Способ выделения метаксилола из смеси ксилолов

1%ЯЯйтентно-те . Ческаэоэбиблиотека МБ,О П И С А Н И Е 269805ИЗОБРЕТЕНИЯ Союэ Советских Социалистических РеспубликК ПАТЕНТУ Зависимый от патентал. 12 о, 1/06ЪПК С 07 с аявлено 24.ЧИ 1,1967 ( 1182675/23-4) Приоритет 01.1 Х.1966 ( 57774(бб, Япония Опубликовано 17.Ч.1970. Бюллетень15 Иомитет по дала иэобретений и открытий при Совете Министров СССР4.53,2 (088.8 ата опуоликования описания 28 Ч 11,1970 Авторыизобретения Иностранцы Тамоцу Уено, Такаси Накано и Казуо Окамото(Япония) Иностранная фирма Джапэн Гэз-Кемикал Ко, Инк3 аявител ПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ МЕ Изобретение относится к способу выделенияметаксилола и параксилола (каждого отдельно) из смеси ксилолов.Известен способ выделения метаксилола изсмеси ксилолов путем обработки исходнойсмеси фтористым водородом и фтористым бором, получившийся при этом комплекс разлагают при нагревании.Чтобы выделить из смеси ксилолов параксилол высокой степени чистоты, предлагаетсяисходную смесь, обработанную фтористым водородом, фтористым бором, обрабатывать соединением, способным к образованию эвтектических кристаллов с параксилолом, при температуре от 0 до - 60 С. Полученную реакционную смесь разделяют известными приемами,В качестве соединения, способного к образованию эвтектических кристаллов с параксилолом, предлагается использовать четыреххлористый углерод, четырехбоомистый углерод,бромоформ, дибромдихлорметан, трехбромистую или треххлористую сурьму.фтор истый водород берут в количестве5 - 20 моль, фтористый бор в количестве0,5 - 2 моль на 1 моль метаксилола, содержащегося в смеси ксилолов, а соединение, образующее эвтектические кристаллы с параксилолом, берут в количестве 0,5 - 1,5 моль на1 моль параксилола, содержащегося в смесиксилолов. ИЛОЛА ИЗ СМЕСИ КСИЛОЛОВ 2Когда в одном сосуде производят экстракцию метаксилола из смеси ксилолов с применением фтористого водорода и фтористого бора и одновременное выделение параксилола из смеси ксплолов в виде эвтектических кристаллов используя четыреххлорпстый или четырехбромистый углерод, вся система разделяется на три фазы. Первая из них (снизу) твердая фаза эвтектического кристалла состо ит из параксилола и соединения, образующегоэвтектические кристаллы. Вторая фаза, жидкая, содержит фтористый водород, фтористый бор и метаксилол, а третья углеводородная жидкая фаза содержит ксилольный рафинат 5 и соединение, образующее эвтектические кристаллы. Разделение на фазы происходит в результаге разности их удельных весов. При добавлении к смеси ксилолов соединения, образующего эвтектические кристаллы, и фтористого бора при перемешивании и поддержании температуры системы на определенном уровне ксилолы, состоящие главным образом из метаксилола, образуют комплексное со единение с фтористым водородом и фтористымбором. Это соединение растворяется во фтористом водороде. В результате этого концентрация метаксилола в ксилольной фазе уменьшается, а потому уменьшается и относительная концентрация других изомеров.10 15 20 25 30 35 40 Эвтектические кристаллы состоящие из параксилола и соединения, образующего эвтектические кристаллы, начинают выпадать в осадок по мере увеличения концентрации параксилола и выделяются из системы, образуя твердую фазу, При спокойном состоянии системы эвтектические кристаллы, имеющие относительно большой удельный вес, оседают и образуют нижний слой. Над слоем эвтектических кристаллов образуется промежуточный слой, состоящий из фтористоводородного экстракта, выше которого располагается верхний слой, состоящий из рафината. В таком случае эвтектические кристаллы