CS247233B1

CS247233B1 - Method for dewatering pyridine bases

Info

Publication number: CS247233B1
Application number: CS319285A
Authority: CS
Inventors: Jan Vymetal; Ladislav Cada
Original assignee: Jan Vymetal; Ladislav Cada
Priority date: 1985-05-04
Filing date: 1985-05-04
Publication date: 1986-12-18

Abstract

Kešení se týká způsobu odvodňování pyridinových zásad azeotropickou destila cí a benzenem nebo jeho homology. Podsta tou je schopnost rozsazení vodné vrstvy od benzenového roztoku pyridinových zásad, obsahují-li výchozí pyridinové zásady min. 20 hmot. % vody. Smisí-li se výchozí py ridinové zásady s benzenem nebo jeho homo logy v hmotnostním poměru 1 : 1 až 20 : 1, s výhodou 2 : 1 až 9 : lf oddělí se dvě vrstvy. Shodní vrstva obsahuje 80 až 99 % hmotnostních vody obsažené ve výchozích bázích, horní vrstva obsahuje pyridinové zásady, benzen neb jeho homology a zbylé množství vody z výchozích pyridinových zásad. Azeotropickou destilací s benzenem se pak oddělí zbývající množství vody a po oddestilování benzenu se získají bez- vodé pyridinové zásady. Voda oddělena z pyridinových zásad múze cirkulovat v tech nologickém procesu získáváni, dělení a odvodňování pyridinových zásad. K vlastní mu odvodnění lze použít jak surové pyri dinové zásady, tak jejich destilační frak ce neb čisté látky získané dělením frakcí a výhodou azeotropickou destilací s vodou.Gelling refers to a method of dewatering pyridine bases by azeotropic distillation with benzene or its homologues. The essence is the ability to separate the aqueous layer from a benzene solution of pyridine bases, if the starting pyridine bases contain at least 20 wt. % water. If the starting pyridine bases are mixed with benzene or its homologues in a weight ratio of 1:1 to 20:1, preferably 2:1 to 9:1, two layers are separated. The bottom layer contains 80 to 99 wt. % of the water contained in the starting bases, the upper layer contains pyridine bases, benzene or its homologues and the remaining amount of water from the starting pyridine bases. The remaining amount of water is then separated by azeotropic distillation with benzene and after distilling off the benzene, anhydrous pyridine bases are obtained. The water separated from the pyridine bases can be circulated in the technological process of obtaining, separating and dewatering pyridine bases. For the actual dehydration, both crude pyridine bases and their distillation fractions or pure substances obtained by fraction separation and preferably by azeotropic distillation with water can be used.

Description

Vynález řeší způsob odvodňování pyridinových zásad azeotropic kou destilaci s benzenem nebo jeho homology.The present invention provides a process for dewatering pyridine bases by azeotropic distillation with benzene or homologues thereof.

