Способ очистки ароматических кислот

 

СПОСОБ ОЧИСТКИ АРОМАТИЧЕСКИХ КИСЛОТ в водном растворе при нагревании с последукявей кристгшлйзацией и фильтрованием, о т л и чающийся тем, что, с целью упрощения процесса, водный раствор кислоты обрабатывают озоно-возд яной смесью, содержащей 0,4-16 ммоль озона в 1 л , в присутствии ингибитора, в качестве которого используют бутиловый спирт или циклргексанон , и процесс проводят при молярном соотношении ароматической кислоты и ингибитора 1:

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, 4Р

Cb

©и

Д . (©

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3437753/23-04 (22) 14.05 ° 82 (46) 07.01.84 . Бюл. Р 1 (72) В.А..Якоби, З.И.Ферсюк и Т.А.Дьяченко (71) Рубежанский филиал Ворошиловградского машиностроительного института (53) 547.58.07(088.8) (56) 1. Акцептованная заявка Великобританни 9 1278607, кл. С 07 С 63/02, опублик. 1972.

2. Акцептованная заявка Великобританнн В 1271779, кл. С 07 С 63/26, опублик. 1972.

3. Патент CDlA 9 3255588, кл,.С 07 С 63/06, опублик. 1966.

4. Авторское свидетельство СССР

Р 757516, кл. С 07 С 63/26, 1980.

5. Патент,США У 3236885, кл. С 07 С 63/06, опублик. 1966 (прототип).

„.SU„„1 А МЮ С 07 С 51/42ó С 07 С 63/Обр (54) (57) спОсОБ Очистки АРОмАтических КИСЛот в водном растворе при нагревании с последующей кристаллизацией и фильтрованием, о т л и .ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса, водный раствор кислоты обрабатывают озоно-воздушной смесью., содержащей 0,4-16 ммоль, озона в 1 л смеси, в присутствии ингнбитора, в качестве которого используют бутиловый спирт или циклогексанон, и процесс проводят при молярном соотнощейии ароматической кислоты и ингибитора 1:(0,5-1) и температуре 80-90 С.

1065401

Изобретение относится к органической химии, конкретно к способам очистки бенэойной или пиромеллитово или натриевой соли, бензолсульфокислоты, и может быть использовано в химической промышленности.

Указанные кислоты широко применяются в органическом синтезе при получении красителей, душистых веществ, полимерных материалов, используются в фармацевтической и пищевой промышленностях, поэтому к степени очистки этих веществ предъявляются высокие требования.

Известны способы очистки ароматических кислот, заключающиеся в их перегонке (1 ) или в перекристаллиэации их иэ водных растворов, содержащих фенолы (2, или, в экстракции их иэ водных растворов (33.

Недостатками укаэанных способов является проведение очистки при повышенной температуре, а также Нспользование сложного, дорогого оборудования.

Известен также способ очистки терефталевой кислоты, заключающийся

la обработке водного или водно-уксус ного раствора терефталевой кислоты кисЛородом воздуха в присутствии бромистоводородной кислоты при

200-300 С и давлении 40-90 атм с последующей кристаллизацией и фильтрацией (4 1 °

Недостатком данного способа является использование высоких давлений и температур.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению являетая способ очистки пиромеллитовой кислоты, заклю.чающийся в том, что водный раствор кислоты обрабатывают активированным углем при 200-317 С и давлении, необходимом для поддержания воды в жидкой фазе (17 атм и более) в присутствии тиосульфата и бисульфита натрия с последующей кристаллизацией и фильтрацией (5 ).

Недостатком известного способа является проведение процесса при

"высоких температуре и давлении.

Целью изобретения является упрощение процесса очистки ароматических карбоновых кислот.

Поставленная цель достигается тем, что согласно предлагаемому способу очистки пиромеллитовой или бензойной или натриевой соли бензолсульфокислоты, водный раствор ароматической кислоты обрабатывают озоно-воздушной смесью, содержащей 0,4-16 ммс ль озона в 1 л смеси, в присутствии ингибитора, в качестве которого используют бутиловый спирт или циклогексанон, при молярном соотношении ароматической карбонсвой кислоты и ингибитора

Ik(0,5-1), и процесс проводят при

80-90 С. Целевой продукт выделяют

0 и путем кристаллизации и фильтрации.

Применение предлагаемого спосо5 ба позволяет вести очистку при атмосферном давлении и низкой температуре.

