CS206533B1 - Způsob kontinuálního odstraňování rozpouštědel - Google Patents

Description

(54) Způsob kontinuálního odstraňování rozpouštědel

Vynález se týká způsobu kontinuální separace rozpouštědel z roztoků 4-aminodifenylaminu a jeho N-sec.alkylderivátů.

4-Aminodifenylamin je meziproduktem pro výrobu N-fenyl-N'-sec.alkyl-p-fenylendisminů, které jsou známými antiozonanty pro pryž. Největšího rozšíření doznal N -izopropyl a N -1,3 -d imetylbutylderivát.

4-Aminodifenylamin se získává redukcí sodné soli 4-nitrozodifenylaminu vodíkem nebo polysulfidem za přítomnosti málo polárního organického rozpouštědla, například benzenu, toluenu, xylenu, trichloretylenu aj. 4-Aminodifenylamin se tak oddělí od velkého množství vod né fáze ve formě relativně koncentrovaného roztoku a při izolaci čistého aminu rektifikaoí se z roztoku nejprve oddestilovává rozpouštědlo.

Při reduktivní alkylaoi 4-aminodifenylaminu ketony, jako jsou aceton, metyletylketon, metylizobutylketon, se část přebytečného ketonu hydrogenuje na příslušný alkohol. Žádaný , produkt se tak získá ve formě roztoku, přičemž rozpouštědlo je tvořeno směsí přebytečného nezreagovaného ketonu, alkoholu a reakční vody. Při izolaci N-alkylaminodifenylaminu se musí nejprve tyto těkavé látky oddestilovat.

Při izolaci 4-aminodifenylaminu a jeho N'-sec.alkylderivátů z roztoků se rozpouštědla oddestilovávájí stejným způsobem. Roztok se zahřeje ve výměníku pomocí vodní páry. na 160 až 190 °C, čímž se většina rozpouštědel odpaří. Páry se od zbylé kapaliny separují v odlučovači, v jehož spodní části se zbylá kapalina zahřívá na teplotu 200 až 250 °C za účelem odstranění malého zbytku rozpouštědla. Při oddělování nízkovroucích rozpouštědel, jako jsou benzen, aceton, izopropylalkohol, voda, se pracuje za normálního tlaku, při destilaci výše • vroucích rozpouštědel, například toluenu, metylizobutylketonu, metylizobutylkarbinolu, se pracuje za mírného vakua, aby se snažil obsah rozpouštědla v destilaěním zbytku. Destllační Zbytek se bučí dále rektifikuje, nebo se po příslušné úpravě bez dalšího ěištění prodává.

Teplota varu 4-aminodifenylaminu a jeho derivátů je za atmosférického tlaku vyšší než

350 °C a popsaný způsob separace rozpouštědel předpokládá, že jde prakticky o netěkavé látky Páry rozpouštědel z odpařovaěe se s teplotou 160 až 190 °C vedou do kondenzátoru a destilát se vrací do procesu bu5 přímo, nebo se dělí na složky, ketony, alkoholy a vodu. Tenze par 4-aminodifenylaminu a jeho derivátů je při 160 až 190 °C velmi nízká a jejich ztráty do rozpouštědel jsou málo významné. Avšak při ěištění rozpouštědel rektifikací činí tyto nečistoty značné potíže.

Například při odpařování acetonu, izopropylalkoholu a vody od N-fenyl-N'-izopropyl-p-fehylen-diaminu při 160 °C dosud používaným způsobem obsahuje destilát 0,05 až 0,2 % hmot. produktu, který při dělení destilátu na aceton a izopropylalkohol zůstává ve zbytkové vodě. Tato voda přináší do odpadu značné množství škodlivých aromatických aminů a nadto N-fenyl-N'-izopropyl-p-fenylendiamin po ochlazení krystalizuje a ucpává kanalizaci. Při použití klasické rektifikace na kontinuální koloně s refluxem se sice získá destilát prostý derivátů 4-aminodifenylaminu, avšak veškeré teplo k odpaření rozpouštědla se musí dodat ve vařáku kolony při teplotě 200 až 250 °C, což vyžaduje jako zdroj tepla organický přenašeč a zvyšuje tak náklady. Spotřeba tepla se dále zvyšuje o teplo potřebné k odpaření refluxu. Proto se dává přednost dříve popsanému způsobu, při němž se kolem 90 % hmot. rozpouštědla odpaří levně pomocí nízkotlaké vodní páry.

Uvedené nedostatky obou způsobů odstraňuje kontinuální způsob oddestilování rozpouštědel, zejména benzenu, toluenu, xylenu, trichloretylenu, acetonu, izopropylalkoholu, metyletylketonu, sec. butylalkoholu, metylizobutylketonu, metylizobutylkarbinolu a vody z roztoků 4-ammodifenylaminu a jeho N'-seo. alkylderivátů podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se 60 až 85 % hmot. roztoku odpařuje při 160 až 190 °C, separované páry se ochladí protiproudým směšováním s 15 až 40 % hmot. původního roztoku na teplotu o 5 až 20 °C vyšší,než je teplota varu roztoku,a zbytek kapaliny z odpařování spolu s kapalinou vznikající při chlazení par se zahřívá na 200 až 250 °C.