падают вниз через фазу фтористого водорода и накапливаются под этой фазой, удерживая в своей массе маточный раствор. Удельный вес этого маточного раствора можно уменьшить по сравнению с удельным весом фазы фгористого водорода, выбирая соответствующий состав рафината и температуры, В результате маточный раствор, состоящий из ксилольного рафината вещества, образующего эвтектические кристаллы, поднимается вверх через фазу фтористого водорода и объединяется с рафинатом. Фтористоводородная фаза действует как среда, через которую просачивается маточный раствор из эвтектических кристаллов. Предлагаемый способ осуществляют при температуре от 0 до - бОС, предпочтительно от - 10 до - 40 С. Фтористый водород желательно применять в количестве от 5 до 20 моль на 1 моль метаксилола, содержащегося в смеси ксилола, в то время как фтористый бор добавляют в количестве от 0,5 до 2,0 моль на 1 моль метаксилола, содержащегося в смеси ксилолов, Соединение, образующее эвтектические кристаллы, применяют в количестве от 0,5 до 1,5 моль на 1 моль параксилола, содержащегося в исходной смеси. При осуществлении предлагаемого спосооа можно не только одновременно в одном аппарате выделить метаксилол и параксилол (порознь) из смеси ксилолов, чо также повысить избирательность процесса экстракции. Система, в которой одновременно существуют три фазы в равновесном состоянии, дает возмокность создавать концентрацию параксилола в рафинате (маточный раствор), значительно более низкую, чем во второй системе, состоящей из двух фаз, так как концентрацию параксилола в первой системе можно регулировать, пользуясь равновесием твердое вещество - жидкость или растворимостью при данной температуре. Поэтому в фтористоводородном экстракте содержится только небольшое количество параксилола. В данной трехфазной системе концентрация параксилола в маточном растворе зависит от растворимости кристаллов при данной темпе 45 50 55 60 65 ратуре и поэтому она значительно меньше, чем концентрация параксилола в маточном растворе, которая зависит от равновесия экстракции жидкость - жидкость, при известном способе экстракции,Параксилол можно выделять из смеси ксилолов при температуре примерно на 20 С выше, чем температура обычного процесса низкотемпературной кристаллизации, но в таком же количестве и при таких же выходах и концентрации, как достижимые при второй системе. Это объясняется тем, что параксилол в рафинате сконцентрирован в результате экстракции метаксилола. Таким образом, изобретенный способ имеет значительное преимущество перед известным,По предлагаемому способу получают эвтектические кристаллы значительно более чистые, без создания градиента концентрации в слое кристаллов, обусловленного действием фтористоводородной экстракционной фазы как среды. При обычном способе кристаллизации при низкой температуре на первой стадии фильтрования с помощью центробежного сепаратора получа 1 от кристаллы параксилола примерчо 80%-ной степени чистоты, а по предла 1 а. емому способу получаются эвтектические кристаллы параксилола тоже 80%-ной степени чистоты (в пересчете на ксилол), но без применения центробежного сепаратора в результате действия фтористоводородной фазы в качестве среды. Описываемый способ дает возможность сразу на одной стадии выделять метоксилол и па. раксилол (порознь) . Из смеси, оставшейся гюсле выделения метаксилола и параксилола, легко можно выделить этилбензол или ортоксилол при обычной перегонке. Пример 1. 