CS240709B1

CS240709B1 - Method of 4-chlor-2-nitrotoluene cleaning

Info

Publication number: CS240709B1
Application number: CS845554A
Authority: CS
Inventors: Lubos Konecny
Original assignee: Lubos Konecny
Priority date: 1984-07-19
Filing date: 1984-07-19
Publication date: 1986-02-13
Also published as: CS555484A1

Abstract

Způsob čištění 4-chlpr-2-nitrotoluen ‘U na minimálně 96 % hmotnostní obsah vyčištěné sloučeniny v produktu od průvodních sloučenin vzniklých nitrací 4-chlortoluenu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se ta- vetiina surového produktu ochladí na teplotu 15 až 30 °C, po teplotní výdrži 0,5 až 20 hodin se pomalu vyhřeje na 34 až 36 °Ο a při této teplotě se udržuje po dobu 3 až 30 hodin. Kapalné odtékající podíly se jímají. Zbývající krystalická hmota 4-chlor- -2-nitroto'luenu se roztaví vyhřátím na 38 až 95 °C. Vyčištěná látka je polotovarem pro výrobu organických pigmentů.Purification Method 4-chloro-2-nitrotoluene ‘U at least 96% by weight of purified product content of the product from the 4-chlorotoluene nitration nitration compound. The invention is based on the fact that the crude product is cooled to 15 to 30 ° C, slowly heated to 34 to 36 ° C after 0.5 to 20 hours and maintained at this temperature for 3 to 10 hours. 30 hours. The liquid effluent is collected. The remaining 4-chloro-2-nitro-toluene crystalline mass is melted by heating to 38-95 ° C. The cleaned substance is a semi-finished product for the production of organic pigments.

Description

Vynález se týká způsobu výroby 4-chlor-2-nitroto'luenu, používaného k výrobě 2-amino-4-chlortoluenu, který je polotovarem pro výrobu organických pigmentů.The present invention relates to a process for the production of 4-chloro-2-nitro-toluene used to produce 2-amino-4-chlorotoluene which is a semi-finished product for the production of organic pigments.

Dosud známým způsobem výroby 4-chlor-2-nitrotoiluenu je diazotace 2-nitřo-4-toluidinu, rozklad diaza reakcí s chloridem měďným v prostředí kyseliny chlorovodíkové a rafinace surového produktu parovodní destilací nebo několikanásobnou rekrystalizací z rozpouštědla. Je možné také surový produkt vyprat vodou, roztavit a granulovat. Při přípravě 4-chlor-2-nitrotoluenu pitrací 4-chlortol'uenú se surový produkt dělí trakční destilací a vypocováním v teplotním rozmezí Q až 24 °C nebo 3 až >34 °C. Dosud známé a popsané způsoby rafinace surového produktu mají některé nevýhody, která u parovodní destilace spočívají především ve vysoké spotřebě páry >a vody a poměrně značném odpadu produktu v odpadní vodě. Nevýhodou frakční destilace je opět vysoká spotřeba páry a chladicí vody a kromě toho nebezpečí exploze destilačního zbytku. Rekrystalizace z rozpouštědla vyžaduje manipulaci s organickými rozpouštědly a jejich regeneraci. Zmíněný způsob vypocování je málo účinný, neboť v důsledku nevhodného teplotního' režimu je přečištěný produkt nízké kvality.The hitherto known process for the production of 4-chloro-2-nitrotoiluene is diazotization of 2-nitro-4-toluidine, decomposition of diaza by reaction with cuprous chloride in hydrochloric acid, and refining of the crude product by steam distillation or multiple recrystallization from solvent. It is also possible to wash the raw product with water, to melt it and to granulate it. In the preparation of 4-chloro-2-nitrotoluene by pitration of 4-chlorotoluene, the crude product is separated by traction distillation and flashing in the temperature range of Q to 24 ° C or 3 to> 34 ° C. The previously known and described methods of refining the crude product have some disadvantages, which in steam distillation consist mainly in high consumption of steam and water and a relatively high product waste in the waste water. The disadvantage of fractional distillation is again the high consumption of steam and cooling water and, in addition, the risk of explosion of the distillation residue. Recrystallization from solvent requires the handling and recovery of organic solvents. Said sweating process is poorly effective because, due to an inappropriate temperature regime, the purified product is of poor quality.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob čištění 4-chlor-2-nitrotoluenu na minimálně 9'6 % hmotnostní obsah vyčištěné sloučeniny v produktu od nečistot, vzniklých nitrací 4-chlortoIuenu způsobem podle tohoto vynálezu. Podstata spočívá v tom, že se tavenina surového> 4-chlor-2-nitrotoluenu během až 20 hodin ochladí z teploty 20 °C až 60 °C na teplotu 15 °C až 30 °C, krystalická hmota se ponechá na této teplotě po dobu 0,5 až 20 hodin, pak se během 5 až 50 hodin rovnoměrně vyhřeje na teplotu 34 °C až 38 °C, při které se ponechá po dobu 3 až 30 hodin, přičemž kapalné podíly odtékající z krystalické hmoty působením gravitace a/nebo tlakového spádu v teplotním rozmezí 15 °C až 30> °C do 34 °C a 38 °C se jímají, načež se zbývající krystalická hmota 4-ch'lor-2-nitrotoluenu roztaví vyhřátím na teplotu 38 °C až 95 °C.These disadvantages are eliminated by a process for purifying 4-chloro-2-nitrotoluene to a minimum of 9.6% by weight of the purified compound in the product from impurities resulting from nitration of 4-chlorotoluene according to the process of the present invention. The essence is that the melt of the crude > 4-chloro-2-nitrotoluene is cooled from 20 ° C to 60 ° C to 15 ° C to 30 ° C over a period of up to 20 hours, leaving the crystalline mass at this temperature for a period of up to 20 hours. 0.5 to 20 hours, then uniformly heated to 34 ° C to 38 ° C over a period of 5 to 50 hours, where it is left for 3 to 30 hours, the liquid fractions leaving the crystalline mass under gravity and / or pressure. The slope is collected in a temperature range of 15 ° C to 30 ° C to 34 ° C and 38 ° C, after which the remaining crystalline mass of 4-chloro-2-nitrotoluene is melted by heating to 38 ° C to 95 ° C.