Odpařování rozpouštědla se s výhodou provádí při tlaku 10 až 110 kPa, přičemž kondenzač ní teplota rozpouštědla nebo směsi rozpouštědel je 50 až 80 °C. Směšovací chlazení par se výhodně provádí na třech až šesti rektifikačních patrech, výhodně kloboučkových nebo ventilových. Při způsobu podle vynálezu se páry ochladí z teploty 160 až 190 °C na 50 až 100 °C, čímž se tenze 4-aminodifenylaminu nebo jeho derivátů sníží minimálně o jeden řád a znečištění destilátu je pak zanedbatelné. Další výhodou způsobu podle vynálezu je, že se teplem přehřátých par rozpouštědla odpaří rozpouštědlo z části roztoku nastřikované mimo výměník na chlazení par. Ochlazením par se také sníží nároky na chlazení kondenzátoru. Podíl roztoku nastřikovaného na chlazení par je určen koncentrací roztoku derivátu 4-aminodifenylaminu, teplotou předehřátí roztoku ve výměníku a teplotou varu roztoku za daného tlaku a obnáší 15 až 40 % hmot. z celkového množství roztoku.

Ze směšovacího chlazení par rozpouštědla odchází kapalina o složeni a teplotě podobné, jako má kapalný zbytek z odpařovacího výměníku tepla. Oba kapalné proudy stékají do dalšího výměníku tepla, kde se zahřejí na 200 až 250 °C, čímž klesne obsah rozpouštědla pod 1 % hmot. Páry vytvořené v tomto stupni odpařováni se vedou též do směšovacího chlazeni par.

Vhodné zařízení pro provedení způsobu odpařování rozpouštědel z roztoků 4-aminodifenylaminu nebo jeho N'-sec.alkylderivátů podle vynálezu je znázorněno na přiloženém obrázku. Výchozí roztok se nastřikuje do výměníku - odpařovače i, kde se zahřátím vodní parou odpaří větší část rozpouštědel. Směšovací chlazení par je tvořeno 3 až 5 kloboučkovými nebo ventilovými rektifikačními patry 2. Teplota ochlazených par 50 až 100 °C se reguluje samočinně nástřikem studeného roztoku na poslední nebo předposlední patro. Páry rozpouště3 del kondenzují v chladiči J. Spojený kapalný zbytek s teplotou 160 až 190 °0 stéká do druhého odpařovače v němž je zahříván vysokoteplotním médiem, například vysokotlakou parou nebo organickým přenašečem tepla a podobně. Je výhodné, aby mezi odpařovačem a směšovacím chladičem 2 byla umístěna rektifikační část 2, tvořená buá rektifikační výplní o výšce 1 až 4 m, nebo třemi až pěti rektifikačními patry, nejlépe sítovými.

Vynález dále objasňují následující příklady konkrétního provedení.

Příklad 1

Do trubkového odpařovače 2 je nastřikován roztok obsahující 35 % hmot. 4-aminodifenylaminu a 0,2 % hmot. vody v toluenu. Odpařovač je vyhříván parou o tlaku 1,3 MPa. Směs par a kapaliny vystupující z odpařovače o teplotě 160 °C vstupuje do kolony a páry se chladí na 5 rektifikačních patrech 2. Na horní patro se přivádí 20# hmot. původního roztoku 4-aminodifenylaminu, čímž se udržuje teplota par 80 °C. Páry toluenu kondenzují v chladiči J při 60 °C za tlaku 11 kPa, Obsah 4-eminodifenylaminu v oddestilovaném toluenu je nižší než 0,01 % hmot. Kapalný zbytek z odpařovače a z chladicí části stéká přes výplň kroužků o výšce 2 m do spodu kolony, kde je vyhříván parou 3,5 MPa na 220 °C. 4-Aminodifenylamin odtahovaný k dalšímu čištění obsahuje jen 0,6 % hmot. toluenu.

P'říklad 2 . ·

Zpracovaná směs obsahuje 50 $ hmot. N-fenyl-N'-izopropyl-p-fenylendiaminu, 4 % hmot. vody, 25 % hmot. acetonu, 20 % hmot. izopropylalkoholu a 1 % hmot. různých vedlejších produktů reduktivní alkylace 4-aminodifenylaminu acetonem. Roztok o teplotě 50 °C se nástřiku je do odpařovače 2 vyhřívaného parou 1,3 MPa, v němž se odpaří většina acetonu, izopropylalkoholu a vody. Páry rozpouštědel s teplotou 160 °C se chladl na 5 kloboučkových rektifikačních patrech 2 na 85 °C nástřikem části původního roztoku. Páry rozpouštědel kondenzují v chladiči 2 při atmosférickém tlaku a destilát obsahuje méně než 0,01 % hmot. N-fenyl-N'-izopropyl-p-fenylendiaminu. Odtékající kapalina se zpracuje stejně jako v příkladu 1 a získaný antiozonant obsahuje jen 0,1 # hmot. izopropylalkoholu.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1, Způsob kontinuálního odstraňování rozpouštědel, zejména benzenu toluenu, xylenu, trichloretylenu, acetonu, izopropylalkoholu, metyletylketonu, sec.butylalkoholu, metylizobutylketonu, metylizobutylkarbinolu a vody, z roztoků 4-aminodifenylaminu a jeho N'-sec. alkylderivátů vyznačující se tím, že se 60 až 85 % hmot, roztoku odpařuje při 160 až 190 °C separované páry se ochladí protiproudým směšováním s 15 ež 40 % hmot. původního roztoku na teplotu o 5 až 20 °C vyšší, než je teplota varu roztoku a zbytek kapaliny z odpařování, spolu s kapalinou vznikající při chlazení par, se zahřívá na 200 až 250 °C.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že odpařování rozpouštědel se provádí při tlaku 10 až 110 kPa, přičemž kondenzační teplota rozpouštědla nebo směsi rozpouštědel je 50 až 80 °C.