CS228758B1 - Method of preparing 4-methyl-2-nitrophenol - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu výroby 4-metyl-2-nitrofenolu, používaného к výrobě krezidinu, který je důležitým polotovarem pro výrobu organických barviv.

Dosud známým způsobem výroby 4-metyl-2-nitrofenolu je nitrace p-krezolu, oddělení organické vrstvy z reakční směsi, praní organické vrstvy vodou nebo organickými rozpouštědly» parovodní destilace organické vrstvy a oddělení vydestilovaného produktu od vody. Dalším dosud známým způsobem výroby 4-metyl-2-nitrofenolu je hydrolýza m-nitro-p-toluidinu vodným roztokem hydroxidu sodného, okyselení reakční směsi kyselinou sírovou, vydestilování produktu a jeho rafinace krystalizací z benzenu. DalSím dosud známým způsobem výroby

4-metyl-2-nitrofenolu je diazotace p-toluidinu, rozklad p-toluendiazoniumnitrátu, praní surového 4-metyl-2-nitrofenolu, parovodní destilace surového produktu a oddělení surového produktu od vody.

DalSím dosud známým způsobem výroby 4-metyl-2-nitrofenolu je popsaný způsob výroby z p-toluidinu, doplněný krystalizací produktu z etanolu nebo extrakcí produktu etyléterem po předcházející parovodní destilaci.

Nevýhodou zmíněných způsobů výroby 4-metyl-2-nitrofenolu, spočívajících v rafinaci surového produktu parovodní destilací, je vysoká spotřeba páry a chladicí vody, odpad toxického produktu rozpuštěného v odpadní technologické vodě a autokatalytický termický rozklad produktu a vedlejších látek v důsledku dlouhotrvající tepelné expozice·

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob výroby 4-metyl-2-nitrofenolu dle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že tavenina surového 4-metyl-2-nitrofenolu se během dvou až dvaceti hodin ochladí z teploty 25 °C až 40 °C na teplotu 22 až 0 °C, krystalická hmota se ponechá na této teplotě po dobu 0,5 až 30 hodin, pak se během 10 až 35 hodin rovnoměrně vyhřeje na teplotu 26 °C až 34 °C, při které se ponechá po dobu 8 až 30 hodin, přičemž kapalné podíly odtékající z krystalické hmoty působením gravitace a/nebo tlakového spádu v teplotním rozmezí od 0 °C až 22 °C do 26 °C až 34 °C se jímají, načež se zbývající krystalická hmota 4-metyl-2-nitrofenolu roztaví vyhřátím na teplotu 35 °C až 45 °C.

Během odtoku kapalných podílů je možno krystalickou hmotu promýt etylalkoholem nebo acetonem nebo toluenem.

Způsobem podle vynálezu se postupuje tak, že tavenina surového 4-metyl-2-nitrofenolu, získaného diazotací p-toluidinu a rozkladem vzniklého p-toluendiazoniumnitrátu, se během 2 až 20 hodin ochladí z teploty 25 °C až 40 °C na teplotu 22 °C až 0 °C a při této teplotě se pak ponechá vzniklá krystalická hmota po dobu 0,5 až 30 hodin. Od počátku nebo od konce této teplotní výdrže se počne jímat první frakce kapalných podílů, vytékajících z krystalické hmoty.

Po ukončení teplotní výdrže se krystalická masa začne rovnoměrně vyhřívat během 10 až 35 hodin až do dosažení teploty 26 °C až 34 °C a při této teplotě sg pak ponechá v teplotní výdrži po dobu 8 až 30 hodin. První frakce kapalných podílů, vytékajících z krystalické masy, se odebírá až do dosažení teploty 18 °C až 25 °C.

r

Tato frakce obsahuje největší množství nečistot a může být zpracována dále parovodní destilací. Druhá frakce kapalných podílů se odebírá po dosažení teploty 18 °C až 26 °C ⁴ a odběr se ukončuje současně s ukončením teplotní výdrže při teplotě 26 °C až 34 °C. Druhá frakce se svým složením přibližuje kvalitě surového 4-metyl-2-nitrofenolu a je recyklována do procesu krystalizace z tavěniny a frakčního vytavování. Po ukončení teplotní výdrže při teplotě 26 °C až 34 °C se zbylý krystalický skelet rafinovaného 4-metyl-2-nitrofenolu roztaví vyhřátím na teplotu 35 °C až 45 °C. Odtok kapalných frakcí ze zpracovávané kryeta- , lické hmoty gravitací může být urychlen vytvořením nižSího tlaku v předloze, do níž jsou kapalné frakce jímány. Krystalický skelet zpracovávané -látky je možno před roztavením promýt etanolem nebo acetonem nebo toluenem.

