Способ получения мезитилена

О П И С АНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТ 03 фСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 280377 (21) 2467205/23-04с присоединением заявки Йо(51)М. К . С 07 С 5/22 С 07 С 15/08 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) ЗаявИтЕЛь институт химии уральского научного центра Ан СССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЗИТИЛЕНА 10 15 20 25 30 Настоящее изобретение относится к области нефтехимии, а именно: к способу получения мезитилена (13,5-триметилбензола), который используется в производстве поли;. эфиров, алкидных смол, антиоксй.дантов, красителей, витамина Е. Известны различные способы получения мезитилена из смеси триметилбензолон 1. Одним из основЙых способов является способ сульФирования смеси ароматических углеводородов С 9 с последующим фракционным гидролиэом сульфокислот.При сульфиронанни фракции ароматических углеводородов С , содержащих 60 мезитилена, 1,5 объемами 93-ной серной кислоты при 55- 60 С были получены сульфокислоты, которые затем подвергали фракционному гидролизу. В результате гидро- лиза при 700-100 С получали мезитилен чистотой 96 с ныходом около 50 от его потенциального содержания в сырье.Наиболее близким по технической сути к описыяаемдму изобретению является способ получения мезитилена путем пзомернзации триметилбензолов н присутствии хлористого алюминия 2Через интенсивно перемешиваемую :месь 86 г псевдокумола и 212 г безводного АВСО барботируют хлорисзтый водород при 20 до насыщения (около 2 ч) . Затем массу нагревают цо 50-60 С и перемешивают еще 4 ч, продолжай барботировать ереэ нее хлористый водород. Раствор отделяют от АВС 1.декантацией, гидролиэуют и получают смесь углеводородов следующего состава, :Ьензол 0,1Толуол 1,0Ксилол 4,9Меэитилен 84,3ПсевдокумолИндан 0,4Изодурол 8,5После проведения укаэанной реакции ароматические угленодороды оказываются связаными в прочный комплекс с хлористым алюминием, С целью извлечения полученного мезитилена катализаторный комплекс разлагают водой.Способ включает обязательное применение эквимолярного количества хлористого алюминия по отношению к триметилбензолам, так как при меньшем количестве катализатора получается менее чистый мезитилен.При разложении водой комплекса полиметилбензолов с хлористым алюминием последний обводняется и становит ся каталитически малоактивным. В ре - зультате значительное количество хлористого алюминия направляется в отходы. Это приводит к высокому расходу катализатора на единицу получаемого продукта - мехитилена,что являет ся основным недостатком известного способа. Кроме того, в данном способе образуется много вредных сточных вод.Целью изобретения является снижение расхода хлористого алюминия и ликвидация вредных сточных вод.Поставленная цель достигается описываемым способом получения ме,зитилена путем изомеризации триметилбензолов в присутствии хлористого алюминия с получением реакционной массы, которую последовательно обрабатывают тетраметилбензолами и гексаном с получением экстракта, содержащего целевой продукт, и рафината; подачей рафината на трансалкилирование ксилолов с последующим экстракционным выделением целевого продукта гексаном и подачей остатка на трансалкилирование или на регенерацию хлористого алюминия.Отличительными признаками способа является последовательная обработка реакционной массы с получением экстракта, содержащего целевой продукт, и рафината, подачей рафината, на трансалкилирование ксилолов с последующим экстракционным выделением целевого продукта гексаном и подачей остатка на трансалкилирование или на регенерацию хлористого алюминия.