Ароматические кислоты, вступая в реакцию с озоном, подвергаются раз1() рушению. Применение ингибиторов по

0 эволяет предотвратить процесс деструктивного окисления очищаемого ароматического соединения. При очистке ароматических кислот озоном в присутствии ингибиторов происходит

15 селективное окисление органических примесей., Такие примеси, как бензальдегид, и -карбоксибензальдегид, и-толуиловая кислота доокисляются, превращаясь в.целевой продукт, а бензохинон, 1,4-нафтохинон, фенол, непредельные алифатические продукты и некоторые другие примеси, реагируя с озоном, разрушаются.

При озонировании ароматических кислот целесообразно нрименять 0,51 моль ингибитора на 1 моль очищаемой кислоты. Присутствие ингибитора в количестве менее 0,5 моль иа 1 моль кислоты приводит к частичному разрушению целевого продукта, а сле довательно, к снижению выхода. Использование ингибитора в количестве более 1 моль на 1 моль кислоты нецелесообразно, так как ие приводит к пЬвышению выхода.

35 Процесс очистки ведут при 80о

90 С. В этих условиях растворимость ароматических кислот достаточно высока, что способствует повышению съема целевого продукта с единицы

40 объема.

Дальнейшее повышение температуры нежелательно, поскольку наблюдается разложение озона.

Очистку ароматических кислот про45 в водной среде, после чего следует стадия выделения целевого продукта, заключающаяся в проведении кристаллизации с последующей фильтрацией. Маточник, полученный при фильтрации, пОдлежит мнОГОкратнОму использованию.

Пример 1. В стеклянный реактор барботажного типа с распылителем озоно-воздушной смеси, в качестве которого служит шоттовская пластинка М 2, при 80 С загружают 100 мл водного раствора, содержащего 4 г (32,8 ммоль) 99,3%-ной технической бензойной кислоты. Затем в реактор загружают 1,2 г (16,4 ммоль) нормаль60 ного бутилового спирта и в течение 3 мин через раствор пропускают оэоно-воздушную смесь с концентра- цией озона 0,8 ммоль/л. Далее проводят кристаллизацию путем охлаждения до 20-25 С с последующей фильтра1065401 цией. Выход составляет 3,4 г или 85% на загруженный продукт ° Содержание основного вещества 99,9%.Т.пл.122,4ОС

Загружено

Условия проведения

Получено

Пример

Ароматическая кислота

К-во озона ммоль

Ингибитор

%-ное содерж. (T. пл. С) Время мин

Выход

% (г) Кол- Ъ-ное

Тип во, содер, . моль жение

КолТип . во, .Моль

2. Бензой- 32,8 99.,3 Цикло- 23 0,6 ная гексанон

82 99,9 (3,3) (122,4) 80: 3

32,8 99 3 н-бути- 16,4 0,4 ловый спирт

90 3 87,5 99,9 (3,5) (122,4) 26 95 - - 26 2.10 83 99,8 (5,5) (272,9) 4.

Пиромелитовая кислота

93 н-бути- 158 16 ловый спирт

Натрие- 316 вая соль бенэолсульфокислоты

5.

60 82 99 8 (46, 6) продукт соответствует требованиям

ГОСТа. Использование озоносодержа4О щего газа позволяет значительно интенсифицировать процесс.

Кроме того, по сравнению с адсорбционным методом очистки предло45 женный способ позволяет: увеличить выход целевого продукта за счет исключения потерь, имеющих место при адсорбции; повысить качество очистки путем

50 HcII0JIb3oBBHHII эффективного окислителя; исключить образование шлама и сточных вод.

Составитель М.Кулиш

Редактор В.Данко Техред О.Неце Коррекгор А.Ильин

Заказ 10994/27 Тираж 416 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

Пример 6. В маточникЕ, полу-. ченном после фильтрации очищенной бенэойной кислоты, по примеру 1 растворяют 3,4 r бенэойной кислоты, затем.в течение 3 мин при 80ОС пропускают озоно-воздушную смесь. Далее выделение ведут в условиях примера 1. Получают 3,3 r бензойной кислоты с содержанием 99,9%. Выход бенэойной кислоты повышается до 98%.

Предложенный способ по сравнению с известными позволяет проводить процесс в более мягких условиях, т.е. при ЭМ)-90аО против 200-317оС и атмосферном давлении против 1720 атм, при этом полученный целевой. tI p и м е р ы 2-5. Проводят аналогично примеру 1. Параметры приведены в таблице.