Способ получения мезитилена Советский патент 1982 года по МПК C07C4/16 C07C7/04 C07C15/02 

Изобретение относится к технике получения мезитилена из мезитиленсодержащего сырья и может найти применение в коксохимической, нефтехимической, сланцевой и химической промышжшюсти. Известен способ получения мезитилена из меэитиленовой фракции путем ректификации ее с получением узкой фракции, выкипающей в пределах 158-170°С, гидрообессериванием последней и гидрированием в присутствии ката лизатора. Полученные при этом гидропроизвод ные подвергают разделению ректификацией и последующему дегидрированию фракции стериоизомеров 1,3,5-триметилциклогексана. Мезитилен нз дегидрогенизата выделяют путем четкой ректификации. Содержание основного вещества в нем при этом составляет 98,5% 1 Недостатки способа заключаются в многостаднйностн процесса, а также в том, что для его осуществления требуется чистый врдород, для каждой стадии разные катализаторы, слож ное оборудование, что не позволяет реализоват способ в промыншенном масштабе. Известен способ получения мезнтилена путем обработки мезитиленовой фракции, содержащей в сумме не более 3-4% мета- и параэтклтолуолов, катализатором хлористым алюминнем при 78-80°С для разрущения зтилтолуолов с последующим отделением н разложением водой хлоралюминиевого комплекса и нейтрализацией продуктов раствором щелочи. Последующая четкая ректификация нейтрализованной фракции позволяет получить 97,5-98,5%-ный мезитилен. Однако способ не позволяет очистить мезитилен от примесей насыщенных углеводородов, усложняющих процесс ректификации и препятствующих получению высококачественного продукта. Кроме того, технология способа многостадийна и сложна. Процесс связан с необходимостью проведения четкой ректификации дпя получения концентрированной мезитиленовой фракции с ограниченным содержат)ем мета- н Параэтилтолуолов (не более 3-4%). Последующий процесс очистки фракции от этилтолуолов связан с применением хлористого алюминия, что приводит к тяжелым условиям труда, коррозии, аппаратуры и образованию трудноутилизируемых отходов производства. Наиболее близким к предлагаемому по теХ нической сущности и достигаемому результату является способ получения мезитйлена из мезитИ ленсодержащей фракции, включающий вьщеление целевого продукта ректификацией. Мезитиленовую фракцию, содержащую в сумме не более 3-4% мета- и параэтилтолуолов, подверга ют хроматографическому разделению для отделения насьпцершых углеводородов. После этого мезитиленовую фракцию обрабатывают к тализатором - хлористым алюминием, с целью разрушения в ней этилтолуолов. Хлоралюминиевый комплекс отделшот и разлагают, а продукт нейтрализуют и подвергают четкой ректифика ции, которая проходит легко благодаря отсут ствию насыщенных углеводородов, с получением при зтом целевого продукта 99,0-99,5%-но чистоты 2. Однако для повышения качества продукта применен метод газо-жидкостной хроматографии, использование которого для крупнотоннаж ного производства затруднительно.. Цель изобретения - повышение степени чистоты целевого продукта и упрощение технологии процесса. Поставленная цель достигается согласно спо собу полутения мезитйлена из мезителенсодержащей фракции путем термической обработки последней при 650-700° С в течение 1-3 с, с последующей подачей полученной смеси на ректификацию. . Сущность способа состоит в следующем. Исходным сырьем явяяется обычная концентрированная мезитиленовая фракция следующего состава, мас.%: Мезитилен Насыщенные углеводороды 4-8 Мета-и параэтилтолуолы 3-4 Ортоэтилтолуол До 100 Прочие примеси Фракцию указанного состава подвергают тер мической обработке при 650-700°С в реактор заполненном инертной насадкой. Подачу фракции в реактор производят с такой скоростью, чтобы продолжительность термообработки соетавляла примерно 1-3 с. В течение зтого времени достигается практически полное расщепление содержащихся в. мезитиленовой фракции примесей. Термически обработанную фракцию далее подвергают обычной ректификации на 50-ти тарельчатой колонне с отбором головной фракции, содержащей легкокипящие компонеН ты. Непосредственно мезитйлена и остатка представляющего собой смесь высококипящих продуктов, в результате получают мезитилен 99,6-99,8%-ной чистоты с выходом от ресурсов мезитйлена в исходной мезитиленовой фракщш, равным 81-83%. Способ позволяет избирательно воздействовать на содержащиеся во фракции компоненты, используя изх различную термическую устойчивость и скорость разложения ,в результате чего достигается практически полное расщепление примесей (зтилтолуолов и насыщенных углеводородов) при незначительной потере мезитйлена. При расщеплении указанных соединений образуется смесь веществ (толуол, ксилолы и др), температуры кипения которых значительно отличаются от температуры кипения мезитйлена, которые легко отделяются от последнего путем обычной ректификации. Пример. 500 мл мезитиленовой фракции с содержанием, мас.%: Насьпценные углеводороды333Мета-и параэтилтолуолы 4,86 Ортоэтилтолуол3,65 Мезитилен 82,18 Прочих соединений5,98 подвергают термической обработке при . Время пребывания сырья в зоне обработки составляет 3 с. При зтом получено 465 мл фракции следующего состава, мас.%: , Насьпценные углеводороды 0,05 Мета-и параэтиптолуолы 0,07 Ортоэтилтолуол 0,09 Мезипгилен . 77,90 Прочие соединения 21,89 (бензол 0,31, толуол 1,40, ксилолы 11,37, псевдокумол 1,50, гемимеллитол 0,08, тетраметилбензолы 2,08, ищен -Нсумарон 2,16,неидентифекцированные соединения, 2,99%). Полученную фракцгао подвергают ре1ктифйка ции. При ректификации получают, мл: Головная фракция76,8 Мезитилен335,5 Концевая фракция40,9 Потери11,8 Состав головжт фракш1и,%: Насьпценные углеводороды0,21 Бензол1,85 Толуол 836 Ксилолы Мета-и параэтилтопуолы 0,15 Мезитилен 15,46 Неидевтифищфоваяные соеданения 5,39 Состав концевой фракции (остаток в кубе). Мезитилен Оцто- этилтопуол