Způsobem podle vynálezu se postupuje tak, že tavenina surového 4-chlor-2-nitrotoluenu, získaného' diazotací 2-nitro-4-toluidinu a rozkladem pomocí CU2CI2, eventuálně zpracovaného vakuovou nebo parovodní destilací, se během 2 až 20 hodin ochladí z teploty 20 °C až 60 °C na teplotu 15 °C až 30 °C a při této· teplotě se pak ponechá vzniklá 'krystalická hmota po dobu 0,5 až 20 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 5 až '50 hodin až do> dosažení teploty 34 °C až 38 °C a při této teplotě se pak ponechá v teplotní výdrži po dobu 3 až 30 hodin. První frakce kapalných podílů, vytékajících z krystalické masy, se odebírá až do. dosažení teploty 15 °C až 30 ^C'C. Tato frakce obsahuje najvětší množství nečistot a může být zpracována dále vakuovou nebo parovodní destilací nebo krystalizací z taveniny. Druhá frakce kapalných podílů se odebírá po dosažení teploty 15 °C až 30 °C a odběr se ukončuje současně s ukončením teplotní výdrže při teplotě 34 'C až 38 °C. Druhá frakce se svým složením přibližuje kvalitě surového 4-chlor-2-nitrotoluenu a je recyklována do procesu krystaliizace z taveniny a trakčního vytavování. Po ukončení teplotní výdrže při teplotě 34 °C až 38 °C se zbylý krystalický skelet rafinovaného 4-chlor-2-nitrotoluenu roztaví vyhřátím na teplotu 38 °C až 95 °C. Odtok kapalných frakcí ze zpracovávané krystalické hmoty gravitací může být urychlen vytvořením nižšího tlaku v předloze, do níž jsou kapalné frakce jímány.The process according to the invention is carried out by cooling the melt of crude 4-chloro-2-nitrotoluene obtained by diazotizing 2-nitro-4-toluidine and decomposing it with CU2Cl2, possibly treated by vacuum or steam distillation, from 2 to 20 hours. 60 DEG C. to 15 DEG C. to 30 DEG C. and at this temperature the crystalline mass is left for 0.5 to 20 hours. From the beginning or the end of this temperature hold, the first fraction of liquid fractions flowing out of the crystalline mass begins to be collected. Upon completion of the temperature hold, the crystalline mass is heated uniformly over a period of 5 to 50 hours until a temperature of 34 ° C to 38 ° C is reached and is then maintained at the temperature hold for 3 to 30 hours. The first fraction of the liquid fractions discharged from the crystalline mass is withdrawn until. reaching a temperature of 15 ° C to 30 ^° C. This fraction contains the largest amount of impurities and can be further processed by vacuum or steam distillation or melt crystallization. The second fraction of the liquid fractions is withdrawn after reaching a temperature of 15 ° C to 30 ° C and the collection is terminated at the same time as the temperature hold at 34 ° C to 38 ° C is complete. The second fraction with its composition approximates the quality of crude 4-chloro-2-nitrotoluene and is recycled to the process of melt crystallization and traction melting. After completion of the temperature hold at 34 ° C to 38 ° C, the remaining crystalline skeleton of refined 4-chloro-2-nitrotoluene is melted by heating to 38 ° C to 95 ° C. The outflow of liquid fractions from the crystalline mass to be processed by gravity can be accelerated by creating a lower pressure in the receiver into which the liquid fractions are collected.

