CZ291086B6 - Způsob kontinuální výroby benzylalkoholu - Google Patents

Abstract

Zp sob v²roby benzylalkoholu hydrol²zou benzylchloridu p°i zv² en²ch teplot ch. Voda a benzylchlorid se d vkuj kontinu ln do reaktoru s disperga n m za° zen m, reak n produkt se po ·pln p°em n rozd l na organickou a vodnou f zi, organick f ze se kontinu ln zav d do prvn destila n kolony a rozd luje se za tlaku 0,1 a 95 kPa na benzylchlorid, kter² se odeb r z hlavy kolony a zav d se zp t do reaktoru a na surov² benzylalkohol, kter² se zav d do druh destila n jednotky a z t vych z jako ist² benzylalkohol vedle produktu z paty kolony, obsahuj c ho doprovodn produkty. Vodn , kyselinu chlorovod kovou obsahuj c f ze, se zpracuje v extrak n aparatu°e s rozpou t dlem, p°i em se vyjmou ve vod rozpu t n organick l tky, extrakt se ve t°et destila n jednotce zbav rozpou t dla a produkt z paty t°et destila n jednotky se zav d do prvn destila n aparatury a kyselinu chlorovod kovou obsahuj c vodn f ze se po extrakci vede k zakoncentrov n chlorovod ku.\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby benzylalkoholu hydrolýzou benzylchloridu vodou při zvýšených teplotách, při kterém se voda a benzylchlorid dávkuje kontinuálně do reaktoru s dispergaěním zařízením, reakční produkt se po úplné přeměně rozdělí na organickou a vodnou fázi, organická fáze se kontinuálně zavádí do první destilační kolony a rozděluje se na benzylchlorid, který se zavádí zpět do reaktoru a na surový benzylalkohol, který' ze druhé destilační jednotky vychází jako čistý benzylalkohol vedle produktu z paty kolony, obsahujícího doprovodné produkty, vodná, kyselinu chlorovodíkovou obsahující fáze, se zpracuje v kontinuálně pracující extrakční aparatuře s rozpouštědlem, kterým se vyjmou ve vodě rozpuštěné organické látky, obzvláště benzylalkohol, extrakt se ve třetí destilační jednotce zbaví rozpouštědla, které se opět zavádí do extrakční aparatury, produkt z paty třetí destilační jednotky se zavádí do první destilační aparatury a kyselinu chlorovodíkovou obsahující vodná fáze se po extrakci vede do chlorovodík absorbujícího zařízení k zakoncentrování chlorovodíku a dalšímu použití nebo k elektrolýze kyseliny chlorovodíkové za účelem získání chloru.

Dosavadní stav techniky

V hydrolýze benzylchloridu bylo již provedeno velmi mnoho. Mnoho publikací se zabývá tímto problémem za účelem objasnění reakčního mechanismu a vypracování analytických metod. Přitom se zpravidla používají homogenní směsi zbenzylchloridu, vody ave vodě rozpustných látek zprostředkujících rozpouštění, jako je například alkohol, aceton, dioxan nebo kyselina octová (viz například J. Chem. Soc. 1954, 1840 a další; Z. Naturf. 1946 (1), 580-4; J. Chem. Soc. 1957, 4747 a další; Tetrahedron 1957 (1), 129-144; Rec. 48, 227 a další (1929) a 49 a další (1930)). v různých případech se hydrolýza také provádí za přítomnosti hydroxidů alkalických kovů, uhličitanů alkalických kovů nebo uhličitanů kovů alkalických zemin, jak je popsáno například vJ. Am. Chem. Soc. 62, 2481 (1940); Rec. 53, 891 a další a 869 a další (1934), přičemž poslední publikace ukazují, že se hydrolýza urychluje za přítomnosti bázických sloučenin. Ve všech těchto pracích se na izolaci a identifikaci produktů hydrolýzy neklade žádný zřetel.

Existují také zkoušky hydrolýzy benzylchloridu vodou samotnou, které obsahují také popis produktů hydrolýzy. Podle Ann. 139, 307 a další (1866) přechází benzylchlorid při teplotě 190 °C s vodou především na uhlovodíky a dibenzylether.

Za mírných podmínek (Ann. 196, 353 (1989) při teplotě v rozmezí 100 až 110°C a úplné přeměně se dosáhne, ovšem za velmi silného zředění, výtěžku benzylalkoholu 76 % teorie; zbytek jsou vysokovroucí látky, které zde nejsou charakterizovány.

