CS195139B1

CS195139B1 - Způsob izolace difenylaminu z reakční směsi obsahující difenylamin, anilin, vodu a výševroucí látky kontinuální rektifikací

Info

Publication number: CS195139B1
Application number: CS741777A
Authority: CS
Inventors: Josef Pasek
Original assignee: Josef Pasek
Priority date: 1977-11-12
Filing date: 1977-11-12
Publication date: 1980-01-31

Description

Vynález se týká izolace difenylaminu z reakční směsi, obsahující difenylamin, anilin, vodu a výševroucí látky. Tyto směsi jsov získávány při kondenzaci anilinu na difenylamin za přítomnosti různých kyselých katalyzátorů v plynné nebo v kapalné fázi. Dífenylamin je výchozí surovinou při výrobě gumárenských chemikálií a stabilizátorů.

Kondenzace anilinu na difenylamin se provádí buň v plynné nebo kapalné fázi při teplotách v rozmezí 300 aŽ 450 °C, v kapalné fázi pří teplotách 300 *až 350 C, v plynné fázi při 400 až 450 °C. V obou postupech konvertuje anilin jen z 15 až 40 % a reakční směs obsahuje značné množství ůezreagovaného anilinu. Při kondenzaci anilinu v*kapalné fázi obsahuje směs ještě kyselý katalyzátor /AICI3, HC1, BF3 a jeho deriváty aj./, který se různým způsobem odstraňuje, zbytek katalyzátoru se vypírá vodou. Extrahovaná reakční směs obsahuje 1 aŽ 3 % vody.

Tato surová směs obsahuje difenylamin, anilin, vodu a výševroucí látky převážně smolovitého charakteru. Rozdíl v teplotách varu jednotlivých složek je značný a dělení rektifikovací není obtížné. U velkých jednotek, kde se pracuje s kontinuální rektifikací reakční směsi, se nejprve odděluje voda s částí anilinu, na další koloně anilin a na třetí koloně- se oddělí difenylamin od smol.. Tento na pohled jednoduchý způsob má však některé nevýhody.

Surová reakční směs se zahřívá před vstupem do první kolony nebo až v první koloně parou, na což se vzhledem k nízké koncentraci difenylaminu ve směsi spotřebuje značné množství tepla, počítáno na jednotku produkce difenylaminu. Anilin a difenylamin se za normálního tlaku liší v teplotě varu o 118 K a jejich rozdělení není principiálně obtížné. Avšak při známé rektifikaci na je dine koloně se obtížně zaručuje požadovaná vysoká ostrost dělení, tj. nízký obsah difenylaminu v anilinu a současně nízký obsah anilinu v difenylaminu /pod 0,05 £/. V tomto uspořádání obsahuje difenylamin, odcházející zespodu kolony, obvykle okolo 0,1 7, anilinu, přičemž destilovaný anilin má 1 až 2 % difenylaminu. Oddělený anilin se vrací do reaktoru a obsah difenylaminu v tomto recyklu snižuje výkon zařízení o 5 až 15 Z.

Difenylamin se od netěkavých smol dělí buň prostou destilací nebo rektifikací s velmi nízkou účinnosti. Zjisti li jsme, že takto získaný difenylamin obsahuje někt ré výševroucí nečistoty, především karbazol, v množství několika desetin procenta. Problémem kontinuální rektifikace reakční směsi při výrobě difenylaminu je tedy využití tepla a čistota difenylaminu a anilinu.

Jmenované nedostatky známého postupu izolace difenylaminu z reakční směsi kontinuální rektifikací odstraňuje způsob podle vynálezu. Podstata 'vynálezu spočívá v tom, že se směs rektifikuje na čtyřech kolonách, v první koloně se oddělí voda, v druhé koloně se oddělí 80 až 95 £ z nastřiknutého anilinu, produkt zespodu této kolony obsahující 5 aŽ 20 I anilinu se vede do třetí kolony, kde se oddestiluje zbytek anilinu s částí difenylaminu, které se vedou s výhodou bez kondenzace zpět do

9513.9 druhé kolony, ve čtvrté koloně se oddělí difěnylamin od výševroucího zbytku, přičemž se nástřik reakční směsi do první kolony předehřívá kondenzujícími parami' anilinu z druhé, kolony.

Nejvíce tepla se spotřebuje na oddestilování anilinu, kterého směs obsahuje 40 až 80 % a toto teplo je podle vynálezu využíváno na zahřátí, reakční směsi vstupující do první kolony z 20 až 30 °C na 80 az 110 °C..Obvyklou výměnou tepla mezi nástřikem a destilátem nebo zbytkem u každé kolony nemůže být teplo využito.