Surové pyridinové zásady nebo jejich užší frakce získané rektifikací obsahují v řadě případů různá množství vody. Přítomnost a obsah vody v těchto zásadách je dán jednak technologickým postupem jejich získávání, například extrakcí z dehtárenských olejů, syntézou nebo způsobem jejich dělení - chemické postupy, extrakce, extrakční a azeotropická destilace, Malá část vody se do pyridinových zásad, úzkých frakcí i čistých sloučenin, dostává vlivem jejich hygroskpičnosti. K odvodrxvání pyridinových zásad se používá celá řada postupů, které lze rozdělit do tři skupin. Prvou skupinu tvoři klasické postupy, využívající k odvodňování hydroxidů alkalických kovů, zejména hydroxidu sodného a draselného, oxidu barnatého, síranu sodného. Většina těchto postupů se používá k odvodňování a dosoušení pyridinových zásad v laboratorním měřítku, provozního využití nalezl v minulých letech hydroxid sodný. Nevýhodou těchto postupů je vznik roztoků anorganických hydroxidů a solí, jejichž další využití přináší značné problémy, zejména pro zbytkový obsah pyridinových zásad. Do druhé skupiny postupů pro odvodňování pyridinových zásad lze zařadit metody využívající ionexy, molekulová síta apod. Tyto metody se používají výlučné pro dosoušení pyridinových zásad, event. pro eliminaci jejich hygroskopičnosti. Třetí skupinou jsou postupy zahrnující destilační odvodňování pyridinových zásad, aí již destilaci prostou, extrakční či· azeotropickou. V této skupině zaujímá dominantní postavení destilacní odvodňování zásad a jejich odvodňování azeotropickou destilaci s benzenem nebo jeho Homology»· 1 když se obě tyto základní alternativy odvodňování využívají v provozním měřítku, mají řadu nevýhod. Při destilačníra odvodnění se voda odděluje ve formé azeotropu s pyridinovými zásadami, čímž vznikajíIn many cases, the crude pyridine bases or their narrower fractions obtained by rectification contain different amounts of water. The presence and content of water in these bases is determined by the technological process of their extraction, for example by extraction from tar oils, synthesis or their separation - chemical processes, extraction, extraction and azeotropic distillation. gets due to their hygroscopicity. A number of methods are used to dehydrate the pyridine bases, which can be divided into three groups. The first group consists of classical processes, using dewatering of alkali hydroxides, especially sodium and potassium hydroxide, barium oxide, sodium sulfate. Most of these processes are used for dewatering and drying of pyridine bases on a laboratory scale, and sodium hydroxide has found operational use in recent years. The disadvantage of these processes is the formation of solutions of inorganic hydroxides and salts, the further use of which presents considerable problems, in particular for the residual content of pyridine bases. The second group of methods for the dewatering of pyridine bases include ion exchange methods, molecular sieves, etc. These methods are used exclusively for drying the pyridine bases. to eliminate their hygroscopicity. A third group comprises processes involving the distillation dehydration of pyridine bases, whether simple, extraction or azeotropic distillation. In this group, distilling dewatering of bases and their dewatering by azeotropic distillation with benzene or its homology occupy a dominant position. In the dewatering distillator, the water is separated in the form of an azeotrope with pyridine bases to form

247 233 značné ztráty baží, je nezbytná cirkulace objemného předkapu, a tím se zvyšuje i energetická náročnost odvodňování. Při odvodňování azeotropickou destilací s benzenem je nevýhodou vlastní složení azeotropické směsi, která obsahuje pouze 9 % hmotnostních vody a 91 % hmotnostních benzenu. Výhodnější je odvodňováni azeotropickou destilací s toluenem nebo xylenem, kde azeotropická směs obsahuje vyšší podíl vody. Přesto je i tato metoda výhodná pouze pro nižší obsahy vody v pyridinových zásadách a je velmi časově i energeticky náročná pro případy vyššího obsahu vody v zásadách, vyskytujících se např. při dělení baží azeotropickou destilací s>vodou.247 233 significant losses of the runoff, it is necessary to circulate a large opening, and thus increases the energy intensity of drainage. The disadvantage of dewatering by azeotropic distillation with benzene is the inherent composition of the azeotropic mixture, which contains only 9% by weight of water and 91% by weight of benzene. It is preferable to dewater by azeotropic distillation with toluene or xylene, wherein the azeotropic mixture contains a higher proportion of water. Nevertheless, this method is also advantageous only for lower water contents in pyridine bases and is very time and energy intensive for cases of higher water contents in bases occurring, for example, in the separation of bases by azeotropic distillation with> water.

