Способ выделения пирена Советский патент 1982 года по МПК C07C15/38 C07C7/152 

Изобретение относится к разделению многоядерных ароматических соединений .

Пирен является исходным продуктом для получения 1,4,5 и 8-нафталинтет-ракарбоновой кислоты и пиренхинонов, которые используются для синтеза кубовых и дисперсных красителей, а также термостабильных полимербв специального назначения.

.Пирен содержится в основном в высококипящих фракциях каменноугольной смолы вместе с такими углеводородами как флуорантен, хризен, . Пиреновые фракции получают ректификацией пековых дистиллатов или отгонов пековой смолы. Для выделения пирена из технических смесей используют его способность рб разовывать комплексы с акцепторами электронной плотности.

Известен способ выделения пирена комп.п;ексообразованием с пиромёлли- товым дйангидридом. Искусственную смесь, содержащую 75% пирена/ сплавляют с пиромеллитовым дйангидридом, образовавшуюся массу охлаждают, измельчают и обрабатывают метилэтилкетоном. Комплекс, нерастворйвший-. ся в метиЛэтилкётоне, отфильтровывают и разлагают водой при нагревании. Получен 95%-й пирен с выходом до 75%. Аналогично из 80%-й пиреновой фракции получен 90%-й пирен Ij.

Известный способ выделения пирена имеет ряд недостатков. Процесс комплексообразования в расплаве проводится при высоких температурах,

10 что способствует осмолению кслтлекса и окрашиванию получаемого целевого продукта.

При комплёксообразовании в расплаве образуется монолит комплекса,

15 который необходимо раздробить, что требует введения дсэполнительной стадии в технологический цикл и усложняет схему производства.

При повышенных температурах име20ет место осмоление комплексообразова теля - пироме.йлитового дкангидрида, в результате чего он теряется и реге нерировать.реагент более чем на 50% не представляется возможным.

