Способ получения мезитилена

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социапистическии

Республик

< 977445 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаЯвлено 14.04.80 (21) 2931961/23 — 04 с присоединением заявки № (28) Приоритет (5I)M. Кл.

С 07 С 4/12

С 07 С 15/02 аооудвротаеииый комитет

СССР

llo делам изабретеиий н открытия

Опубликовано 30.11.82. Бюллетень № 44 (53) УЙ К 547.535. .033 (088.8) Дата опубликования описания 30.11.82 (72) Авторы . изобретения

В.Е.Привалов, Н.П.Гапотченко, В.И.Шустиков, Л.Я.Коляндр, А.Я.Курохта и Ю.В.Коробчанский

Украинский научно — исследовательский утлехимиче институт (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЗИТИЛЕНА

Изобретение относится к технике получения мезитилена из мезитиленсодержащего сырья и может найти применение в коксохимической, нефтехимической, сланцевой и химической промышленности.

Известен способ получения мезитилена из меэитиленовой фракции путем ректификации ее с получением узкой фракции, выкипающей в пределах 158 — 170 С, гидрообессериванием последней и гидрированием в присутствии катализатора. Полученные при этом гидропроизводные подвергают разделению ректификацией и последующему дегидрированию фракции стериоизомеров 1,3,5 — триметилциклогексана.

Мезитилен из дегидрогенизата выделяют путем четкой ректификацни. Содержание основного вещества в нем при этом составляет 98,5%(1).

Недостатки способа заключаются в многостадийности процесса, а также в том, что для . 20 его осуществления требуется чистый водород, для каждой стадии разные катализаторы, сложное оборудование. что не позволяет реализовать способ в промышленном масштабе.

Известен способ получения мезитилена путем обработки мезитиленовой фракции, содержащей в сумме не более 3 — 4% мета- и параэтилтолуолов, катализатором хлористым алюминием при 78 — 80 С для разрушения этилтолуолов с последующим отделением и разложением водой хлоралюминиевого комплекса и нейтрализацией продуктов раствором щелочи. Последующая четкая ректифнкация нейтрализованной фракции позволяет получить 97,5 — 98,5%-ный мезитилен.

Однако способ не позволяет очистить меэитилен от примесей насьлценных углеводородов, усложняющих процесс ректификации и препятствующих получению высококачественного продукта. Кроме того, технология способа многостадийна и сложна. Процесс связан с необходимостью проведения четкой ректификации для получения концентрированной мезитиленовой фракции с ограниченным содержащем мета- и параэтилтолуолов (не более 3-4Я . Последующий процесс очистки фракции от этилтолуолов связан с применением хлористого алюминия, что приводит к тяжелым условиям труда.

3 977445 коррозии, аппаратуры и образованию трудноутилизируемых отходов производства.

22,46

0,34

Наиболее близким к предлагаемому по тех

1нической сущности и достигаемому результату является способ получения мезитилена из мезити ленсодержащей фракции, включающий выделение целевого продукта ректификацией. Мезитиленовую фракцию, содержащую в сумме не более 3 — 4% мета- и паразтилтолуолов, подверга- 111 ют хроматографическому разделению для отделения насьпценных углеводородов. После этого мезитиленовую фракцию обрабатывают ка. тализатором — хлористым алюминием, с целью разрушения в ней этилтолуолов. Хлоралюминиевый комплекс отделяют и разлагают, а продукт нейтрализуют и подвергают четкой ректифика.ции, которая проходит легко благодаря отсут ствию насыщенных углеводородов, с получением при этом целевого продукта 99,0 — 99,5%-ной 20 чистоты (2).

Однако для повышения качества продукта применен метод газо-жидкостной хроматографии, использование которого для крупнотоннажного производства затруднительно.

Цель изобретения — повышение степени чистоты целевого продукта и упрощение технологии процесса.

Поставленная цель достигается согласно способу: получения мезитилена из мезителенсодержащей фракции путем термической обработки последней при 650 —.700 С в течение. 1 — 3 с, с последующей подачей полученной смеси на ректификацию.

Сущность способа состоит в следующем.

3S

Исходным сырьем является обычная концентрированная мезитиленовая фракция следующего состава, мас.%:

Мезитилен 75 — 88

Насыщенные

3 — 4 ° углеводороды

Мета-и параэтилтолуолы 4 — 8

Ортоэтилтолуол 3 — 4

Прочие примеси До 100

Фракцию указанного состава подвергают термической обработке при 650 — 700 С в реактор,"3 заполненном инертной насадкой. Подачу фракции в реактор производят с такой скоростью, чтобы продолжительность термообработки сос- тавляла примерно 1 — 3 с. В течение этого времени достигается практически полное расщепление содержащихся в.мезитиленовой фракции примесей.

Термически обработанную фракцию далее подвергают обычной ректификации на 50-ти тарельчатой колонне с отбором головной

5S фракции, содержащей легкокипящие компоненты, йепосредственно мезитилена и остатка, представляющего собой смесь высококипящих

4 продуктов. В результате получают мезитилен ,99,6 — 99,8%-ной чистоты с выходом от ресурсов мезитилена в исходной мезитиленовой фракции, равным 81-83%.

Способ позволяет избирательно воздействовать на содержащиеся во фракции компоненты, I используя изх различную термическую устойчивость и скорость разложения,в результате чего достигается практически полное расщепление примесей (этилтолуолов и насыщенных углеводородов) при незначительной потере мезитилена.

