CS277227B6

CS277227B6 - Způsob získávání arylaminu z destilačních zbytků po destilaci nebo rektifikaci arylisokyanátů

Info

Publication number: CS277227B6
Application number: CS902873A
Authority: CS
Inventors: Tomas Ing Sopuch; Josef Ing Csc Latinak; Josef Ing Kotlan; Sona Formanova; Jaromir Ing Csc Toman; Jaroslav Ing Kasal; Milos Ing Cepicky
Original assignee: Vychodoceske Chemicke Z Synthe
Priority date: 1990-06-11
Filing date: 1990-06-11
Publication date: 1992-12-16
Also published as: CS287390A3

Abstract

Destilační zbytek se podrobí rozkladu vodou při teplotě 120 až 300 "C, popřípadě 2a přítomnosti kyseliny nebo zásady a vzniklý arylamin se oddělí destilací nebo rektifikací.

Description

Vynález se týká způsobu získávání arylaminu z destilačních zbytků po destilaci nebo rektifikaci arylisokyanátů.

Arylisokyanát se připravuje fosgenací arylaminu za vzniku arylkarbamoylchloridu a jeho rozkladem na rylisokyanát a chlorovodík. Příprava se provádí obvykle v organickém inertním rozpouštědle jako v toluenu, chlorbenzenu, xelenu, takže produktem je v první fázi roztok arylisokyanátů v organickém inertním rozpouštědle. Pro některá další použití arylisokyanátů v chemickém průmyslu je třeba provést destilaci nebo rektifikaci. Produktem destilace je roztok arylisokyanátů v organickém inertním rozpouštědle, produktem rektifikace je izolovaný arylisokyanát. Výhodou získání izolovaného nebo destilovaného arylisokyanátů je kromě zlepšené kvality arylisokyanátů odstranění malého množství reakční ch odplynu, jako fosgenu a chlorovodíku, jejichž přítomnost v arylisokyanátů je pro některé aplikace nepřípustná. Nevýhodou přípravy destilovaného nebo rektifikovaného arylisokyanátů je poměrně nízký výtěžek, který bývá v laboratoři 85 až 95 % na nasazený arylisokyanát. Příčinou je vznik výšemolekulárních látek ve'vařáku při provádění destilace nebo rektifikace za sníženého tlaku. V destilačním zbytku jsou dále obsaženy vedlejší látky vznikající při fosgenačních reakcích. Izolace a likvidace z hygienického hlediska velmi nepříjemných destilačních zbytků z destilace nebo rektifikace je náročná.

Uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje způsob zpracování destilačních zbytků po destilaci nebo rektifikaci arylisokyanátů, připraveného fosgenací arylaminu podle tohoto vynálezu. Podstata spočívá v tom, že se destilační zbytek po destilaci nebo rektifikaci arylisokyanátů hydrolyzuje vodou, popřípadě vodným roztokem kyselin jako chlorovodíkové, sírové, fosforečné nebo zásad jako hydroxidu sodného, draselného, vápenatého, při teplotě 120 až

300 °C na arylamin.

Rozkladné reakce je nutno provádět v přítomnosti takového množství vody, které zajistí kvantitativní hydrolýzu organických látek, obsažených v destilačních zbytcích, na arylamin a oxid uhličitý. Maximální množství vody není kromě velikostí použitého reaktoru omezeno. Voda může být nasazena také ve formě sloučenin obsahujících vodu chemicky nebo krystalicky vázanou, například uhličitan sodný dekahydrát. Destilační zbytky lze nasazovat jako takové nebo ve směsi s inertním rozpouštědlem. Uvedeným postupem lze získat arylamin nejen z destilačních zbytků ze současné výroby, ale i z destilačních zbytků delší dobu skladovaných. Surový amin lze po odvodnění použít jako cennou surovinu v chemickém průmyslu, například opět pro přípravu arylisokyanátů. Daleko výhodnější je provést destilaci nebo rektifikaci surového arylaminu. Volbou podmínek rektifikace lze získat arylamin v rozdílné kvalitě v závislosti na požadavcích. Kvaliuu získaného arylaminu ovlivňuje také kvalita výchozího arylaminu použitého pro přípravu arylaminu. Destilační zbytky z destilace nebo rektifikace arylaminu představují podstatně nižší množství, než původní zbytky z destilace nebo rektifikace arylisokyanátů. Reakční plyn tvořený převážně netoxickým oxidem uhličitým lze popřípadě zachytit například v absorpční koloně, zkrápěné roztokem hydroxidu sodného. Odpouštěním reakčního odplynu již během reakce lze dosáhnou

