Способ выделения пирена

Способ выделения пирена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социаяистическнк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.(22) Заявлено 10. 03 ° 81(21) 3256750/23-04 (51) М. Nll.

С 07 С 15/38

С 07 С 7/152 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубли(соваио 230982. Бюллетень №35 (53) УДК 547.б81 (088.8) Дата опубликования описания 23.09 ° 82 (72) Авторы изобретения

В.К.Кондратов, Г.М.Карпин и Л.Г.Андрейков

Восточный научно-исследовательский углехи й. институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ.ПИРЕНА

Изобретение относится к разделению многоядерных ароматических соединений.

Пирен является исходным продуктом для получения 1,4,5 н 8-нафталинтетракарбоновой кислоты и пиренхинонов, которые используются для синтеза кубовых и дисперсных красителей, а также термостабильных полимеров специального назначения. .Пирен содержится в основном в высококипящих Фракциях каменноугольной смолы вместе с такими углеводо" родами как флуорантен, хризен, браэан. Пиреновые фракции получают ректификацией пековых дистиллатов или отгонов пековой смолы. Для выделения пирена из технических смесей используют его способность образовывать комплексы с акцепторами электронной плотности.

Известен способ выделения пирена комплексообразованием с пиромелли= товым диангидридом. Искусственную смесь, содержащую 75% пирена сплавляют с пиромеллитовым диангидридом, образовавшуюся массу охлаждают, измельчают и обрабатывают метилэтилкетоном. Комплекс, нерастворившийся в метилэтилкетоне, отфильтро-. вывают и разлагают водой при на° гревании, Получен 95%-й пирен с выходом до 75%. Аналогично из

80%-й пиреновой Фракции получен

90%-й пирен (1).

Известный способ выделения пирена имеет ряд недостатков ° Процесс комплексообразования в расплаве про" водится при высоких температурах, что способствует осмолению комплек- . са и окрашиванию получаемого целево« го продукта.

При комплексообразовании в расп« лаве образуется монолит комплекса, который необходимо раздробить, что требует введения дополнительной стадии в технологический цикл и усложняет схему производства.

При повышенных температурах имеет место осмоление комплексообразователя — пиромеллитового диаигидрида, в результате чего он теряется и реге* нерировать. реагент более чем на 50% не представляется возможным.

Известен способ выделения пирена комплексообразованием с треххлористой сурьмой SbC8 . Согласно этому, способу 80%-ю пиреновую фракцию и

ЯЬСЮЗ растворяют в хлороформе. Полученные растворы нагревают и смеши9б0153 вают при молъном отношении SbCPy ..пи- рея 2:1, затем охлаждают. Образовавшийся твердый комплекс пирена с ЯЬСВз отфильтровывают, промывают растворителем и сушат. Комплекс разлагают насыщенным водным раствором NaCtq прк нагреванкк. Получен пирен 97,4Ъ-й степени чистоты с выходом 70% f2).

Недостаток способа выделения пирена с помощью SbCfy заключается в высоком расходе реагента (на 1 моль выделяемого пирена расходуется 2 моля SbCEq ), в легкости гидролиза

SbCO что усложняет технологи-. ческую схему процесса. Кроме этого, треххлористая сурьма является токсичным реагеьтом..

F

Наиболее близким к предлагаемому является способ выделения.пирена комплексообраэованием с 3,5-динитробенэойной кислотой в жидкой или в твердой фазах. В качестве среды для комплексообраэования в жидкой фазе используют бенэол, толуол, ксилолы и др.Для обработки комйлекса в твердофазном процессе также используют бенэол и метилбенэолы. При жидкофазном процессе пирено вую фракцию смешивают в растворителе с 3,5-динитробенэойной кислотой при нагревании, раствор охлаждают, твердый комплекс отфильтровывают, промывают растворителем, водным раствором аммиака, водой, после чего. кипятят в воде. Аммиачная соль ЗЬ переходит в водную фазу, а пирен, оставшийся в твердой фазе, отделяют от растворителя. Иэ фильтрата отгоняют растворитель и возвращают в цикл. Остаток,(смесь углеводо- 40 родов и их комплексов) обрабатывают водным раствором аммиака к кипятят в воде °

При комплексообразовании в твердой фазе пиреновую фракцию смешивают 45 в порошок с 3,5-динитробензойной кис-" лотой. Порошкообразную смесь нагре вают до 100-120ОС и выдерживают при этой температуре до образования кома. лекса, затем охлаждают до 20 С и обрабатывают растворителем. Нерастворившийся твердый комплекс отфильтровывают и промывают растворителем. Разложение комплекса проводят по методике, описанной выше.

Получают 95,8-97,5%-й пирен с Виходом до 71,9% от количества во фракции.

3,5-Динитробензойную кислоту регенерируют иэ водных растворов аммиачной соли 3,5-динитробенэойной кис- ® лоты путем обработки соляной кислотой. Эта кислота плохо растворима в воде и практически нацело вы--„: падает в осадок, который отфильтровывают и сушат. Степень регенерации 65

3,5-динитробенэойной кислоты - 9899% |3j.

Недостаток известного способа заключается в сложности регенера-. ции 3,5-динитробензойной кислоты, связанной с использованием больших объемов соляной кислоты, что усложняет технологическую схему процесса и способствует коррозии аппаратуры.