Технология способа состоит в следующем, Трансалкилирование ксилолапроводят при температуре 60-100 С ипри молярном соотношении ксилола ихлористого алюминия 0,3 : 1. При- чем, чтобы избежать накоплениясмолы в системй, 4/5 вес. ч.комплекса тетраметилбензолов с хлористым алюминием используют в реакции трансалкилирования, а 1/5 вес.чьдля регенерации хлористого алюминия.Многократное (6-7 раз) использование комплекса тетраметилбензоловс хлористым алюминием позволяетуменьшить расход катализатора МС 3в расчете на 1 кг получаемого мезитилена по сравнению с известнымметодом в 2,5 раза и ликвидироватьвредные сточные воды.Процесс может быть оформлен в виде непрерывной технологической схемы с рециркуляцией потоков. В качест ве сырья могут быть использованысмеси триметилбензолов любого изо 60 НС 1 9,2 г). Затем в течение 30 мин из реактора отгоняют гексан отгоноку прекращают при 90 С и присоединяют обратный холодильник. Реактор помещают в масляную баню и прн температуре 100 С реакционную смесь перемемерного состава. Изомерный составиходных тетраметилбевзолов можетбыть произвольный,Смесь триметилбензолов, хлористый алюминий и хлористый водородпоступают в узел изомеризации. Реакционная смесь далее поступает в узелэкстракции. Туда же подается смесьтетраметилбензолов и гексан. Послеизвлечения мезитилена комплекс поступает в узел трансалкилирования, куда одновременно подается технический ксилол. После проведения реак.ции трансалкилирования реакционнаясмесь поступает в узел экстракции.После извлечения метизилена,чтобы избежать накопления смолы всистеме,1/5 вес. ч. комплекса подают в узел регенерации хлористогоалюминия, .а 4/5 вес. ч. комплекса.возвращают в узел трансалкилирования.Для повышения частоты мезитилена (т. е. содержания его в триметилбензолах) перед введением тетраметилбензолов в реакционную смесьможно проводить дополнительнуюочистку реакционной смеси гексаномот псевдокумола и других ароматических углеводорьдов, не связанныхв комплексе с хлористым алюминием.П р и м е р 1. В стеклянный реак 30 тор, снабженный мешалкой, обратнымхолодильником и барботером, помещают 72,0 г смеси триметилбензолов(изомерный состав может быть произ:вольным) и 80,0 г хлористого алюми 35 ния, через смесь пропускают сильныйток хлористого водорода в течение30 мин. до растворения хлористогоалюминия. Затем прекращают подачуКСВ, реактор помещают в масляную40 баню и выдерживают при температуре60 С и перемешивании в течение 4 чдля проведения реакции изомеризациитриметилбензолов.В конце опыта 50 мл реакционноймассы помещают в делительную воронку,добавляют эквимолярное по отношению к триметилбензолам комплексаколичество смеси тетраметилбензолов (13,7 г или 15 мл) и после 10 минутного вэбалтывания,экстрагируютмезитилен 3-6 раз гексаном порциями по 50 мл. Время перемешиванияи отстаивайия при экстракции 5 и15 мин соответственно.Затем снова в реактор помещают14,1 г технического ксилола и 110,1 гнижнего слоя после экстракции (состав последнего - тетраметилбензолы идругие ароматические углеводороды41,7 г, хлористый алюминий 59,2 г,Реакционная смесь . реакционная смесь гексановый экстракт 1,7 4,3 0,6 0,9 ТолуолКсилолыТриметилбенэолыТетраметилбенэолыПентаметилбензол 14,5 35,7 17,0 5,8 7,6 42,6 48,3 73,5 46,0 32,7 43,8 14,8 0,3 1,0 0,2 шивают в течение 5 ч, для проведения трансалкилирования.Последующую обработку реакционной массы смесью тетраметилбенэолов и гексаном проводят так же, как при изомеризации триметилбензолов. Ниж ний слой, полученный после экстракции и содержащий тетраметилбензол, используют для повторного (6-7 раз) проведения реакции трансалкилирования или для отгонки хлористого алюми ния.Отгонку хлористого алюминия из комплекса осуществляют путем нагрева нижнего слоя в колбе до прекращения выделения МС 6.