CS 277227 Ββ výrazného snížení tlaku během reakce. Odpadní vodu po získání surového arylaminu lze použít jako násadu do dalších operací. Pro bližší objasnění podstaty vynálezu uvádíme dále příklady provedení.

Příklad 1 - Příprava m-tolylisokyanátu a m-toluidinu

Z celkové násady 10 920 g 40% roztoku m-toluidinu v chlorbenzenu a 36 000 g 21% roztoku fosgenu bylo připraveno v kaskádě tří míchaných reakčních baněk s přepadem celkem 28 030 g 18,4% roztoku m-tolylisokyanátu v chlorbenzenu, tj. ve výtěžku 95 % teorie na m-toluidin. Příprava m-tolylisokyanátu byla provedena za následujících podmínek: rychlost dávkování roztoku m-toluidinu 364 g/h rychlost dávkování roztoku fosgenu 1 200 g/h teplota v reakční baňce I (objem 0,25 1) 25 až 30 ’C teplota v reakční baňce II (objem 0,51) 80 až 85 °C teplota v reakční baňce III (objem 61) 130 °C

V reakční baňce I byla reakční směs intenzívně míchána tak, aby byl zajištěn plynulý odtok reakční směsi. Reaktory I a II pracovaly kontinuálně. Po naplnění reakční baňky III bylo dávkování přerušeno a z reakční směsi byl oddestilován nadbytečný fosgen a část chlorbenzenu. Z připraveného roztoku m-tolylisokyanátu byl nejprve přes rektifikační kolonu o účinnosti 10 teoretických pater oddestilován při tlaku 1,33 . 10⁴ Pa a teplotě 70 až 71 °C na hlavě kolony a refluxním poměru L/D 1:1 chlorbenzen. Po oddesO tilování frakce chlorbenzenu byl při tlaku 2,7 . 10 Pa a teplotě 83 °C a refluxním poměru L/D 3:1 oddestilován čistý m-tolylisokyanát. Rektifikace byla ukončena, když přestal destilovat m-tolylisokyanát. Po ukončení rektifikace a zavzdušnění aparatury byl z vařáku rektifikační kolony vypuštěn destilační zbytek. Celkem bylo získáno 4 540 g izolovaného m-tolylisokyanátu o obsahu 99,8 % a 889 g za horka tekutého, po ochlazení tuhého destilačního zbytku. Destilační zbytek z přípravy izolovaného m-tolylisokynátu byl převeden do tlakového reaktoru, kde bylo předtím již předloženo 1 600 g vody. Po uzavření reaktoru byla reakční směs vyhřátá na teplotu 185 °C, při které byla míchána 2,5 hodiny. Odpuštěním reakčních odplynů během reakce byl v reaktoru udržován tlak 2,5 MPa. Potom byla reakční směs rovnoměrně zchlazena na teplotu cca 20 °C. Po oddělení organické a vodné vrstvy v děličce bylo získáno celkem 954 g organické vrstvy obsahující ještě zbývající část neoddělené vody a 1 190 g vodné vrstvy, která byla použita jako násada do následujících pokusů. Surový arylamin - aminová vrstva byla nasazena do destilační baňky, z které byla přes kolonu o účinnosti 15 teoretických