Целью изобретения является упрощение технологии процесса получения;. пкрена.

Поставленная цель достигается тем„ что согласно способу, выделение пирена иэ пиренсодержащкх Фракций производят путем обработки последних комплексообраэователем - м-нитро- ,бензойной кислотой при нагревании путем смешения суспензий исход.ного сырья и:м-нитробензойной кислоты в растворителе — ароматическом г углеводороде бензольного ряда с последующим. отделением осадка комплекса, промывкой его растворителем и разложением.

Комплексообраэование в суспензии, по сравнению с комплексообразованием в растворе, позволяет сократить объемы перерабатываемщх растворов к энергетические затраты на растворение компонентов.

Согласно способу смешквают суспензии пиреновой Фракции к м"нктробенэойной кислоты в растворителе прк нагревании. Полученную смесь охлаждают, твердый комплекс пирена с ккслотой.отфильтровывают, промывают растворктелем, после чего обрабатывают водой при кипячении.

Растворимая в воде кислота, получаемая при разложении комплекса, пере-. ходит в водную фазу, а пирея, оставшийся в виде осадка, отделяют от растворителя. Из фильтрата отгоняют растворитель и возвращают в цикл.

Остаток .(смесь углеводородов и их комплексов) обрабатывают водой при нагревании как указано выше. м-Нитробензойную кислоту регенеряруют кэ водных растворов при кх охлаждении до 1.5-20 С. м-Нитробен,зойная кислота плохо растворима в холодной воде и выпадает в осадок, который отфильтровывают, сушат и.возвращают на стадию комплексообразованкя.

Пример 1. 100 r 75%-ro пирена обрабатывают 50 мл бензола прк перемешивании. Полученную массу фильтруют и промывают чистым растворителем.

80 г мытого .бенэолом 85%-го пкрена загружают в металлическкй реактор к обрабатывают 250 мл бенэола .. при нагревании до 50 С.К полученной суспензки добавляет суспензию м-нкт-.

960153

Формула изобретения

Составитель Т.Раевская

Техреду М.Тенер Корректор Ю. Макаренко

Редактор Г.ус

Заказ 7137/26 Тираж 445 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная 4 робензойной кислоты в бензоле, которая имеет температуру 50 С (56,3 г м-нитробензойной кислоты s 100 мл бенэола, мольное отношение м-нитробензойная кислота/пирен = 1:1) ..Смесь перемешивают 30 мин при 50 С, охлаж дают до 15 С и выдерживают при этой температуре в течение 20 мин. Образовавшийся осадок комплекса отфильтровывают от жидкой фазы, добавляют

3000 мл води и кипятят. Комплекс м-нитробензойная кислота — пирен разлагается, м-нитробензойная кислота переходит в водный раствор,,а пирен, нерастворимый в воде, отфильтровают от растворителля при . 1

85 С, промывают горячей водой и о сушат при 100 С.

Получено 45,7 г -98,5%-го пирена с выходом 60% от содержания в исходной пкреновой фракции. Из бенэоль- 20 ного фильтрата отгоняют растворитель, к остатку добавляют 1500 мл води и кипятят. Иэ водных растворов охлаждением до 15 С выделяют 54,5 r м-ннтробензойной кислоты..Степень 25 регенерации м-нитробенэойной кислоты — 97 %.

Пример 2. 100 г 753-ro пирева обрабатывают 300 мл толуола « о при перемешивании и нагревании до

804С. К полученной суспензии добавляют суспенэию м-нитробензойной кислоты в толуоле (62 г м-нитро бензойной кислоты в 115 мл толуола, мольное отношение пирея/м-нктробенэойная кислота = 1/1). Смесь перемешивают при 80оС в течение . 30 мин, охлаждают до 15-20 С и выдерживают при этой температуре в течение 20 мин. Образовавшийся оса40 док комплекса отфильтровывают от жидкой фазы, добавляют 3000 мл воды и разлагают при кипячении. Получено

46,5 r 95%-го пирена с выходом в исходной фракции. Из водного фильтрата регенерировано 58,5 r м-нитробензойной кислоты.

М-нитробенэойная кислота растворима в воде, ее комплексы с пиреном разлагаются водой, а реагент регенерируется иэ водных растворов беэ использования соляной кислоты.

Это позволяет устранить стадию обработки реагента соляной кислотой коррозию аппаратуры, упростить технологическую схему, сократить потери реагента и снизить себестоимость получаемого пирена.

Способ выделения пирена иэ пирен. содержащих фракций путем обработки последних комплексообразователемпроиэводным бенэойной кислоты при нагревании в среде растворителя— ароматического углеводорода бензольного ряда с последующим отделением осадка ко дуплекса, промывкой его растворителем и разложением, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса, в качестве производного бенэойной кислоты используют м нитробензойную кислоту и комплексообраэование проводят путем смешения суспензии исходного сырья и м-нитробенэойной.кйслоти в растворителе.

Источники-информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 416336, кл .С 07 С 7/152, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР.

9 480688, кл. С 07 С 7/152, 1973, 3. Авторское свидетельство СССР

Р 615052, кл. С 07 С 7/152, 1978 (прототип).