Použití nízkoteplotní techniky krystalizace z taveniny a trakčního vytavování pro rafinaci 4-chlor-2-nitrotoluenu umožňuje podstatné snížení energetických nákladů v porovnání s vakuovou nebo parovodní destilací. Nízké provozní teploty rovněž eliminují autokatalytický termický rozklad produktu a nečistot, ke kterému dochází v průběhu destilace. Tím je zaručena vyšší bezpečnost pročešu a vyšší výtěžnost produktu ve srovnání s destilací.The use of a low temperature melt crystallization and traction melting technique for 4-chloro-2-nitrotoluene refining allows a substantial reduction in energy costs compared to vacuum or steam distillation. Low operating temperatures also eliminate the autocatalytic thermal decomposition of the product and impurities that occur during distillation. This guarantees higher safety of the comb and higher product yield compared to distillation.

Pro bližší objasnění podstaty vynálezu jsou dále uvedeny příklady provedení. PřikladlIn order that the invention may be more fully understood, the following examples are provided. He did

Do plášťováné skleněné 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 teplonosným médiem cirkulujícím v plášti, bylo nadávkováno 215 g surového 4-chlor-2nítrotoluenn o obsahu 94,7 % hmotnostních 4- ch'lor-2-nitrotoluenu a 0,5 procent hmotnostních 2-nitrotoluenu a 4,8 procent hmotnostních dvanácti dalších neidentifikovaných organických látek. Surový 4-ehilor-2-nitrotoluen byl -vytemperován na teplotu 34 °C a pak během 5 hodin 0chlazen na teplotu 26,5 °C a na této teplotě udržován po dobu 2 hodin. Po 1 hodině od počátku této teplotní výdrže byla ze spodní části trubice odstraněna pryžová zátka a byl započat odběr I. frakce. Po ukončení dvouhodinové teplotní výdrže bylo započato s rovnoměrným výhřevem obsahu vnitřní trubice z teploty 26,5 °C na teplotu 37 °C, který trval po dobu 18 hodin. Při teplotě 29,5 °G byl ukončen odběr I. frakce a bylo započato s odběrem II. frakce, který trval až do dosažení teploty 36 °C, kdy započal odběr III. frakce, který trval až do ukončení šestihodinové teplotní výdrže při215 g of crude 4-chloro- was metered into a jacketed glass tube with an inner diameter of 25 mm and a length of 800 mm, vertically situated at the bottom with a metal sieve and a rubber stopper, fitted with a thermometer at the top, programmed with heat transfer fluid circulating in the jacket. 2-Trotoluene containing 94.7% by weight of 4-chloro-2-nitrotoluene and 0.5% by weight of 2-nitrotoluene and 4.8% by weight of twelve other unidentified organic substances. The crude 4-chloro-2-nitrotoluene was allowed to warm to 34 ° C and then cooled to 26.5 ° C over 5 hours and maintained at that temperature for 2 hours. After 1 hour from the start of this temperature hold, the rubber stopper was removed from the bottom of the tube and collection of the first fraction was started. After completion of the two-hour temperature hold, the inner tube contents were heated evenly from 26.5 ° C to 37 ° C, which lasted for 18 hours. At 29.5 ° C, collection of the I fraction was terminated and collection of II. fraction, which lasted until the temperature reached 36 ° C, when the collection of III. fraction which lasted until the end of the six hour temperature hold at

240 teplotě 37 °C. Po ukončení této finální teplotní výdrže byl ukončen odběr III. frakce uzavřením spodní části trubice pryžovou zátkou. Pak byl zbývající krystalický skelet IV. frakce v trubici roztaven vyhřátím na teplotu 50 °C.240 at 37 ° C. At the end of this final temperature hold, sampling III was terminated. fraction by closing the bottom of the tube with a rubber stopper. Then the remaining crystalline skeleton was IV. the fraction in the tube was melted by heating to 50 ° C.

Bylo získáno 51,5 g I. frakce o obsahu 82,81 % hmotnostních 4-chlor-2-nitrotoluenu, 63,5 g II. frakce o obsahu 96,55 % hmotnostních 4-chlor-2-nitrotoluenu, o složení 99,8 % hmotnostních 4-chlor-2-nitrotoluenu, 0,05 % hmotnostních 2-nitrotoluenu a 0,16 procent hmotnoátnídh dvou neidentifikovaných organických látek, a 52 g IV. frakce o složení 99,9 % hmotnostních 4-chlor~2-nitrotóluenu a 0,1 % hmotnostních dvou neidentifikovaných organických látek.51.5 g of I. fraction with a content of 82.81% by weight of 4-chloro-2-nitrotoluene, 63.5 g of II. a fraction having a content of 96,55% by weight of 4-chloro-2-nitrotoluene, containing 99,8% by weight of 4-chloro-2-nitrotoluene, 0,05% by weight of 2-nitrotoluene and 0,16% by weight of two unidentified organic substances, and 52 g IV. a fraction of 99.9% by weight of 4-chloro-2-nitrotoluene and 0.1% by weight of two unidentified organic substances.

