Способ выделения бензотиофена
Патент 529169
Авторы
Способ выделения бензотиофена
Иллюстрации
Реферат
О П И С А Н-И Е
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.02.75 (21) 2108346/04 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.09.76. Бюллетень № 35 (45) Дата опубликования описания14.04.77
Союз Советских
Социалистических
Республик (11) 529169 (51) М. Кл.еС 07 D 333/54//
//А01 N 9/12
Государственный комитет
Совета Министров СССР оа делам изобретений и открытий (53) УДК 547.732.07 (088.8) (72) Авторы изобретения
M. И. Зарецкий, С. 3. Тайц, Н. Ф. Кононов, В. Б. Голуб, А. А. Мирошниченко, В. Г. Подоляк, И. В. Усышкина и Д. П. Дубровская (71) Заявитель
Институт органической химии им. Н. Д. Зелинского (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ БЕНЗОТИОФЕНА
Изобретение относится к переработке нафталиновой фракпии коксохимического производства и нефтяных фракций, содержащих оензотиофен.
Бензотиофен в последнее время приобретает все большее значение в качестве сырья для синтеза 5 полезных в народном хозяйстве продуктов. Так на основе бензотиофена синтезированы некоторые стимуляторы роста растений, присадки к полимерам и т.д.
Переработку фракций коксохимического нафталина для вьщеления чистого бензотиофена методом обычной ректификации практически осуществить очень сложно, так как температуры кипения бензотиофена и нафталина различаются всего на 3 С при атмосферном давлении. 15
Известно несколько способов выделения бензотиофена из технических смесей с нафталином с использованием физико — химических методов разделения: перекристаллизацией из растворителей, жидкостной экстракцией, азеотропной ректифика- 20 цией. Однако при перекристаллизации выход продукта невысок (60 o) и достаточно сложна технология процесса. Метод комплексообразования с солями ртути технологически еще более сложен, особенно на стадии извлечения бензотиофена из 25 комплекса, связан со значительными затратами реактивов, а выход продукта невысок (66%), кроме того,, образуются токсичные отходы. Метод жидкостной экстракции основан на применении двух взаимно несмешивающихся растворителей.
Этот метод позволяет сравнительно легко получать очищенный нафталин из нафталинов ой фракции коксохимического производства наряду с концентратами бензотиофена. При осуществлении этого метода все же трудно извлекать продукты из растворителя.
Известный метод азеотропной ректификации основан на использовании в качестве азеотропообразователя этиленгликоля (температура кипения азеотропа этиленгликоля с нафталином равна
183,6 С/760 мм рт.ст., содержание этиленгликоля в азеотропной смеси 46%) . Процесс проводят при атмосферном давлении или под вакуумом (остаточное давление не ниже 75 мм рт.ст.) с использованием ректификационной колонны эффективностью до
40т.т. при флегмовом числе R = 20 (под вакуумом соответственно 20т.т. и R = 6). В качестве исходной смеси применяют нефтяную фракцию, содержащую
79,6% нафталина, 17,2% бензотиофена и 3,6% алкилнафталинов. Соотношение этиленгликоль: исход529169 ля, так как взаимная растворимость этих соединений при повышенной температуре довольно велика. Кроме@ того, процесс азеотропной ректификации с этиленгликолем очень энергоемок, вследствие чего необходимо испарять значительное количество этого соединения.
Цель изобретения — разработка такого способа И выделения бензотиофена из технических смесей,. который позволил бы получить чистый продукт с высоким выходом и был бытехнологически прост.
Поставленная цель достигается путем применения экстрактивной ректификации с использованием Ж в качестве селективного растворителя лактамов, например пирролидона — 2, или органических сульфонов, например сульфолана, а также производных амидов фосфорной кислоты, например гексаметилфосфортриамида (гексаметапола), или смеси этих веществ, В присутствии этих растворителей относительная летучесть (»» ) в системе нафталин— бензотиофен весьма существенно возрастает и при концентрации растворителя .90 мол.% и 85 — 90 С о составляет 1,6 в отсутствие растворителя
»» 1,12.