O pater oddestilovana nadbytečná voda a dale při tlaku 2,7 . 10 Pa a teplotě 100 °C na hlavě kolony a refluxním poměru cca 2:1, ke konci až 10:1, bylo získáno nejprve 15 g vlhkého destilačního předku a dále 585 g m-toluidinu s obsahem 99,7 %, při obsahu 0,2 % p-toluidinu a 0,30 % o-toluidinu. Dále bylo získáno 176 g kapalného, po ochlazení tuhého destilačního zbytku. Celkově bylo proto získáno z 4 368 g m-toluidinu, 4 540 g izolovaného m-tolylisokyanátu a 585 g m-toluidinu, který byl použit opětovně pro přípravu dalších 606 g m-tolylisokyanátu.

Příklad 2 - Příprava izolovaného m-tolylisokyanátu a m-toluidinu

Postup přípravy byl obdobný jako v přikladu c. 1 s tím rozdílem, že ze získaného roztoku m-tolylisokynátu v chlorbenzenu byl na kontinuálně pracující vakuové odparce oddestilován roztok m-tolylisokyanátu v chlorbenzenu. Z tohoto roztoku byl na další kontinuálně pracující koloně o účinnosti 30 teoretických pater oddestilován chlorbenzen. Izolovaný m-tolylisokyanát byl získán kontinuálním odběrem z vařáku kolony.

Násada m-toluidinu (99,9%) 4 700g násada fosgenu (100%) 8 640g získáno izolovaného m-tolylisokyanátu 5 340g obsah m-tolylisokyanátu 99,9 % získáno destilačních zbytků510 g násada vody do tlakového reaktoru doba vyhřívání na teplotu 180 °C doba expozice při teplotě 180 °C maximální tlak v reaktoru . způsob oddělení vodné fáze způsob získání čistého m-toluidinu získáno čistého m-toluidinu o obsahu 99,8 %.

900 g

1,5 h , 1,5 h

6,1 MPa oddestilovaná při tlaku 8,0 . 10³ Pa rektifikace při tlaku 2,7 . 10³ Pa

362 g

Příklad 3 - Příprava izolovaného m-tolylisokyanátu a m-toluidinu

K deštílačnímu zbytku z rektifikace m-tolylisokyanátu v množství 883 g bylo přidáno 7 000 g vody a po provedení hydrolýzy byl vydestilován m-toluidin z reaktoru s vodní parou. Bylo získané 605 g m-toluidinu o obsahu 98,1 %.

Příklad 4 - Příprava izolovaného 3-chlor-4-tolylisokyanátu a 2chlor-4-aminotoluenu

Z 1 000 g destilačních zbytků po rektifikaci 3-chlor-4-tolylisokyanátu a 500 g 10% roztoku hydroxidu sodného bylo hydrolýzou při teplotě 190 °C a tlaku 2,9 MPa v době trvání 3,5 hodin připraveno po následující rektifikaci surového 2-chlor-4-aminotoluenu 19 g destilačního předku obsahujícího převážně p-toluidin a dále 625 g 2-chlor-4-aminotoluenu s obsahem 99,7 %. Rektifikace byla provedena na koloně o účinnosti 10 teoretických pater při tlaku 3,3 . 10³ Pa a teplotě par na hlavě kolony 133 až 134 °C. Destilát byl odebírán při refluxním poměru L/D 5:1.

Kvalita získaného 2-chlor-4-aminotoluenu byla následující:

obsah 2-chlor-4-aminotoluenu diazotačně: 99,7 % obsah p-toluidinu plynovou chromatografií: 0,2 %

teplota tuhnutí: 23 °C obsah vody: stopy

Z 600 g takto získaného 2-chlor-4-aminotoluenu bylo dále připraveno 652 g 3-chlor-4-tolylisokyanátu ve formě 17,1% roztoku v chlorbenzenu. .

