Способ выделения бензотиофена и нафталина

 

О ™ Н, И Е

ИЗОБРЕТЕ и ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 13.04.72 (21) 1774360 23-4 с присоединением заявки 1794064/23-4 (32) Приоритет

Опубликовано 15.11.1974. Бюллетень М 6

Дата опубликования описания 1.07.1974 (51) М. Кл. С 07d 63/18

Гасударственный комитет

Саеета Министрое СССР по делам изооретений и открытий (53) УДК 547.735.07 (088.8) (72) Авторы изобретения М. И. Зарецкий, В. Г. Подоляк, H. Ф. Кононов, С. 3. Тайц, В. Б. Коган, В. А. Иващенко, Д. П. Дубровская и И. В. Усышкина (71) Заявитель

Институт органической химии им. И. Д. Зелинского (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ БЕНЗОТИОФЕНА И НАФТАЛИНА

Изобретение относится к области получения бензотиофена и нафталина, а именно к способу выделения бензотиофена и нафталина из технических смесей, выделяемых из нафталиновых фракций коксохимического производства. Указанные соединения находят применение в качестве сырья для синтеза красителей, физиологически активных веществ, полимеров и т.д.

Известен способ выделения бензотиофена из технического нафталина, содержащего 3—

5% бензотиофена, методом кристаллизации из ксилола с выходом до 60 /0. Но этим способом невозможно получение нафталина, освобожденного от бензотиофена. Применение этого способа сопровождается значительными потерями целевого продукта. Способ требует применения большого количества операций, что усложняет процесс.

С целью повышения выхода целевых продуктов и упрощения процесса описывают новый способ выделения бензотиофена и нафталина из технических смесей, заключающийся в том, что техническую смесь подвергают многоступенчатой противоточной экстракции системой из полярного и неполярного растворителей. В качестве полярного растворителя применяют алифатические гликоли, их простые эфиры, эфиры или амиды карбоновых кислот, алифатические амины или оксиамины, пирролидон или сульфолан, диметилсульфоксид или тиодиглнколь или смеси этих веществ друг с другом или с водой, и в качестве неполярного растворителя применяют парафи5 новые углеводороды фракции С6 — С Q и процесс ведут при 20 — 90 С.

Коэффициенты относительного распределения компонентов системы бензотиофен — нафталин в присутствии системы из полярного и

10 неполярного растворителя, взятых в соотношении 1: 1 составляют при 20 С р=1,5 — 1,9 при однократной экстракции. Объемное соотношение — нафталиновая фракция: полярный растворитель равно 1: 9 — 10.

15 При экстракции с эффективностью четыре теоретические ступени (Т. С.) содержание бензотиофена в нафталине снижается с 4 до

1,5%. В экстракте содержание бензотпофена повышается до 15 — 18%. В рафинате, т. е. в

20 растворе неполярного растворителя, содержание нафталина псвышается с 85 до 99,1%.

Повторная обработка указанным способом экстракта, содержащего повышенное количество бензотиофена, приводит в конце к по25 лучению экстракта, содержащего не менее

98% бензотиофена.

С целью повышения выхода целевых продуктов способ можно осуществлять в две стадии. На первой стадии используют только

30 полярный растворитель, содержащий до 5% воды. При этом соотношение по объему нафталиновая фракция; растворитель равно 1: 3.

Процесс осуществляют при 80 С. При этой температуре для системы нафталин — бензотиофен р равно 1,45 — 1,5 при однократной экстракции, а для системы метилнафталин— бензотиофен 2 — 2,5. Объемное соотношение экстракт: рафинат составляет 6: 1. Рафинат в этих условиях обогащается нафталином и метилнафталином, а экстракт — бензотиофеном. Для окончательного разделения смеси, содержащей бензотиофен и нафталин, последгпою подвергают далее противоточной экстракции системой из двух растворителей при комнатной температуре. Целевые продукты из растворов выделяют далее известными методами. Общие потери продуктов не превышают 3 — 5% от исходного количества.

Пример 1. На противоточном роторном экстракторе эффективностью 10 теоретических ступеней (T.Ñ.) подвергают экстракции нафталиновую фракцию коксохимического производства состава: нафталин 85 вес.%, бензотиофен 3,5 вес.%, остальное — 1- и 2-метил — нафталины (по данным ГЖХ) . Эту фракцию в виде 10%-ного раствора в октане подают в нижнюю часть колонки, в верхнюю часть подают диэтиленгликоль. Соотношение октанадиэтиленгликоль равно 1: 1 (по объему). Процесс противоточной экстракции осуществляют в непрерывном режиме при 20 С и при атмосферном давлении. С верха колонны отбирают рафинат, содержащий нафталин и метилнафталины в растворе октана. Выделенный известным способом из октана нафталин имеет следующий состав, вес. %: нафталин 99,1, бензотиофен 0,8, метилнафталины

0,1, и имеет температуру кристаллизации

79,6 — 79,8 С, что соответствует ГОСТУ 1610670 на коксохимический нафталин. Из экстракта, который отбирают из нижней части колонки, извлекают известным методом смесь, содержащую бензотиофен (20 вес.%) и нафталин, Этот концентрат при дальнейшей обработке этим же методом доводят до получения чистого бензотиофена, что из примера 2. Потери продуктов не превышают 3%.

