Способ получения хлорбензолов

 

!

Ж,, 1796610 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 07 С 25/06, 17/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОспАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4917846/04 (22) 15.02.91 (46) 23.02.93. Бюл. ¹ 7 (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт хлорной промышленности с опытным заводом и конструкторским бюро . (72) А.А.Заликин (56) Авторское свидетельство СССР .N- 650985, кл. С 07 С 25!06, 1971.

Изучить возможность селективного получения хлорбензола и п-дихлорбензола. .Отчет НИР, 1987, Гос. per. № 011880020, 896, с. 21-27. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРБЕНЗОЛОВ (57) Использование хлорбензолов в качестве полупродуктов и красителей, пестицидов, консервантов, Продукт — хлорбензольк реагент 1 — бензол и его хлор/производные, реагент 2-хлор. Условия реакции — в ректйфикационной колонне, укрепляющая часть которой заполнена насадкой из гетероген- ного катализатора. Селективность 97-99, .

Изобретение относится к способу пол- вследствие необходимости рециркуляции учения хлорбензолов, преимущественно больших количеств исходных компонентов. мойо- и дихлорбензолов, широко использу- Наиболее близким rio достигаемому. реемых в промышленности полупродуктов и зультату к заявляемому изобретению являкрасителей, пестицидов, консервантов, . ется способ. хлорирования хлорбензола до фармпрепаратов и других областях народ- смеси хлорбензолов на цеолитных катали- Q ного хозяйства. заторах, селективных в отношении образо- Ch вания . и-дихлорбензола. Процесс ©

:Широко известны способы получения проводится полупериодически в широком хлорбензолов хлорированием бензола или интервале температур. 8:этом способе при

et.o хлорпроизаодных хлором в присутствии степени превращения хлорбензола 80 — 90$ гетерогенных катализаторов, например. це- : в реакциОнной массе образуется до 10-15 $ олитов, алюмосиликатов и др. (см. например полихлоридов, что вынуждает вести реальf1)); Существенным недостатком всех этих ный процесс при степенях превращения способов является их недостаточно высокая только 30-5Оф. Это является наиболее суселективность, что приводит к образованию щественным недостатком способа (2), прозаметных количеств трудно утилизируемых . тотип, см, также пример 1). полихлоридов и тем самым предопределяет ." С целью увеличения выхода целевых проведение процесса лишь при невысоких продуктоь предлагается способ получения степенях превращения сырья. Это снижает . хлорбензолов путем хлорирования бензола производйтельность. реакционной аппара- или его хлорйроизводных хлором при повытуры и значительно усложняет технологию шенной температуре в присутствии гетеро1796610 генного катализатора в ректификационной колонне, укрепляющая часть которой заполнена насадкой из гетерогенного катализатора. В качестве катализатора могут быть использованы, например, кольца Рашига, спрессованные из цеолита (или иного гетерогенното катализатора) или смесь керами. ческих колец с гранулированным цеолитным (иным) контактом. Основа катализатора может быть любой пригодной 10 структуры и состава и выбирается в зависимости от конечной цели процесса, в частности, например, от необходимости повышения доли и-изомера при синтезе дихлорбензолов. 15

В зоне катализатора, куда подается газообразный хлор, поддерживается температура на уровне температуры кипения того компонента, монохлорид которого является 20 целевым продуктом способа. Так, при хлорировании бензола до хлорбензола она составляет 80 5 С, бензола или хлорбензола до дихлорбензола — 130 + 5ОС и так далее.

Этим самым в зоне хлорирования четко or- 25 раниченной в колонне. вследствие гетерогенности контакта, за счет ректификационного эффекта. практически исключается наличие субстрата для полихлорирования и доля полихлоридов для раз- 30 личных вариантов не,,превышает в процессе

3-4% при полном превращении исходного производного. Необходимая температура хлорирования в наиболее простом варианте поддерживается путем регулирования ско- 35 рости подачи хлора и степени обогрева куба колонны. Температуру контактной зоны более эффективно можно регулировать путем внешнего или внутреннего теплообмена.