При расщеплении указанных соединений образуется смесь веществ (толуол, ксилолы и др), температуры кипения которых значительно отличаются от температуры кипения мезитилена, которые легко отделяются от последнего путем обычной ректификации.

Пример. SOO мл мезитиленовой фракции с содержанием мас.%:

Насьпценные углеводороды 3,33

Мета-и параэтилтолуолы 4,86

Ортоэтилтолуол 365

Мезитилен 82,18

Прочих соединений 5,98 подвергают термической обработке при 650 С.

Время пребывания сырья в зоне обработки составляет 3 с. При этом получено 465 мл фракции следующего состава, мас.%:

Насьпценные углеводороды 0,05

Мета-и паразтилтолуолы 0 02

Ортоэтилтолуол 0,09

Мезитилен 77,90

Прочие соединения 21,89 (бензол 0,31, толуол 140, ксилолы 11,37, псевдокумол 1,50, гемимеллитол 0,08, тетраметилбензолы 2,08, инден +кумарон 2,16, неидентифекцированные соединения, 2,99%) .

Полученную фракцию подвергают ректифйкацни, При ректификации получают, мл:

Головная фракция 76,8

Мезитнлен 335,5

Концевая фракция 40,9

Потери 1 1,8

Состав головной фракции,%:

Насыщенные углеводороды 0,21

Бензол 1,85

Толуол - 8,36

Ксилолы 6858

Мета-и параэтилтолуолы 0,15

Мезитилеи 15,46

Не идентифицированные соединения 5,39

Состав концевой фракции (остаток в кубе), %:

Мезитилен

Опто- этилтолуол

977445

15,76

0,89

23,50

24,51

Псевдокумол

Гемимеллитол

Тетраметилбензолы

Инден + кумарон

Неидентифицнро ванные соединения 12,54

Содержание основного вещества в целевом продукте 99,62%. Выход его от ресурсов мезитилена в исходном сырье — концентрированной фракции составляет 81,4%.

В табл. 1 приведены показатели процесса, иллюстрирующие влияние температуры термической обработки на показатели процесса при термической обработке, равной 3 с.

Таким образом, термическая обработка меэитиленовой фракции при 650-700 С дает наилучшие показатели. Снижение температуры обработки цриводнт к ухудшению качества и уменьшению выхода целевого продукта, повышение температуры приводит к снижению выхода последнего.. б

В табл. 2 приведен состав фракций, полученных при различной продолжительности терми. ческой обработки.

3 уменьшение продолжительности термообработки до 0,5. с не позволяет достигнуть достаточно полного расцепления примесей, увеличение свыше 3,0 с приводит к разрушению основного продукта, что влечет эа собой снижение его выхода.

В табл; 3 и 4 приведено сопоставление операций и показателей процесса известного и предлагаемого способов.

Приведенные в табл. 3 и 4 данные свиде.

15 тельствуют о том, что предлагаемый способ позволяет существенаю упростить технологию процесса (5 операций заменить одной) и наряду с этим повысить чистоту мезнтнлена. Получаемые при ректификации головная и концевая

20 фракция могут быть использованы.как растворите ли.

977445

Таблица 2

Состав фракции, мас.%

ОртоэтилМетаНасьпценные углеводороды

Прочие соединения

Мезитилен и параэгилтоолуол луолы

0,55

0,40 18 00 80,80

0,10 17,88 79,70

0,08 - 25,34 74,50

0,06 31,39 68,50

0,25

0,20

0,12

1,0

0,02

0,06

3,0

0,02

0,03

4,0

Концентрированная мезитиленовая фракция определенного состава (с ограниченным содержанием примесей мета-и параэтилтолуолов) Концентрированная. мезитиленовая фракцйя не требующая ограничений в составе примесей

Исходное сырье

Не требуется

ТехнолоОсушка фракции серной кислотой

Обработка фракции хлористым алюминием для диспропорционирования и изомериэации этилтолуолов гические операцесса

Нейтрализация фракции раствором щелочи

Термическая обработка фракции при температуре

650-700 С

Ректификация фракции с выделенйем товарного продукта — мезитилена

Не требуется

Ректификация фракции с выделением товарного продукта — мезитнлена

Термически обработанная при 700 С с продолжительностью обработки, с

0,5

Хроматографическая очистка фракции от насыщенных углеводородов

Отделение хлоралюминиевого комплекса и обработка водой для разложения Таблица 3.

Предлагаемый способ

977445

12

Таблица 4

Наименование

99,6 — 99,8

99,0 — 99,5

81,0

Не имеется

Отработанная щелочь, гидроокись алюминия

Отходы производства

Составитель Л. Боброва

Техред А.Ач, Корректор Ю. Макаренко

Редактор С. Юско

Тираж 445

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9108/29

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Содержание основного вещества в полученном продукте, мас.%

Выход мезитилена от ресурсов в исходной концентрированной фракции, %

Формула изобретения

Способ получения мезитилена иэ мезитиленсодержащей фракции, включающий выделение целевого продукта ректификацией, о т.л и ч а- 25 ю щ и и сятем,,что, с целью повышения

1, степени чистоты целевого продукта н упрощения

1технологии процесса, исходное сырье подвергают термической. обработке при 650 — 700 С в течение

Способы

Известный Предлагаемый

1 — 3 с с последующей подачей полученной смеси на . ректификацию.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР У 242863, кл. С 07 С 15 02, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР У 443016,,,кл. С 07 С 15/02, 1974 (прототип).