Способ очистки нитроароматических соединений

Способ очистки нитроароматических соединений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕИИЯ

Союз Сюеетс0ете»

Социааисмчесын»

Уеавублик (б3) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 22.05. 78 (20 2619549/40-23 с присоединением заявки И9 (53)pA Кп 3

С 07 С 76/06//

С 07 С 79/10

Государстаенный комитет

СССР нв делам изобретений н открытий (23) Приоритет(Щ УДЯ 66.095. .81.07(088.8) Опубликовано 3Ц11„8ц Бюллетень ИУ 44

Дата опубликования описания 0 3. 12. 80

В. И. Митякинский, H. N. Задорожный, С. N. IdeAs, Ю. Н. Гирко, А. A. Бойко, Л. А. Сирица и В. И. Пшеничный (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

А1

r (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ НИТРОАРОМАТИЧЕСКИХ

СОЕДИНЕНИЙ

Изобретение относится к технологии получения нитросоединений, конкретно к очистке кристаллиэующихся нитоосоединений.

Известен целый ряд Способов очистки органических соединений с применением медленной кристаллизации расплава с последующим медленным нагреванием и отбором жидких фракций.

При этом характерной особенностью известных способов является кристаллизация на одной поверхности последовательно слоев высокоплавкого и низкоплавкого компонентов « 11 и (2$.

Так, например, для достижения эфФективного разделения смеси изомеров 4-хлорнитробензола охлаждение ведут по сложному графику, при этом процесс кристаллизации занимает длительное время 30-35 чЯ.

Необходимость подвода теплоты через кристаллический слой высокоплавких компонентов: приводит к значительному увеличению продолжительности операции Фракционного плавления,частичному подплавлению слоя высокоплавких компонентов и нЕизбежным потерям его в процессе выплавления низкоплавких фракций.

Некоторые преимущества позволяет

-йолучить продувка образовавшегося после слива маточникбв межслойного пространства горячим воздухом. При этом плавление осуществляется со стороны низкоплавких компонентов 2 Од-: нако, во-первых эффективность теплопередачи на границе Фаз газ-твердое .тело невелика,а во-вторых, величина температурного градиента ограничена и определяется температурой плавле:ния высокоцлавкого компонента.

Целью изобретения является повышение, эффективности и сокращение продолжительности процесса очистки нитроароматических соединений методом кристаллизации - плавления.

Цель достигается проведением процесса кристаллизации с формированием слоев высоко- и низкоплавких компо26 нентов на различных охлаждающих поверхностях с последующим Фракционным плавлением при подводе тепла непосредственно со стороны слоя выплавляемого компонента.

Такйм образом, необходимым условием для проведения предлагаемого процесса является наличие в рабочем объеме кристаллизатора, как минимум

2-х теплообменных поверхностей, на

3I() одной из которых формируется слой вы-

783299

Сравнительные показатели о

1-нитронафталина (по лабор е выше

0,2 не менее

0,5 сокойлаЪких компонентов, а на другойнизкоплавких, что может быть достигнуто при контакте указанных теплообменных поверхностей с теплоносителя ми, температуры которых изменяются.одновременно по различным графикам..

Способ может быть осуществлен в типовых теплообменниках аппаратах типа "сосуд в сосуде, "труба в трубе", ластинчатых и камерных кристаллиза торах и специально разработанных для данного процесса трубчатых и камерных 19 аппаратах.

Процесс кристаллизации ведут путем охлаждения исходного расплава со скоростью 1-5, предпочтительнее 1-3> град/ч на одной поверхности (слой высокоплавких компонентов) и быстрого ох лаждения другой поверхности до тем:пературы на 10-15ОС ниже температу,ры плавления низкоплавкого компонента или эвтектической смеси,а фракци- 2О

:онное плавление осуществляют нагреванием со скоростью 3-10(предпочтитель" нее 3-5) град/ч со стороны поверхности со слоем низкоплавких компонентов с последующим выделением высокоплавких компонентов известными прие,, мами.

Пример 1. В среднюю секцию трехсекционного пластинчатого кристаллизатора загружают 300 r технического нитронафталина с точкой крис- 3() таллизации 52,20С, содержащего 95,5%

1- и 4,5% 2-изомера,а крайние секции заполняют "холодным" и "теплым"теплоносителями (водой) с температурой соответственно 60О и 55ОC. По оконча- 35 нии загрузки кристаллизатора температуру "холодного," теплоносителя медленно, со скоростью 2-3 град/ч, понижают до 25-28, а температуру "теплого" теплоносителя быстро снижают 4О до 36-40оС и поддерживают ее на этом уровне до окончания операции кристаллизации, продолжающейся 14 ч. При этом со стороны "холодного" теплоно-:,, сителя формируется слой высокоплавких компонентов. После охлаждения и выдержки в течение 1 часа начинают