Способ наиболее пригоден для селек- 40 тивного получения моно- и дихлорбензолов.

Он может быть реализован как в периодическом, так и в непрерывном вариантах.

Способ принципиально отличается от прототипа эффективным использованием 45 ректификационного эффекта, что позволяет быстро выводить целевой продукт из зоны последовательной реакции, Существенным отличием является также поддержание в реакционной .зоне темйературы на уровне 50 температуры кипения того производного, монохлорид которого является целевым продуктом способа. Все это приводит к зна. чительному снижени1о степени образования полйхлоридов и повышейию селективности процесса до .97-99% при

100%-ной степени превращения по сравнени р с 85-90%-ной селективностью при.8590;(,-ной степени превращения в прототипе..

Универсальность способа по хлорпроизводным достигается путем только изменения степени теплосьема в реакционной зоне, что невозможно осуществить для непрерывного процесса по прототипу, Пример 1 (известный способ).

Хлорирование проводилось в реакторе с интенсивной внутренней циркуляцией, представляющем собой цилийдрический стеклянный аппарат(диаметром 70 мм и высотой 120 мм) с вмонтированным полым стаканом, в который загружался катализатор и подавался хлор. При этом за счет эффекта зрлифта осуществлялась интенсивная циркуляция реакционной массы через слой катализатора.

В реактор загружают 45 мл катализатора (цеолит NaA, гранулы 3 х 3 мм), 50 мл хлорбензола и хлорируют при 130 С, подавая в реактор хлор со скоростью 3 л/ч.

Хроматографическим анализом реакционной массы показано, что через 2,5 ч хлорирования степень превращения составила

55% при селективности .по смеси дихлорбензолов 98%, а через 3,45 ч — 80% при селективности 91.,5%.

П ример2.

В куб насадочной ректификационной колонны диаметром 30 мм, на высоту 200 мм заполненной стеклянной насадкой и далее на высоту 250 мм гранулами 3 х 3 мм цеолита

NaA, загружают 176,0 г (200 мм).бензола, выводят колонну на режим работы "на себя" и в начало реакционной зоны начинают подавать хлор со скоростью 2-2,5л/ч, поддерживая степенью нагрева куба и термостатирующей рубашки температуру в зоне в пределах 77-82 С. Через 13 ч хлорирования (время определяется эффективностью способа теплосъема в зоне контакта) в кубе колонны получают 250 г реакционной массы; содержащей, мас.7О:

Бе н зол .. 3,36

Хлорбензол 93,32 и-Дихлорбензол 2,12 о-Дихлорбензол 1,00, Степень превращения составляет 94.9%, селективность по хлорбензолу 97;53%.

ПримерЗ, Аналогично примеру 2 при подаче хлора "

5 л/ч и температуре в контактной зоне 130135 С в течение 6 ч хлорируют 250 i хларбензола. Получают 311,5 r реакционной: массы, содержащей, мас.%:

Хлорбензол . 13,13 и-Дихлорбензол . 51,52 о-Дихлорбензол .. 34,97 .: 1;2,4-Трихлорбензол 0,38.

Степень превращения составила 83,45g„ceлективность по дихлорбензолам (выход)

99,65ООс, 1796610

Приведенные примеры убедительно по- цесса за счет возможности его проведения каэывают существенное увеличение выхода . при высоких степенях превращения. продукта, что приводит к упрощению проФормула изобретенйя

Составитель A,Çàëéêèí

Техред ММоргентал Корректор H.} унько

Редактор

Заказ 629 Тираж Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11303S. Москва, Ж-35. Раушская йаб.; 4/б

Производственно-издательский комбинат "Патент". r, Ужгород, ул.Гагарина, 101 .

Способ получения хлорбенэолов путем хлорирования бензола или его хлорпроизводных хлором при повышенной температуре в присутствии гетерогенного катализатора, отл и ча ю щи йс я тем. что, с целью увеличения выхода целевых продуктов, процесс проводят в ректификационной колонне. укрепляющая часть которой заполнена насадкой из гетерогенного катализатора;