25

Известен способ выделения пирена ксмплексообразованием с треххлорис той сурьмой SbCe, . Согласно этому, способу 80%-ю пиреновую фракцию и SbCJj растворяют в хлороформе. Полу30Кённые растворы нагревают и см(аиг вают при мольном отношении SbCf :пи рен 2:1, затем охлаждают. Образовав шийся твердый комплекс пирена с SbC отфильтровывают, промывают раствори телем и сушат. Комплекс разлагают ндсьоценным водным раствором NaC0 при нагревании. Получен пйрен 97,4% степени чистоты с выходом 70% Г23. Недостаток способа выделения пирена с помощью SbCe заключается в высоком расходе реагента (на 1 моль выделяемого пирена раЧзходуется 2 мо ля SbCg ) , в легкости гидролиза Sbce, что усложняет технологи-ческую схему процесса. Кроме этого, треххлористая сурьма является токсичньви реагентом. Наиболее близ ким к предлагаемому является .способ выделения пирена комплексообразованием с 3,5-динитробенэойной кислотой в жидкой или в твердой фазах. В качестве среды для комплексообразования в жи-Д1кой фазе используют бензол, толуол, ксилолы и др.Для обработки комплекса в твердофазном процессе также используют бензол и мётилбёнзолы. При жидкофазном процессе пирено вую фракцию смешивают в растворителе с 3,5-динитробензойной кислотой при нагревании, раствор охлаждают, твердый комплекс отфильтровывают, промывают растворителем, водным раствором аммиака, водой, после чего кипятят в йоде. Аммиачная соль переходит в водную фазу, а пирен, оставшийся в твердой фазе, отделяют от растворителя. Из фильтр1ата отгоняют растворитель и возвра я;ают в цикл. Остаток.(смесь углеводородов и их комплексов) обрабатывают водным раствором аммиака и кипятят в воде. . При комплексообразованни в твердой фазе пиреновую фракцию смешиваю в порошок с 3,5-динитробензойной ки лотой. Порошкообразную смесь нагрев,ают до 100-120 С и вьщерживают при этой температуре до образования ком лекса, затем охлаждают до 20С и обрабатывают растворителем. Нерастворившийся твердый комплекс отфильтровывают и промыва:ют растворителем. Разложение комплекса проводят по методике, описанной выше. Получают 95,8-97,5%-й пирен с «ыходом до 71,9% от количества во фракции. 3,5-Динитробензойную кислоту регенерируют из водных растворов аммя ачной соли 3,5-динитробен51Ойной кис лоты путем обработки соляной кислотой. Эта кислота плохо растворима в воде и практически нацело выпадает в осадок, которьгй отфильтров вают и сушат. Степень регенерации 3,5-динитробенаойной кислоты - 9899% СЗ. Недостаток известного способа заключается в сложности регенера ции 3,5-динитробензойной кислоты, связанной с использованием больших объемов Соляной кислоты, что усложняет технологическую схему процесса и способствует коррозии аппаратуры. Целью изобретения является упрощение технологии процесса получения;, пирена. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, выделение пирена из пиренсодержащих фракций производят путем обработки последних комплексообразователем - м-нитро- бензойной кислотой при нагревании путем смешения суспензий исходного сьфь я и :м-нитробензо йной кислоты в растворителе - ароматическом углеводороде бензольного ряда с последующим отделением осадка комплекса, промывкой его растворителем и разложением. Комплексорбразование в суспензии, по сравнению с комплексообразованием в растворе, позволяет сократить объемы nepepaeattdBaeiw&ix растворов и энергетические затраты на. растворение компонентов. Согласно способу смешивают суспензии пиреновой фракция и м-нитробензойной кислоты в растворителе при нагревании. Полученную смесь охлаждают, твердый комплекс пирёна с кислотой отфильтровывают, промывают растворителем, после чего обрабатывают водой при кипячении. Растворимая в воде кислота, получаемая при разложении комплекса, переходит в водную фазу, а пиреи, оставшийся в виде осадка, отделяют от растворителя. Из фильтрата отгоняют растворитель и возвращают в цикл. Остаток (смесь углеводородов и их комплексов) обрабатывают водой при нагревании как указано выше. м-Нитробензойную кислоту регенерируют из водных растворов при их охлаждении до 15-20С. м-Нитробен- .зойная кислота плохо растворима в холодной воде и выпадает в осадок, который отфильтровывают, сушат и возвращают на стадию комплексообразования. При мер 1. 100 г 75%-го пирена обрабатывают 50 мл бензола при перемешивании. Полученную массу фильтруют и промывают чистым растворителем. 80 г мытого.бензолом 85%-го пирена загружают в металлический реактор к обрабатывают 250 мл бензола при нагревании до .K полученной суспензии добавляет суспензию м-нит-. робензойной кислоты в бензоле, которая имеет температуру (56,3 м-нитробензойнрй кислоты в 100 мл бензола, мольное отношение мтнитроб зойная кмслота/пирен 1:1)..Смесь перемешивают 30 мин при , охлаж дают до 15 Си вьшерживают при этой температуре в течение 20 мин. Образовавшийся осадок комплекса отфильт ровывают от жидкой Фазы, добавляют 3000 мл воды jr кипятят. Комплекс, м-нитробензойная кислота - пирен разлагается, м-нитробензойная кислота переходит в водный раствор,.д п{фен, нерастворимый в воде, отфильтровывают от растворителя при , промывают горячей водой и сушат при . Получено 45,7 г 98,5%-го пирена с выходом 60% от :содержания в исход ной пиреновой фракции. Из бензольного фильтрата отгоняют растворител к остатку добавляют 1500 мл воды и кипятят. Из водных растворов охлаждением до выделяют 54,5 г м-нитробензойной кислоты. Степень регенерации м-нитробензойной кислоты - 97 %. П р и м е р 2. 100 г 75%-го .пирена обрабатывают 300 мл толуола при перемешивании и нагревании до . К полученной суспензии добав ляют суспензию м-нитробензойной кислоты в толуоле (62 г м-нитробеизойной кислоты в 115 мл толуола, мольное отношение пирен/м-нитробензойная кислота 1/1). Смесь перемешивают при в течение л 30 мин, охлаждают до 15-2О С и выдерживают при этой температуре в т чение 20 мин. Образойавшийся осадок комплекса отфильтровывают от жидкой фазы, добавляют 3000 мл вод и разлагают при кипячении. Получен 46,5 г 95%-го пирена с выходом в исходной фракции. Из водного фильтрата регенерировано 58,5 г м-иитробензойиой кислоты. М-нитробензойная кислота растворима в воде, ее комплексы с пиренс 1 разлагаются водой, а реагент регенерируется из водных растворов без использования соляной кислоты. Это позволяет устранить стадию обработки реагента соляной кислотой коррозию аппаратуры, упрост-ить технологическую схему, сократить потери реагента и снизить себестоимость получаемого пирена. изобретения Способ выделения пирена из пиренсодержащих фракций путем обработки последних комплексообразователем производным бензойной кислоты при нагревании в среде растворителя ароматического углеводорода бензольного ряда с последующим отделением осадка комплекса, промывкой его растворителем и разложением, отлИ чающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса, в качестве производного бензойной кислоты используют м- нитробензойную кислоту и комплексообразование проводят путем смешения суспензии исходного сырья и м-нитробензойной кислоты в растворителе. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 416336, кл. С 0-7 С 7/152, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР№ 480688, кл. С 07 С 7/152, 1973. 3.Авторское свидетельство СССР № 615052, кл. С 07 С 7/152, 1978 (прототип).