Фракционное плавление которое осу/ ществляют посредством повышения температуры "теплого" теплоносителя от

35-40вС до 55-56 С в течение 6 часов, 50 поддерживая в это время температуру

"холодного" теплоносителя 25-26оС. очищенного продукта, C

2. Содержание 2-нитронафталина, вес.Ъ

По мере повышения температуры

"теплого",теплоносителя отбирают промежуточные фракции: а) с точкой кристаллизации 4849 С 46,0 г, содержащие 23,93: 2-нит-, ронафталина; б) с точкой кристаллизации 5253 >С 65 0 . ri ° содержащие 4,5% 2-нитро нафталина, фракцию "б"многократно возвращают в процесс.

Далее быстрым нагреванием теплоносителей выплавляют 189 r товарного продукта с точкой кристаллизации

56,0-56,1 С, содержащего 99,8% 1-нитронафталина. Выход очищенного продукта составляет 80,4%.

Пример 2. В среднюю секцию пластинчатого кристаллиэатора загружают 360 r технического расплавленного динитрохлорбенэола с точкой кристаллизации 47,2ОС, содержащего 93,19

2,4-иэомера,и обрабатывают аналогично примеру 1, с той разницей,. что используют теплоносители с начальной и конечной температурой на 5-10 ниО же, чем в примере 1.

Получают 306 г- 2,4-динитрохлорбензола с точкой кристаллизации 49,4 С, соответствующего марке A по ГОСТ 62566, и 54 г эвтектики с точкой кристаллизации 33 . Выход 91,2%.

Пример 3. В трехсекционный кристаллиэатор загружают 325 г расплавленной смеси мононитрохлорбенэо- лов, содержащей 82% 4-хлорнитробензЬла и обрабатывают аналогично примеру 1 с той разницей, что используют теплоносители с начальной температурой на 25-30 выше, чем в примере 1, а конечную температуру "холод--.. ного" теплоносителя понижают, до 1520 С.

Получают 244 r 4-хлорнитробе эола с точкой кристаллизации 82,3 С, содержащего 99,2Ъ основного вещества; выход 91,5%.

Приведенные примеры показывают существенные преимущества предлагаемого способа интенсификации процесса разделения и очистки кристаллизующихся органических веществ. Особенно четко эти преимущества видны иэ приводимой ниже таблицы сравнитель- >. йых показателей очистки технического 1-нитронафталина. чистки технического аторным данным) 783299

Продолжение таблицы

3. Продолжительность процесса,ч 45-48

16-20

27 1

4 Удельная производительнОсть 10,0 кг/м ч

Составитель А. Агевнин

Редактор О. Кузнецова Техред С.Мигунова Корректор Н. швыдкая

Заказ 8470/28 Тираж 495 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д. 4/5

Филиал ППП"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4. Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить эффективность процесса разделения и очистки и сократить продолжительность его преимущественно за счет сокращения продолжительности операции фракционного плавления. Известно,что коэффициент теплопроводности жидких органичес-ких веществ примерно в 2-2,5 раза выше,чем твердых. Поэтому подвод теплоты при фракционном плавлении ло- 4И) гичнее осуществлять со стороны слоя низкоплавких компонентов.При этом помимо сокращения длительности операции плавления в 2-2,5 раза повышается так,же эффективность разделения, так как g5 улучшаются условия массообмена между жидкой и твердой фазами за счет более интенсивной диффузии.

Формула изобретения

1. Способ очистки нитроароматических соединений кристаллизацией расплавленного исходного вещества с образованием слоев высоко- и низкоплавких компонентов и фракционного плавления последних с подводом тепла со стороны слоя низкоплавких компонентов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и сокращенйя продолжителЪности про- . цесса, кристаллизацию высоко- и низкоплавких комйонентов ведут на различных поверхностях, охлаждаемых с разной скоростью.

2. Способ по п.1, о т л и н а юшийся тем, что процесс кристаллизации ведут путем охлаждения исходного расплава со скоростью 1-5 (предпочтительнее 1-3) град/ч на одной поверхности (слой высокоплавких компонентов)и быстрого охлаждения, другой поверхности до температуры на

10-15 С ниже температуры плавления низкоплавкого компонента или эвтектической смеси, а фракционное плавление осуществляют нагреванием со скоростью

3-10 (предпочтительнее 3-5) град/ч со стороны поверхности со слоем низкоплавких компонентов с последующим выделением высокоплавких компонентов известными приемами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Беркман В. Е. Промышленный синтез ароматических нитросоединений.

"Химия", 1964. с. 107.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 326125, кл. С 07 С 76/06, 1969 (прототип). °