Tím, že se. na druhé koloně ponechává ve vařáku 5 až 20 % anilinu, se jednak sníží teplota varu zbytku této kolony natolik, že je možno k zahřívání použít vodní páru a současně je možno destilovat anilin za relativně vyššího tlaku 5 až 10 kPa, což ve srovnání s rektifikací na jedné koloně, která vyžaduje nižší tlak, sníží potřebný průměr kolony. Rozdělení destilace anilinu do dvou kolon sníží nároky na účinnost hlavní anilinové kolony, což dále sníží její cenu. Oddeetilování anilinu ve dvou stupních je tedy levnější nejen provozně, dosáhne se nižší spotřeby energie a použije se levnějšího druhu energie, ale i investičně, protože druhá kolona je velmi malá a je levnější než rozdíl v ceně hlavní anilinové kolony při obou srovnávaných alternativách. Významný je i efekt čistoty obou získávaných produktů. Vydestilovaný anilin obsahuje méně než 0,2 % difenylaminu & surový difěnylamin odcházející zespodu doplňkové kolony obsahuje méně než 0,05 % anilinu.

Při všech způsobech kondenzace anilinu na difěnylamin vzniká 0,2 až 0,5 % karbazolu, vztaženo na difěnylamin, vedle dalších látek š vyšší teplotou varu než karbazol. Podle vynálezu se tyto nečistoty oddělí reaktifikací na koloně s 8 až 15 teoretickými patry, s refluxním poměrem 0,5 až 1.

Získá se tak difěnylamin s obsahem karbazolu menším než 0,05 %.

Příklad

Směs 1020 kg/h difenylaminu, 1590 kg/h anilínu, 80 kg/h vody, 5 kg/h karbazolu a 35 kg/h smolovitých látek byla ve výměníku £» jak je zřejmé z přiloženého výkresu, ohřátá kondenzující parou anilinu z kolony £ na teplotu 100 °C a nastřikována na hlavu první kolony £. První kolona £ měla průměr 450 mm a obsahovala 8 m výšky náplně Pall kroužků velikosti 25 mm. První kolona £ pracovala bez zpětného toku ža normálního tlaku. Destilát obsahoval 10 hmot.

% vody a 70 hmot. % anilinu. Zbytek, ve kterém bylo méně než 0,1 % vody, byl veden na druhou kolonu £. Z této druhé kolony £, která měla 10 kloboučkových pater o průměru 1500 mm, destiloval pří refluxním· poměru 0,2 za tlaku 6,7 kPa anilin s obsahem 0,3 hmot. % difenylaminu. Kondenzace par byla provedena dvoustupňové. Ve výraějiíku £ předal destilát cca 400 ML/h nástřiku na první kolonu £, v kondenzátoru £ zkondenzoval zbytek par destilátu. Destilační zbytek z druhé kolony £ obsahoval 8 hmot. % anilinu. Tento zbytek byl veden na hlavu třetí kolony £ stejné konstrukce jako první kolona £. Z této třetí kolony £, která pracovala při tlaku na hlavě 10 kPa a bez zpětného toku, byl odváděn destilát, obsahující 70 hmot. % anilinu bez kondenzace zpět do druhé kolony 2_. Destilační zbytek z třetí kolony £,který obsahoval 0,03 hmot. % anilinu, byl veden na čtvrtou kolonu £, která měla 15 kloboučkových pater o průměru 1500 mm. Při tlaku 2 kPa na hlavě destiloval při refluxním poměru 0,5 difěnylamin, obsahující méně než 0,2 hmot.

% karbazolu. Zbytek z této čtvrté kolony £ obsahoval 25 hmot. % difenylaminu. Vařáky prvních tří kolon £, £, £ byly vytápěny vodní parou redukovanou ze sítě 4 MPa.

Pouze Čtvrtá koiona £ bxla vytápěna organickým přenášeČem tepla o'teplotě 320 °C.

Claims

PŘEDMĚT

1. Způsob izolace difenylaminu z reakční směsi obsahující difěnylamin, anilin a vodu a výševroucí látky kontinuální rektifikací, vyznačený tím, že se směs rektifikuje ve čtyřech kolonách, v první koloně se oddělí voda, v druhé koloně se oddjŠLí .

80 až 95 % z nestříknutého anilinu, produkt zespodu této kolony obsahující 5 až 20 % anilinu se vede do třetí kolony, kde se oddestiluje zbytek anilinu s Částí difenylaminu, které se v^dou s výhodou bez kondenzace zpět do druhé kolony, ve čtvrté koloně

VYNÁLEZU se oddělí difěnylamin od výševroucího zbytku, přičemž se nástřik rehkční směsi do prv ní kolony předehřívá kondenzujícími parami anilinu z druhé kolony.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se anilin v druhé koloně rektífikuje za tlaku 5 až 10 kPa na hlavě kolony.
3. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že se difěnylamin ve čtvrté koloně rektífikuje s 8 až 15 teoretickými patry, při refluxním poměru 0,5 až 1.