Řadu uvedených nedostatků řeší způsob odvodňování pyridinových eásad azeotropickou destilací s benzenem nebo jeho horaology podle tohoto vynálezu. Jeho podstatou je schopnost rozsazení vodné vrstvy od benzenového roztoku pyridinových zásad, obsahují-li výchozí pyridinové zásady min. 20 % hmotnostních vody. Smísí-li se výchozí pyridinové zásady s benzenem neb jeho homology v hmotnostním poměru 1:1 až 20:1, s výhodou 2:1 až 9:1, oddělí se dvě vrstvy. Spodní vrstva obsahuje 80 až 99 % hmotnostnícn vody obsažené ve výchozích bazích, horní vrstva obsahuje pyridinové zásady, benzen neb jeho homology a zbylé množství vody z Tfibhozích pyridinových zásad. Azeotropickou destilací s benzenem se pak oddělí zbývající množství vody a po oddestilování benzenu se získají bezvode pyridinové zásady. Voda odtíelená z pyridinových zásad může cirkulovat v technologickém procesu získávání, dělení a odvodňování pyridinových zásad. K'vlastnímu odvodnění lze použít jak surové pyridinové zásady, tak jejich destilační frakce nebo čisté látky, získané dělením frakci svýhodou azeotropiCKou destilaci s vodou.Many of the above drawbacks are solved by the method of dewatering pyridine base by azeotropic distillation with benzene or its horologists according to the present invention. It is based on the ability to separate the aqueous layer from the benzene solution of pyridine bases if the starting pyridine bases contain min. 20% by weight of water. When the starting pyridine bases are mixed with benzene or its homologues in a weight ratio of 1: 1 to 20: 1, preferably 2: 1 to 9: 1, the two layers are separated. The lower layer contains 80 to 99% by weight of water contained in the starting bases, the upper layer contains pyridine bases, benzene or its homologues and the remaining amount of water from the Tibibodies of pyridine bases. The remaining amount of water is then separated by azeotropic distillation with benzene and anhydrous pyridine bases are obtained after distillation of the benzene. The water separated from the pyridine bases can circulate in the process of obtaining, separating and dewatering the pyridine bases. Both the pure pyridine bases, their distillation fractions, or the pure substances obtained by separating the fraction, preferably by azeotropic distillation with water, can be used for dewatering.

nlavní přednosti postupu podle vynálezu spočívá v podstatné úspoře energie nutné k odděleni veškerého množství vody, obsažené v pyridinových zásadách, azeotropickou destilací s Denzenem. Uvedeným postupem se azeotropickou destilací s benzenem odděluje pouze 1 až 20 % hmotnostních vody půvoane obsažené v pyridinových zásadách. Tím dojde i k zvýšení produktivity výrobního zařízeni a výraznému zkrácení dooy odvodňování, způsob je výhodný zejménaA major advantage of the process according to the invention lies in the substantial energy savings necessary to separate all the amount of water contained in the pyridine bases by azeotropic distillation with Denzene. Only 1-20% by weight of the water originally contained in the pyridine bases is separated by azeotropic distillation with benzene. This will also increase the productivity of the production equipment and significantly reduce the dooy drainage, the method being particularly advantageous

- 3 247 233- 3,247,233

Při odvodňování surových pyridinových zásad, obsahujících nad ‘20 % hmotnostních vody. Druhou oblastí využití tohoto způsobů je odvodňováni azeotropických směsí jednotlivých homologů pyridinu a··vody, vznikajících při dělení J-pikolinové, lutiainové, neDo Kollidmové fraxce azeotropickou destilací s vodou. Významnou výhodou zpusoDU odvodňovaní pyridinových zásad podle vynálezu je i ta skutečnosx, že-při jeho využití nevzniká žádný odpad, získaná voda i aromáické uhlovodíky recyklují v technologickém procesu získávání, dělení a odvodňování pyridinových zásad.For the dewatering of crude pyridine bases, containing by weight ‘20% of water. A second field of application of this method is the dewatering of azeotropic mixtures of individual homologues of pyridine and water resulting from the separation of J-picoline, lutiaine, or colloidal fraction by azeotropic distillation with water. An important advantage of the process of dewatering the pyridine bases of the present invention is the fact that no waste is generated when the pyridine bases are used, and the recovered water and aromatic hydrocarbons are recycled in the process of recovering, separating and dewatering the pyridine bases.

Konkrétní provedení způsoou odvodňování pyridinových zásad podle vynálezu, popisují následující příklady.Specific embodiments of the method of dewatering the pyridine bases of the invention are described in the following examples.