29,8 г четыреххлористого уг. лерода, 100 г смеси ксилолов и 100 г фтористого водорода загружают в сосуд Кэл-мэйд емкостью 400 мл, оборудованный рубашкой для охлаждения и комбинированным скребком с мешалкой. Через эту смесь пропускают при перемешиваьии и температуре - 45 С струю фтористого бора в количестве 31 г, Затем смесь выдерживают в спокойном состоянии, в результате чего она разделяется на три фазы (снизу): кристаллическую, фазу экстракта и фазу рафината (маточный раствор), Температуру системы медленно повышают до - 42 С в течение примерно 10 мин при легком перемешивании, а затем через дно сосуда удаляют последовательно кристаллическую фазу, фазу экстракта и фазу рафината. Результаты анализа каждой из фаз приведены в табл, 1,1,15 пературе, равной - 70 С. Результаты приведеныы в табл. 2. Для контроля разделение производят обычным методом кристаллизации при низкой темТаблица 2 Исходный продукт Маточный раствор Кристаллы Соединение вес. % вес. % вес. % 82,8 100 17,2 Всего 100 100 100 П р и м ер 2. В сосуд, описанный в приме- фтористого оора, поддерживая температуруре 1, загружают 48,5 г четырехбромистого уг- - 35 С. Результаты анализа трех полученныхлерода, 100 г смеси ксилолов и 50 г фтористо фаз показаны в табл, 3.го водорода. Через эту смесь пропускают 17 г Таблица 3 Исходный продуктРафинат Соединение вес. % вес, % вес. % вес. % 100 ВсегоЧетыреххлористый углерод 100 100 13,3 10041,5 34,57,0 100 52,5 41,51,01ВсегоУдельный вес 54,8 2,05 1,12 Лля контроля э)страгируют только метак- фторпстого водорода и 31 г фтористого бора.силол при температуре 0 С, применяя 100 г 65 Полученные результаты даны в табл. 4,Этилбензол Ортоксилол Метаксилол Параксилол Этилбеизол Ортоксилол Метаксилол Параксилол Этилбеизол Ороксилол Метаксилол Параксилол 10,5 19,6 48,7 21,2 21,7 17,5 41,3 19,5 10,5 19,6 48,7 21,2 10,5 19,6 48,7 21,2 21,7 17,5 41,3 19,5 7,1 8,8 1,8 82,3 10,5 19,6 48,7 21,2 7,5 6,0 1,5 85,0 1,2 1,5 0,3 14,0 2,3 4,1 12,2 81,4 1,0 0,8 0,2 11,3 34,9 36,6 9,5 19,0 0,4 0,7 2,1 14,0 54,5 21,2 8,7 15,6 8,1 8,5 2,2 4,4 12,2 22,8 56,3 8,7 18,8 7,3 3,0 5,4 2,0 16,1 77,2 4,7 10,1 18,9 46,6 7,3 3,6 13,0 73,0 5,4 1,2 9,6 46,2 2,8 1,9 9,4 38,1 2,8Исходный продукт. Рафинат Соединение вес. % вес, % вес, % 10,5 19,6 48,7 21,2 26,2 20,4 11,9 41,5 7,7 6,0 3,5 12,2 10,5 19,6 48,7 21,2 4,0 19,3 64,0 12,7 Этилбензол Ортоксилол Метаксилол Параксилол 2,8 13,6 45,2 9,0 100 100 29,4 70,6 Всего 100 100 Предмет изобретения Составитель М. Золотарева Редактор С Лазарева Техред 3. Н. Тараненко Корректор С. А. КузовенковаЗаказ 2080/19 Тираж 480 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 1. Спосоо выделения метаксилола из смеси ксилолов путем обработки исходной смеси фтористым водородом и фтористым бором, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности выделения и параксилола вы:окой чистоты, обработанную фтористым водородом и фтористым бором смесь подвергают взаимодействию с соединением, способным к образованию эвтектических кристаллов с параксилолом, при температуре от 0 до - 60 С, полученную при этом реакционную массу подвергают разделению известными приемами.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве соединения, способного к образованию эвтектических кристаллов с параксилолом, берут четыреххлористый углерод, или четырехбромистый углерод, или бромоформ, или дибромдихлорметан, или трехбромистую сурь му, или треххлористую сурьму. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличтощийся тем,что фтористый водород берут в количестве 5 - 20 моль, фтористый бор в количестве 25 0,5 - 2 моль на 1 моль метаксилола, содержащегося в смеси ксилолов, а соединение, образующее эвтектические кристаллы с параксилолом, берут в количестве 0,5 - 1,5 моль на 1 моль параксилола, содержащегося в смеси 30 ксилолов,