опублик. 1963 (прототип).