П р и мер 2. На том же роторном экстракторе разделяют противоточной экстракцией фракцию оттеков прессования коксохимического нафталина состава: бензотиофен 7 вес.%, нафталин 30 вес.%, остальное — метилнафталины (по данным ГЖХ-анализа). Исходную смесь подают также в виде 10%-ного раствора в октане. В верхнюю часть колонки подают диэтиленгликоль, в нижнюю — исходный раствор при соотношении 1: 1. С верха экстрактора отбирают рафинат, обогащенный нафталином и метилнафталинами, а из нижней части — экстракт, обогащенный бензотиофеном. Выделенная из рафината нафталиновая фракция имеет следующий состав, вес.%: нафталин 95,4, бензотиофен 4, метилнафталины 0,6. Из экстракта выделяют смесь бензотиофена (60 вес.%) и нафталина, Этот кон55

Предмет изобретения

1. Способ выделения бензотиофена и нафталина из технических смесей, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью повышения выхода целевых продуктов и упрощения процесса, техническую смесь подвергают многоступенчатой противоточной экстракции системой из полярного и неполярного растворителей с последующим выделением целевого продукта.

2. Способ по п. 1, отличаю щи и ся тем, что в качестве полярного растворителя применяют алифатические гликоли, их простые центрат бензотиофена подвергают последующей экстракции. В результате получают чистый бензотиофен состава: бензотиофен 98%, нафталин 2% (по данным ГУКХ). Общие по5 терн продуктов не выше 3%.

Пример 3. На противоточной насадочной колонне эффективностью 20 Т.С., снабженной греющей рубашкой, подвергают экстракции нафталиновую фракцию коксохимического про10 изводства, которая имеет следующий состав, вес.%: нафталин 85, бензотиофен 3,5, 1- и 2метилнафталины 11,5 (по данным Г КХ). Эту фракцию, нагретую до 80 С, подают в нижнюю часть колонны, а в верхнюю часть по15 дают 5%-ный водный раствор диэтиленгликоля. Соотношение исходная смесь: растворитель составляет 1: 3 по объему. Процесс противоточной экстракции осуществляют при

80 С и атмосферном давлении. С верха колон20 пы отбирают рафинат, обогащенный метилнафталинами. Последние извлекаются из рафината известным методом. Из экстракта выделяют смесь нафталина и бензотиофена (содержание последнего 5 вес.%). Эту фракцию

25 подвергают дальнейшей экстракции по примеру 1. В результате получают бензотиофен

98% -ной чистоты и очищенный нафталин, соответствующий ГОСТУ 16106-70. Потери продуктов не превышают 3% от исходного коли50 чества, П р и мер 4. Аналогично примеру 3 подвергают экстракции фракцию оттеков прессования коксохимического нафталина, которая имеет следующий состав: бензотиофен

55 7 вес.%, нафталин 30 вес.%, остальное — метилнафталины (по данным ГЖХ). Эту фракцию, нагрету ю до 80 С, подают в нижнюю часть насадочной колонны, а сверху в колонну вводят 5%-ный водный раствор диэтилеи40 гликоля. Соотношение исходная смесь: растворитель равно 1: 3 (по объему). С верха колонны отбирают рафинат, содержащий преимущественно метилнафталины. Последние выделяют из рафината известным методом, 45 Из экстракта известным способом извлекают смесь нафталина и бензотиофена (содержание последнего 10 вес.% ), которую затем подвергают дальнейшей экстракции по примеру 1.

В конечном счете выделяют чистый бензотио50 фен (98 вес.%) и очищенный нафталин, соответствующий ГОСТУ. Потери продуктов не превышают 3 — 5% от исходного количества.

415262

Составите д ь А. Платош кин

Техред Т. Ускова

Корректор Л. Царькова

Редактор Л. Новожилова

Заказ 1358/9 Изд. № 1262 Тираж 506 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открь|тий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2 эфиры, эфиры пли амиды карбоновых кислот, алифагические амины или оксиамины, пирролидон или сульфолан, диметилсульфоксид или тиодигликоль или смеси этих веществ друг с другом и, и с водой, и в канесгвс неполярного растворите,,я::рименя1от парафиновые углеводороды фракции Св — C» и процесс ведут при 20 — 90 С.