Способ получения -толуолсульфокислоты

ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПА 1 ЕН 1 У 11,6565 О 7 СОЮЗ СОВЕтСкиХ Социалистических РеспубликОпубликовано 050479 5 о летеньиЯ 05,04.7 ликования они ат Иностранцы ски, Станис и, АльбинМихал Стели(ПНР) ранное пред ньжкей Сыньвторыобретения ы Васил Нагрод лав Лучын, Ян оцик, Эдвард вак мяк ИносИнстытут Ц иятиезы органичнэ аявитель Вляховня(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ П-ТОЛУОЛСУЛЬФОКИСЛ Изобретение отнополучения п-толуолсторая находит приместве красителей, поных веществ и лаковИзвестен способсульфокислоты, эаклчто толуол подвергас 96-ной серной киратуре 106-120 С ской воды. Выход цел сится к спос ульфокислоты нение в прои верхностно-а м о серноитуре,.ние каод- иво и получения ючающийся ют взаимод слотой пр аэеотропн евого про-толуолтом, йствию темпеотгон - кта -Иении Зу, яют на одну с после- продукта прн та НЫХ КОМ 1 ственно ь моногидслоты в гн" ти кристала являколичес кте, об Известен также способ получения п-толуолсульфокислоты, заключающийся в том, что пары толуола подвергают взаимодействию с 92-ной серной кислотой при температуре 115-120 С, затем продукты сульфирования подают в верхнюю часть второго реактора, а пары толуола - в нижнюю часть реактора при температуре 160-180 С. Выход целевого продукта - 91. Целевой продукт содержит 80-85 п-толуолсульфокислоты, 4-7 о- и м-изомеров, 0,1 сульфона, 4-5 серной кислотыи 2-3 воды (2).Недостатком этого способется наличие значительного тва примесей в целевом проду разующихся за счет окисления кислотой при высокой темпера Цель изобретения - повыше чества целевого продукта. 5 Для этого предлагается способ лучения и-толуолсульфокислоты пу сульфирования паров толуола серно кислотой при нагревании, заключа 1 щийся в том, что серную кислоту в дят в реактор в виде тонкого слоя стекающего вниз, при молярном соо ношении кислоты к толуолу 1:10-60 толуольный раствор, содержащий це вой продукт, концентрируют и сме 1 5 вают с водой при весовом соотнош кислоты к воде 1:0,2-3, водную фа содержащую целевой продукт, отдел и экстрагируют толуолом, взятым в количестве 0,25 - 1,5 части 0 весовую часть водной фазы,дующим выделением целевого из водного экстракта.Выход целевого продукт ком способе 96-98.Низкое содержание цвет нентов позволяет непосред гранулировать или получат рат пара - толуолсульфою де чешуек беэ необходимослизации, что позволяет вести процесс непрерывно.Полученный продукт является белым, сыпучим, а его кристаллы являются компактными и не содержат органического растворителя. Водный и спиртовый раствор в широком диапазоне концентрации является прозрачным и бесцветным.П р и м е р 1, Сульфирование проводят в стеклянной колонке с рубашкой для обогрева, заполненной до высоты 2,3 м фарфоровыми кольцами размером 10 х 10 х 2 мм, под насадку вводят пары толуола в количестве 34,3 моля в час, на верхнюю часть насадки вводят 0,59 моля в час 100-ной серной кислоты, Па входе в колоннуо поддерживают температуру 110 С, а наО рубашке колонны 150 С. С нижней части колонны отбирают 40-ный толуольный раствор п-толуолсульфокислоты. Кон версия серной кислоты - 98. Полученный раствор направляют в реактор, где отгоняют толуол до содержания 10, Затем концентрированный раствор смешивают с водой в весовом соотно шенин раствора к воде 1:3, а после отделения толуола водный раствор п-толуолсульфокислоты экстрагируют толуолом в весовом соотношении раствора к толуолу 1:0,25 для удаления 30 сульфонов при температуре 15 С. После разделения фаз водный раствор кислоты концентрируют в реакторе с мешалкой при температуре 130 С, в этих условиях отбирают воду с остатками толуола, полученный раствор содержит около 20 вес.Ъ воды и его направляют в выпарной аппарат с гравитационным стеканием пленки жидкости поверхностью 5 м в струе возг духа.Из выпарного аппарата отбирают расплавленные сульфокислоты с содержанием 4 вес.Ъ воды, которые гранулируют. Избыток толуола отбирают с водой и вместе с раствором кислоты 45 и толуолом со стадии экстракции возвращают в процесс сульфирования.П р и м е р 2. Процесс ведут в условиях примера 1, 93-ную серную кислоту добавляют в количестве . 50 0,51 моля в час. Температуру в колонне поддерживают в пределах 110- 120 С. После отгонки толуола, добавления воды, экстракции сульфонов толуолом и концентрирования до 20 концентрированный раствор п-толуолсульфокислоты подвергают кристаллизации путем медленного охлаждения до температуры 20 С, после чего центрифугированием отделяют кристаллы моногидрата.