Příklad 1Example 1

100 g surových pyridinových zásad, obsahujících 30 % hmotnostních vody, bylo smíseno za míchání s 35 g benzenu. Ze vzniklé směsi se po ustání oddělila spodní vodná vrstva o hmotnosti 24,5 g obsa hující 4,1 % hmotnostních zásad. Horní vrstva byla poté odvodněna azeotropickou destilací s oenzenem, čímž bylo získáno 5,4 g vody, obsahující 0,35 % zásad. Po oddestilovaní benzenu přes destilační kolonu o účinnosti 25 teoretických pater bylo získáno 98,0 g pyridinových zásad s obsahem vody pod 0,1 % hmotnostních.100 g of crude pyridine bases containing 30% by weight of water were mixed with 35 g of benzene with stirring. A 24.5 g bottom aqueous layer containing 4.1% by weight of the bases was separated from the mixture after standing. The upper layer was then dewatered by azeotropic distillation with oenzene to give 5.4 g of water containing 0.35% base. After distilling off the benzene through a 25 theoretical plate distillation column, 98.0 g of pyridine bases with a water content below 0.1% by weight were obtained.

Příklad 2Example 2

100 g azeotropické směsi 3-methylpyridinu s vodou, zísicané při dělení 3-pikoiinové frakce azeotropickou rektifikací s vodou, obsahovalo 59 % hmotnostních vody. Po přidáni 20 g oenzenu a zamíchání, se ze směsi oddělila spodní vrstva 56,1 g vody, obsahují cí 3,1 % hmotnostních zásad. Benzenová vrstva poskytla po azeotro pickém odvodnění 3 g vody, obsahující 0,31 % hmotnostních zásad. Po oddestilovaní benzenu bylo získáno 40 g 3-metnylpyridmu. Voda získaná odsazením i azeotropicKým odvodněním, byla recyklovaná do další násady pro delení složek 3-pikoiinové frakce azeotropickou rektifiKací s vodou.100 g of azeotropic mixture of 3-methylpyridine with water, obtained by separating the 3-picicoin fraction by azeotropic rectification with water, contained 59% by weight of water. After adding 20 g of oenzene and stirring, the bottom layer separated 56.1 g of water containing 3.1% by weight of bases. After azeotropic dewatering, the benzene layer yielded 3 g of water containing 0.31% by weight of bases. After benzene was distilled off, 40 g of 3-methylpyridine was obtained. The water obtained by indentation and azeotropic dewatering was recycled to the next batch to separate the components of the 3-picicoin fraction by azeotropic rectification with water.

- 4 Příklad 3 247 233- 4 Example 3 247 233

ΙυΟ g azeotropicK© směsi 2,4-dimethylpyridinu s vodou, získané pri aěiení lutridinove frakoe azeotropiCKOu rektifikací s vodou, obsahovalo b2 7o hmotnostních vody. Po přidání 13 g toluenu a promisem, se ze směsi oddělila spodní vrstva 37,7 g vody, obsahující 0,41 % hmotnostních zásad. Toluenová vrstva poskytla po azeotropickém odvodnění 4,3 g vody, oosanující 0,38 % hmotnostních zásad. Po oadestiluvání toluenu bylo získáno jó g á, 4-dime tny Ipyndinu.The azeotropic mixture of 2,4-dimethylpyridine with water, obtained by mixing a lutridine fraction with azeotropic rectification with water, contained bw of 70% by weight of water. After adding 13 g of toluene and mixing, the bottom layer separated 37.7 g of water containing 0.41% by weight of bases. After azeotropic dewatering, the toluene layer yielded 4.3 g of water, resolving 0.38% by weight of bases. After toluene was distilled off, γ-4-dimethylamine was obtained.

Claims

Process for dewatering pyridine bases, their fractions or pure components with a water content of more than 20% by weight by azeotropic distillation with benzene or its homologues, characterized in that benzene or its homologues are added to the mixture of bases with water in a weight ratio of 1: 1 to 20: 1, preferably 2: 1 to 9: 1, the base is mixed and allowed to set, whereupon the lower aqueous layer containing 80 to 99% by weight of the water present is separated from the upper layer containing the base v, benzene or homologues thereof. and the remaining water, the final dewatering of the upper layer being carried out subsequently by azeotropic distillation.