Příklad 5 - Příprava m-toluidin z destilačních zbytků po m-tolylisokyanátu

Postup byl shodný jako v příkladu č. 1 s tím rozdílem, že rozklad destilačních zbytků byl proveden při teplotě 125 až 135 °C v přítomnosti 400 g chlorbenzenu a kyseliny chlorovodíkové. Doba expozice byla 49 hodin. Provedeno v ampulích. Celkově k 903 g destilačních zbytků bylo přidáno 1 600 g 10% kyseliny chlorovodíkové. Po hydrolýze a rektifikaci bylo celkem získáno 579 g m-toluidinu o obsahu 99,8 %.

Příklad 6 - Příprava izolovaného m-tolylisokyanátu a m-toluidinu

Rozklad destilačních zbytků byl proveden vyhřátím směsi vody a destilačních zbytků na teplotu 300 °C, při které byla reakční směs exponována 0,3 hodiny. Z 881 g destilačního zbytku bylo po hydrolýze a rektifikaci získáno 582 g hlavního podílu m-toluidinu o obsahu 99,9 %.

Příklad 7 - Příprava izolovaného m-tolylisokyanátu a m-toluidinu

Postup byl obdobný jako v příkladu č. 1 s tím rozdílem, že rozklad destilačních zbytků byl proveden 7 hodin při teplotě 160 až 170 °C. Z 899 g destilačních zbytků bylo po hydrolýze a prosté destilaci za sníženého tlaku získáno 598 g m-toluidinu s obsahem 98,7 %.

Příklad 8 - Příprava 4-isopropylfenylisokyanátu a 4-isopropylfenylaminu

Z 1 000 g 4-isopropylfenylaminu ve formě 30% roztoku v chlorbenzenu a 1 480 g fosgehu ve formě 20% roztoku v chlorbenzenu bylo připraveno celkem 1 146 g 100% 4-isopropylfenylisokyanátu ve formě 25% roztoku v chlorbenzenu.

Z uvedeného roztoku byl · na vakuové odparce oddestilován 4-isopropylfenylisokyanát s chlorbenzenem. Bylo získáno celkem 1 031 g 100% 4-isopropylfenylisokyanátu ve formě 27,1% roztoku. Dále bylo získáno 165 g destilačního zbytku, který byl nasazen s vodou do autoklávu. Do autoklávu bylo dále nasazeno 20 g vody. Po uzavření autoklávu bylo uvedená směs vyhřátá na teplotu 190 °C, při které byla reakční směs míchána 0,5 hodin. Tlak v reaktoru byl v průběhu tepelně expozice udržován odpouštěním reakčním odplynu na hodnotě 2,9 MPa. Potom byla reakční směs postupně zchlazena na teplotu 20 °C. Z takto získaného surového 4-isopropylfenylaminu bylo po oddestilování vody při tlaku

O

5,33 . 10 Pa a teplotě par na hlavě kolony o účinnosti 20 teoretických pater oddestilováno při refluxním poměru L/D 5:1 cca 10 g destilačního předku, který byl předložen jako násada do příštího pokusu přípravy 4-isopropylfenylaminu a dále 105 g 4-isopropylfenylaminu následující kvality o obsahu 99,8 %. Dále bylo získáno cca 20 g destilačního zbytku.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

Způsob získávání arylaminu z destilačních zbytků po destilaci nebo rektifikaci arylisokyanátu, připraveného fosgenační technologií z arylaminu, vyznačující se tím, že se destilační zbytek po destilaci nebo rektifikaci arylisokyanátu hydrolyzuje vodou popřípadě vodným roztokem kyselin jako chlorovodíkové, sírové, fosforečné nebo zásad jako hydroxidu sodného, draselného, vápenatého při teplotě 120 až 300 °C na arylamin, který se následně přečistí destilací nebo rektifikaci.