Предлагаемый способ выделения бензотиофена заключается в том, что техническую смесь бензотиофена с нафталином подвергают экстрактивной ректификации под вакуумом с использованием в качестве селективного растворителя лактамов, например пирролидона — 2, или органических сульфонов, например сульфолана, а также гексаметапола
В результате этого процесса получают смесь бензотиофена с растворителем, из которой затем методом обычной ректификации на колонке эффективностью 5 — 10 т.т. лод вакуумом или при атмосферном давлении (или другим известным методом, например перегонкой с водяным паром) выделяют бензотиофен чистотой 98 — 99%, причем степень извлечения бензотиофена от теоретически возможной составляет не менее 90%.
Пример 1. На насадочной колонке диаметром 20 мл и эффективностью 20 т.т. (определено при полном орошении) подвергают экстрактивной ректификации под вакуумом фракцию оттеков прессования коксохимического нафталина следующего состава, %: бензотиофен 7, нафталин 30, метилнафталины — остальное (по данным ГЖХ) . Исходную смесь непрерывно вводят в среднюю часть колонки в количестве 20 мл/час. Сверху в колонку подают селективный растворитель (гексаметапол)
ЦНИИПИ Заказ 5328/75 Тираж 575 Подписное
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Формула изобретения ная смесь 5:1 — 10:1. Азеотропную смесь этиленгликоля с нафталином отбирают в интервале 182—
184 С, а азеотропную смесь с бензотиофеном — при
185 — 195оС. Степень извлечения бензотиофена от теоретически возможной составляет 84%, а чистота
90%. Для этого метода характерны трудность получения продукта высокой степени чистоты, а также сложность отделения бензотиофена от этиленглико4 в количестве 250 ви/час. Остаточное давление в кубе составляет 50 мм рт.ст., и в верхней части колонки — около 10 мм рт.ст. Температура верхней части колонки 85 — 87 С, а куба около 150 С.
Флегмовое число в процессе разделения не превышает 6. В качестве дистиллята в количестве 10 мл/час непрерывно отбирают очищенный нафталин, содержащий менее 0,5% бензотиофена. Из куба колонки непреРывно отбирают смесь гексаметапола, бензотиофена, нафталина и метилнафталинов в количестве 260 мл/час. Из этой смеси обычной ректификацией на колонке эффективностью 10 т.т. выделяют концентрат бензотиофена следующего состава %: бензотиофен 32 нафталин 68 (по данным ГЖХ) Полученный концентрат подвергают последующей экстрактивной ректификации с тем же селективным растворителем, В результате получают чистый бензотиофен состава, %: бензотиофен 98,5, нафталин 1,5 (по данным ГЖХ). При этом потери бензотиофена не превышают 2,0%.
Н р и м е р 2. На той же колонке с использованием в качестве селективного растворителя сульфолана подвергают экстрактивной ректификации исходную смесь (концентрат бензотиофена) следующего состава,%: бензотиофен 32, .нафталин 68 (по данным ГЖХ). Подача исходных веществ и растворителя, а также вакуум такие же, как в примере 1.
Температура верхней части колонны около 90 С, а куба 180 С. Флегмовое число равно 5. В качестве о дистиллята получают нафталин чистотой 96%, из которого затем при обработке известным методом выделяют очищенный нафталин. Из куба отбираю1 смесь сульфолана с бензотиофеном. Последний отделяют от растворителя методом обычной ректификации под вакуумом на колонке эффективностью
5 тт Чистота полученного продукта не менее 98 < (по данным ГЖХ). Потери бензотиофена не превы. шают 2,0%.
Способ выделения бензотиофена из технических смесей с нафталином путем ректификации под вакуумом в присутствии селективного растворителя, о тл и чающий сятем,что,сцелью повышения выхода и чистоты продукта, а также упрощения технологии процесса, смесь бензотиофена с нафталином подвергают экстрактивной ректификации с использованием в качестве селективного растворителя лактамов, например пирролидона — 2, или органических сульфонов, например сульфолана, или производных амидов фосфорной кислоты, например гексаметапола, или смеси этих веществ.