Pouužtí nízkoteplotní techniky krystalizace z taveniny a Trakčního vytavování pro rafinaci 4-meetl-2-nitrofenolu umožňuje podstatné snížení energetických nákladů v porovnání s parovodní desSilací. Nízké provozní teploty · rovněž eliminují autokatalytické termické rozklady produktu a nečistot, ke kterým dochází v průběhu parovodní destilace. Tím · je zaručena vyšší bezpečnost procesu a vyšší výtěžnost produktu v porovnání s parovodní

Při procesu krl8talizacs z taveniny a frakčáího vytavování nejsou produkovány žádné odpadní látky, zatímco při parovodní d^{^l^:Llaei odpadá kromě destilačního zbytku též odpadní technologická voda obsahhuící rozpuštěný toxický 4-meSyl-2-n0trsfeool. Proces krysta- .

lizace z taveniny a Trakčního vytavování je výhodný z hlediska ekologického a vyšší výtěžností produktu odstraněním ztrát rozpuutnossí.

Pro bližší objasnění poddtaty vynálezu jsou dále uvedeny příklady provedení.

Přikladl

Do pláštované · skleněné trubice o vnitřním průměru 25 mm a délce 800 mm, vertikálně situované, ve spodní části opatřené kovovým síkkem a pryžovou látkou, v horní části opatřené teploměrem, programově temperované teplonosiým médiem cirkulujícím v plášti, bylo nadávkováno 345 g surového 4-oeeyl-2-oitroTeoslu o teplotě krystalizace 23,3 °C. Surový 4-meeyl-2-nitrsřsnsl byl vytemperován na teplotu 25 °C a pak během 17 hodin rovnoměrnou rych-ostí ochlazen na · teplotu 12 °C a na této teplotě udržován po dobu dalších 4 hodin.

Pak byla ze spodní části trubice odstraněna pryžová zátka a byl započat odběr I. Trakce. Současně při začátku odběru I. Trakce bylo započato s rovnoměrným výhřevem obsahu vnitřní trubice z teploty 12 °C na teplotu 28,5 °C, který trval po dobu 28 hodin. Při teplotě 20 °C byl ukončen odběr I. Trakce a byl započít odběr II. Trakce.

Po dosažení teploty 28,5 °C následovala při této teplotě teplotní výdrž po dobu 17 hodin. Současně s ukončením této teplotní výdrže byl ukončen odběr II. Trakce uzavřením spodní části trubice pryžovou zátkou. Pak byl zbývvjící krystalický skelet produktu v trubici roztaven vylúřátím na teplotu 37 °C a vypuštěn.

Bylo získáno 107 g I. frakce (31,0 % hmoSnostníeh násady) o teplotě krlstjlizjcs 12,4 °C, 121·g II. frakce (35,1 % hmoonootních násady) o teplotě krystjlizjee 23,4 °C a 117 g (33,9 · % hmoSnostních násady) produktu o teplotě krlstjlizjes 31,3 °C.

Příklad 2

Do ležaté žťílezné válcové nádoby, opatřené horizontálně siuuovarými žebrovými trubkami, perforovarým dnem s výpuusí, programově temperované teplonosrým médiem cirkulujícím v žebrovaných trubkách a dvou čelních válcových prostorech vymezených dvěma trubkovnicemi, bylo nadávkováno 58 kg surového 4-meSyl-2-nitrsfsoslu o teplotě krystjlizjes 23,3·°C. Surový 4-meeyl-2~n0trofsosl byl vytemperován na teplotu 27 °C a pak během 15 hodin · rovnoměrnou rychlostí ochlazen na teplotu · 13 °C a na této teplotě udržován po dobu dalších 5 hodin.