Псевдокумол.15,76

Гемимеллитол0,89

Тетраметилбензолы23 0

Инден + кумарон2441

Неидентифицированные

соединения12 4

Содержание основного вещества в целевом продукте 99,62%. Выход его от ресурсов мезитилена в исходном сырье - концентрированно фракции составляет 81,4%.

В табл. 1 приведены показатели процесса, шшюстрирующие влияние температуры термической обработки на показатели процесса при термической обработке, равной 3с..

Таким образом, термическая обработка мезитиленовой фракции при 650-700° С дает наилучшие показатели. Снижение температуры обработки приводит к ухудшению качества и уменьшению выхода целевого продукта, повышение теттературы приводит к снижению выхода последнего.

В табл. 2 приведен состав фракций, полученных при различной продолжительности термической обработки.

I .Уменьшение продолжительности термообработки до 0,5. с не позволяет достигнуть достаточно полного расцепления примесей, увеличение свыше ЗД) с приводит к разрушению основного продукта, что влечет за собой сниженне его выхода.

В табл. 3 и 4 приведено сопоставление опера1щй и показателей процесса известного и предлагаемого шособов.

Приведенные в табл. 3 и 4 да1шые свидетельствуют о том, что предлагаемый способ позволяет существеною упростить технологию процесса (5 операций заменить (ишой) и паряцу с этим повысить чистоту мезитилена. Получаемые при ректификафга головная и концевая фракция могут быть использованы как растворители.

«

н s

С

ю

о) Н

.

О

R

:;

П

S

5 Р. и

85 8 gf

88 2 t g

s §§ S g

Я

§.

§.

58

Д . st я 5 ;

r

S I I i

p. s. a s.

- о

I I I I

Й

g

f

о

Термически обработанная при 700°С с продолжиtenbHocTbK) обработки, с

Нейтрализация фракции раствором щелочи

Не требуется

Ректификация фракции с вьщелением товарного продукта - мезитилена

Термическая обработка фракции при температуре 650-7ф°С

Ректификация фракции с вьзделением товарного продукта - мезитилена

Наименование

Содержание основного вещества в полученном продукте, мас.%

Выход мезитилена от ресурсов в исходной концентрированной фракции, %

Отходы производства Формула изобретения Способ получения мезитилена из мезитиленродержащей фракции, включаюпщй выделение целевого продукта ректификадаей, о т л и ч а- 25 fo щ и и с я тем, чго, с целью повышения степени чистоть цедевого продукта и упрощения |Технологии процесса, исходное сырье подвергают термической обработке при 650-700°С в течение

Способы

I Пре Известный1 Предлагаемый

99,6-99,8

81,4 Не имеется -1-3 со последующей подачей полученной смеси на ректификацию. Источники информации, принятые во внимание при экшертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 242863, кп. С 07 С 15/02, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР № 443016, ,ю. С 07 С 15/02, 1974 (прототип).