Příklad 2Example 2

Do plášťované skleněné trubice o vnitřním průměru 215 mm a délce 800 mm, vertikálně situované, ve spodní části opatřené kovovým sítkem a pryžovou zátkou, v horní části opatřené. teploměrem, programově temperované teplonosným médiem cirkulujícím v plášti, bylo nadávkováno 115 g surového 4-ehlor-2-nitrotoluenu o složení 91,68 % hmotnostních 4-chlor-2-nitrotolue09 nu, 1,04 % hmotnostních 2-nitrotoluenu a 7,28 % hmotnostních dalších dvanácti neidentifikovaných organických látek. Surový 4-chlor-2-nitrotoluen byl vytemperován na teplotu 30 °C a pak během 4 hodin oudržován po dobu 0,5 hodiny. Současně s ukončením této teplotní výdrže byla ze spodní části trubice odstraněna pryžová zátka, čímž byl započat odběr I. frakce, a bylo započato s rovnoměrným výhřevem obsahu vnitřní trubice z teploty 18 °C na teplotu 34 °G, který trval po dobn 17 hodin. Při teplotě 29 °C byl ukončen odběr I. frakce a bylo začato s odběrem II. frakce, který trval až do ukončení teplotní výdrže při 34 °C. Po ukončení této teplotní výdrže při 34 °C byla uzavřena spodní část trubice pryžovou zátkou a zbývající krystalický skelet III. frakce v trubici byl roztaven vyhřátím na teplotu 45 °C.In a jacketed glass tube with an inner diameter of 215 mm and a length of 800 mm, vertically situated, at the bottom provided with a metal sieve and a rubber stopper, provided at the top. 115 g of crude 4-chloro-2-nitrotoluene, containing 91.68% by weight of 4-chloro-2-nitrotoluene, 1.04% by weight of 2-nitrotoluene and 7.28, was metered using a thermometer programmed with heat-carrying medium circulating in the jacket. % by weight of a further 12 unidentified organic substances. The crude 4-chloro-2-nitrotoluene was allowed to warm to 30 ° C and held for 4 hours over a period of 4 hours. Simultaneously with the end of this temperature hold, the rubber stopper was removed from the bottom of the tube to start the first fraction collection and started to evenly heat the contents of the inner tube from 18 ° C to 34 ° C, which lasted for 17 hours. At 29 ° C, collection of the I fraction was terminated and collection of II. a fraction which lasted until the temperature hold at 34 ° C was complete. Upon completion of this temperature hold at 34 ° C, the bottom of the tube was closed with a rubber stopper and the remaining crystalline skeleton III. the fraction in the tube was melted by heating to 45 ° C.

Bylo získáno 30,3 g I. frakce o obsahu 85 % hmotnostních 4-chlor-2-nitrotoluenu, 51,6 g II. frakce o obsahu 91,85 % hmotnostních 4-chlor-2-nitrotoluenu a 33,1 g HL frakce o složení 97,53 % hmotnostních 4-chlor-2-nitrotoluenu, 0,2 % hmotnostních 2-nitrotoluenu a 2,27 % hmotnostních šesti neidentifikovaných organických látek.30.3 g of I. fraction with a content of 85% by weight of 4-chloro-2-nitrotoluene were obtained, 51.6 g of II. a fraction of 91.85% by weight of 4-chloro-2-nitrotoluene and 33.1 g of an HL fraction of 97.53% by weight of 4-chloro-2-nitrotoluene, 0.2% by weight of 2-nitrotoluene and 2.27% by weight of six unidentified organic substances.

Claims

Process for purifying 4-chloro-2-nitrotoluene to a minimum 96% by weight content of the purified compound in the product, from concomitant compounds formed by nitration of 4-chlorotoluene, by thermally controlled removal of concomitant compounds characterized in that Cool from 2 ° C to 60 ° C to 15 ° C to 30 ° C for 2 to 20 hours, keeping the crystalline mass at this temperature for 0.5 to 20 ° C

YNALEZU

50 hours uniformly heated to 34 ° C to 38 ° C, where it is left for 3 to 30 hours, the liquid fractions leaving the crystalline mass under gravity and / or pressure drop over a temperature range of 15 ° C to 30 ° C The remaining 4-chloro-2-nitrotoluene crystalline mass was melted by heating to 38 ° C to 95 ° C.