Состав смеси продуктов, получаеь )5 мых при иэомеризации и трансалкили" ровании, приведен в табл. 1, При экстракции получены триметилбенэолы с выходом 36-48 от, взятых ароматических углеводородов. Содержание мезитилена в указанных триметилбензолах 71-75 несколько ниже по сравнению с триметилбензолами исходной реакционной смеси (73-83). Степень извлечения мезитилена иэ реакцион ной смеси при экстракции 60-80. удельный расход хлористого алюминия составляет 0,5 кг на 1 кг меэитилена, или приблизительно в 2,5 раза меньше, чем при полном разло женин комплекса водой. П р и м е р 2. Пример отличается тем, что перед введением тетраметилбензолов в реакционную масу про водят дополнительную очистку реакционной смеси гексаном, в результате чего повышается содержание мезитилена в триметилбенэолах. С этой целью в делительную воронку помешают 50 мл комплекса, полученного при изомеризации или трансалкилировании, приливают 50 мл гексана и взбалтывают в течение 5 мин. После 15-минутного отстаивания разделяют, верхний и нижний слои. В нижний сЛой, содержащий мезитилен, добавляют 15 млсмеси тетраметилбензолон и дальнейшую обработку комплекса проводят так же, как в примере 1. Сос"тав смеси продуктов, получаемых прииэомеризации и трансалкилированииприведен в табл. 2.Выход триметилбенэолов при экстракции составляет 35-47 в расчете навзятые ароматические углеводороды.В отличие от примера 1 содержание мезитилена в извлеченныхтриметилбенэолах 64-79 нескольковыше или равно содержанию мезитиле"на в триметилбензолах исходной реакционной смеси (62-79),Таким образом, предварительнаяочистка реакционной массы гексаном(при этом извлекаются не связанные вкомплекс с хлористым алюминием,главным образом ксилолы, псевдокумолтолуол) позволяет повьиаать чистотуизвлеченного меэитилена пб сравнению с исходной реакционной массойили поддерживать ее на том же уровне, Степень извлечения мезитилена изреакционной смеси при экстракции64-78. Удельный расход хлористогоалюминия 0,5 кг на 1 кг извлеченного меэитилена, или в 2,5 раза меньше, чем при разложении комплексаводой.Предложенный способ получениямезитилена позволяет испольэоватьдоступные исходные вещества (технический ксилол, смесь тетраметилбензолов, триметилбензолы любогоизомерного состава), многократноиспольэовать катализатор для получения мезитилена, снижает потери хлористого алюминия, исключает образование сточных вод. Прииспользовании предложенного способаполучения меэитилена расход катализатора ьС на 1 кг извлеченногомезитилена уменьшается в 2,5 раза.,8 бстато Содержание мезитилена в триметилбензолах 71 3 75 Табл 2,Толуо 14,9 силолы 46,5 26,3 5,3,7 9,13,2 0 2 9,Мезитилен в триметилбензолах 9,612 3,5 Пример ормула изобретения Спрсоб получения мезитилена путем изомеризации триметилбензолов присутствии хлористого алюминия с получением Реакционной массы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтьо, с целью снижения расхода хлористого алюминия и ликвидации вредных сточных вод, реакционную массу псследовательно обрабатывают тетра метилбензолами и гексаном с получением экстракта, содержащего цеСоставитЕль О. ИвановВиног а ова Техр С,Мигай Ко рект Пап Редакт тираж 513 ственного комитета обретений и открыт -35, Ра ская наб. Заказ ПодписноеСР 148/24 НИИПИ Госудапо делам и 35 Москва 13 г. Ужгород, ул. Проектная, 4 илиал ППП Патен ТриметилбензолыТетраметилбензолы ПентаметилбензолОстаток левой продукт, и рафината, подачейрафината на трансалкилирование ксилолов с последующим экстракционнымвыделением целевого продукта гексаном и подачей остатка на трансалкилирование или на регенерациюхлористого алюминия.Источники информации,принятые во внимание при экспертиз1. Авторское свидетельство СССРР 325823., кл. С 07 С 3/04, 1973.2, Патент США Р 3374257,кл. 260-44, опублик1963 (прототи