Полученный моногидрат п-толуолсульфокислоты содержит небольшие количества о- и м-изомеров, не содержат нерастворимых в воде примесей и этанола. Фильтрат содержит 65 60 - 68 сульфокислот, ,5 серной кислоты и воду, Часть фильтрата воз вращают в процесс концентрирования с целью увеличения количества моногидрата и-толуолсульфокислоты в процессе кристаллизации.П р и м е р 3. Сулъфирование проводят в стеклянной колонне, заполненной до высоты 9 м фарфоровыми кольцами размером 15 х 15 х 2,5 мм. Снизу колонны вводят пары толуола в количестве 6,52 киломоля в час, а на верхнюю часть колонны вводят 0,32 киломоля 100 серной кислоты в час.Снизу отбирают толуольный растворп-толуолсульфокислоты, с верхней части колонны отводят пары толуола сводой. В колонне поддерживают температуру 150 С. Конверсия серной кислоты - 98. Полученный 40-ный толуольный раствор направляют в реактор, гдеотгоняют толуол до содержания 7, Затем концентрированный раствор смешивают с водой в отношении 1:0,2, апосле отделения толуола слой водногораствора и-толуолсульфокислоты экстрагируют толуолом в весовом соотношении раствора к толуолу 1:1,5 для удаления сульфонов при температуре80 С, Водный раствор кислоты послеразделения слоев концентрируют в реакторе при температуре 130 С и затем при пониженном давлении при температуре 150 С, Полученный растворсодержит около 15 вес,Ъ воды, егонаправляют в выпарной аппарат с гравитационным стеканием пленки жидкосгти поверхностью 5 м в струе воздуха,Из выпарного аппарата отбираютрасплавленные сульфокислоты с содержанием 5 вес.Ъ воды, которые подвергались гранулированию,П р и м е р 4. Процесс проводятв условиях примера 3. 93-ную сернуюкислоту подают на верхнюю часть колонны в количестве 0,28 киломоля вчас, После отгонки толуола, промывания водой, экстракции сульфонов иконцентрирования до содержания около20 воды концентрированный водныйраствор и-толуолсульфокислоты подвергали кристаллизации медленным охлаждением до 20 С. Полученный моногидрат п-толуолсульфокислоты содержит небольшие количества о- и м-изомеров, не содержит нерастворимых вводе примесей и этанола.П р и м е р 5. Сульфирование проводят в эмалированной колонке с нагреваемыми тарелками поверхностью50 м, снизу колонны вводят пары тоглуола, сверху колонны вводят 100-нуюсерную кислоту в количестве 0,38 киломоля в час. Снизу колонны отбираюттолуольный раствор п-толуолсульфокислоты, сверху колонны отбирают пары толуола с водой, Конверсия серной кислоты - 98. Полученный раст0 нор п-толуолсульфокислоты, содержащий до 40 Ъ толуола, направляют в реактор, где отгоняют толуол до содержания около 5 Ъ, Затем концентрированный раствор смешинают с водой в весовом соотношении 1:3, а после отделения толуола водный раствор и-тэлуолсульфокислоты экстрагируют толуолом в весовом соотношении раствора к толуолу 1:0,25 для удаления сульфонов при температуре 15 С, после разделения фаз водный раствор ,концентрируют в реакторе с мешалкой при температуре 130 С, в этих условиях отгоняется вода с остатками толуола, после чего при понижен ном давлении концентрируют растворы при 150 С. Полученный раствор, содержащий около 20 вес.Ъ воды, направляют в выпарной аппарат с гравитационным стенанием пленки жидкости поверхностью 5 м в струе воздуха.2 Из выпарного аппарата отбирают расплавленные сульфокислоты с содержанием 5 вес.Ъ воды, которые подвергают гранулированию,Формула изобретения Способ получения п-толуол ульфокислоты путем сульфнрования паровтолуола серной кислотой при нагревании, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения качестна целевого продукта, серную кислоту вводят в реактор н виде тонкого слоя,стекающего вниз, при молярном соотношении кислоты к толуолу 1:10-60,толуольный раствор, содержащий целевой продукт, концентрируют и смешивают с водой при весовом соотношении кислоты к воде 1;0,2-3, воднуюфазу, содержащую целевой продукт, отделяют и экстрагируют толуолом, взятым в количестве 0,25-1,5 части наодну весовую часть водной фаэыр споследующим выделением целевого продукта из водного экстракта,Источники информации р при ня 1 не новнимание при экспертизе1. Патент Великобритании Р 967874кл. С 2 С, 1964.2, Авторское свидетельстьо СССРР 371212, С 07 С 143/28, 1973.Составитель Т. ЛевашоваТехоед З. Фанта КощекторТираж 512 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035 Москва ЖРа .ская наб, д. 45 Редактор Е. Братчикова Заказ 1581/52 ь Р"Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 И. Ковальчук