Pak byla otevřena spodní výpust nádoby a byl započat odběr I. frakce vytékáaící působením gravitace· do předlohy. Současně se začátkem odběru I. frakce bylo započato s·rovnoměrným výhřevem zpracovávané látky z teploty 13 °C na teplotu 29 °C, který trval po dobu 30 hodin. Při teplotě 19 °C byl ukončen odběr I. frakce a byl započat odběr II. · frakce. Po dosažení teploty 29 °C následovala při této teplotě teplotní výdrž po dobu 18 hodin. Současně s ukončením této teplotní výdrže byl ukončen odběr II. frakce uzavřením spodní výpusti nádoby. Pak byl zbýývaící krystalický skelet produktu roztaven vylhřátím na teplotu 39 °C a vypuštěn do předlohy.

Bylo získáno 17,5 kg I. frakce (30,2 % hmotnostních násady) o teplotě krystalizace 13,1 °C, 20,0 kg II. frakce (34,5 % hmotnostních násady) o teplotě krystalizace 23,0 °C a 20,5 kg produktu (35,3 % hmoonootních násady). o teplotě krystalizace 31,5 °C.

Příklad 3

Do plášlované skleněná trubice o vnitřním průměru 25 mm a délce 800 mm, vertikálně situované, ve spodní části opatřené kovovým,sítkem a pryžovou zátkou, v horní části opatřené teploměrem, programově temperované teplonosiým médiem cirkulujícím v pláSti, bylo nadávkováno 346. g surového 4-meeyl-2-nitrtfentlu o teplotě'krystalizace 23,8 °C. Surový 4-meeyl-2-nn trofeji byl pak vytemperován na teplotu 30 °C a pak během 16 hodin rovnoměrnou rychlostí ochlazen na teplotu 15 °C a na této teplotě udržován'po dobu dalších.30 hodin·

Po uplynuta 6 hodin teplotní výdrže při 15 °C byla ze spodní Siásti trubice odstraněna pryžová zátka a byl započat odběr I· frakce. Olběr I. frakce probíhal po dobu delších 7 hodin při teplotě 15 °C. Pak bylo do horní části trubice nalito 17 g etylalkoholu a byl započet odběr II. frakce, který pokračoval dalších 7 hodin až do konce teplotní výdrže při 15 °C. Pak byl obsah trubice rovnoměrně během 20 hodin vyhřát z teploty 15 °C na 27 °C a pak následovala teplotní výdrž při teplotě 27 °C po dobu 15 hodin. Během vyšívání v teplotním rozmezí 15 °C až 27 °C a výdrže při teplotě 27 °C byla odebírána III. frakce. Pak byla spodní část trubice uzavřena pryžovou zátkou a zbývájící krystaiccký skelet v trubici roztaven vyhřátím na teplotu 45 °C a vypuutěn.

Bylo získáno 107 g I. frakce (30,9 % hmoOnootních násady) o teplotě krlstžlizžcs

12.6 °C, 59 g II. frakce (17,1 % hmonnosních násady, po oddestilování 17 g'etylalkoholu) o teplotě krystalizace 15,1 °C, 29 g III. frakce (8,4 % hmoonnotních násady) o teplotě krystaliza^ ^31,3 °^C a ¹⁵¹ g protaktu ⁽⁴3,6 % hmotanotních násaty) o ^te^plot^ě k^stalizoce

Claims (2)

1. Způsob výroby 4-moSyll2-nitrofenolu vyznačený tím, že tavenina surového O-meeyl^-nitrofenolu se během 2 až 20 hodin ochladí z teploty 25°CcŽ40 ^oC na ' teplotu 22 °C až

0 - °C, krystalická hmota se ponechá na této teplotě po dobuO,5 až 30 hodin, pak se během 1.0 až 35 hodin rovnoměrně vyltfeje na teplotu ' 26 °C až 30 °C, při které se ponechá po dobu .8 až 30 hodin, přičemž kapalné podíly a^zící z krystalické hhmty působením gravitace a/nebo tlakového spádu v teplotním rozmezí od 0 °C éž 22° Cd o 26 ⁰C až 30 °C se jímají, načež se zbýýeaící krystalická hmota 4-meStll·2-nitrof enolu roztaví vyhřátím na teplotu 35 °C až. 05 °C.

2. Způsob podle bodu - 1 -vyznačený tm, že se během odtoku kapalných podílů krystalická hmota promuje etylalkohcιlθo nebo acetonem nebo toluenem.