Poznatek, že reakce probíhá za přítomnosti alkálií rychleji a hladčeji, vedl v technickém měřítku ke snaze vázat kyselinu chlorovodíkovou, vznikající při hydrolýze benzylchloridu. Tak se v DRP 484 662 doporučuje provádět reakci za přítomnosti uhličitanu vápenatého, přičemž podle US-PS2 221 882 se pracuje za přítomnosti nejprve roztoku uhličitanu sodného a potom hydroxidu sodného. Výtěžek je však hluboko pod 90 % teorie.

Uhličitan sodný jako báze se zjevně osvědčil a udržel se i v další době. Další objevy v této oblasti byly zaměřené na technické vytvoření této basické hydrolýzy benzylchloridu jako kontinuálního způsobu, jako je například popsáno v DE-OS 2 101 810, EP-A 64 486 a DD-PS 161 067.

Nevýhodou alkalické hydrolýzy je však dodatečné použití uhličitanu sodného, tvorba chloridu sodného a vznik velkého množství odpadních vod, které ovšem musí být likvidovány.

-1 CZ 291086 B6

Úkolem předloženého vynálezu tedy je nalezení nového způsobu, který by vyloučil přídavek uhličitanu sodného a tím zatížení chloridem sodným a odpadními vodami.

Podstata vynálezu

Nyní bylo zjištěno, že se tohoto dosáhne prakticky za alespoň stejných nebo vyšších výtěžků benzylalkoholu, když se pří teplotě v rozmezí 80 °C až 180 °C nechá reagovat benzylchlorid 10 s desetinásobným až sedmdesátinásobným molámím množstvím Vody za intenzivního promíchávání a zreaguje neúplně.

Podle stavu znalostí nebylo možno výsledek v žádném případě očekávat. Dosud známé výtěžky byly prostřední a nebyl znám druh vedlejších produktů. Za mírných podmínek při teplotě 100 až 15 110 °C získávaných 76 % benzylalkoholu (Ann. 196, 353 (1879)) bylo dosahováno při molámím poměru voda : benzylalkoholu 190 : 1, tedy hmotnostním poměru 27 : 1; to znamená, že získaná kyselina chlorovodíková měla jednak sice velmi nízkou koncentraci a tedy nemohla způsobovat prakticky žádnou tvorbu vedlejších produktů, na druhé straně ale neměla také žádnou využitelnou hodnotu.

Kromě toho bylo možno za těchto předpokladů očekávat technicky neúnosné výtěžky za jednotku času na jednotku prostoru.

Na druhé straně se muselo při snížení molámího poměru pod 190: 1 na nárokované hodnoty 25 10 až 70:1 počítat s podstatně zvýšenou tvorbou vedlejších produktů, neboť koncentrace kyseliny chlorovodíkové a tím i její aktivita mnohonásobně stoupne.

Naproti tomu poskytuje způsob podle předloženého vynálezu kyselinu chlorovodíkovou s vyšší koncentrací jako doprovodný produkt, kteiý se dá dále využít.

Vhodný výchozí produkt pro způsob podle předloženého vynálezu je benzylchlorid, kteiý je obecně dostupný chlorací postranního řetězce.

Vhodný je přirozeně také benzylchlorid, substituovaný halogenem, například chlorem, karboxy35 skupinou, kyanoskupinou, methoxyskupinou, methylovou skupinou a nitroskupinou. Výhodný je však nesubstituovaný benzylchlorid.

Způsob výroby benzylalkoholu hydrolýzou benzylchloridu vodou při zvýšené teplotě se vyznačuje tím, že se kontinuálně

a) zavádí benzylchlorid a voda v molámím poměru 1 : (10 až 70) do reaktoru s dispergačním zařízením, ve kterém je teplota v rozmezí 80 °C až 180 °C a v něm se nechá reagovat až do konverze na benzylchlorid 30 až 90 % ,

b) reakční produkt se po opuštění reaktoru separuje na vodnou a organickou fázi,

c) organická fáze se dělí v první destilační aparatuře za tlaku 0,1 až 95 kPa na benzylchlorid a surový benzylalkohol,

d) benzylchlorid, odebíraný z hlavy kolony, se vrací zpět do reaktoru,

e) surový benzylalkohol se rafinuje ve druhé destilační jednotce na čistý benzylalkohol, přičemž se odebírá produkt z paty, obsahující doprovodné produkty, obzvláště dibenzylether,

-2CZ 291086 B6 f

f) vodná fáze, obsahující zředěnou kyselinu chlorovodíkovou, ze separátoru,, se vextrakční aparatuře zpracovává rozpouštědlem, kterým se vyjmou ve zředěné kyselině chlorovodíkové ještě rozpuštěné organické součásti, obzvláště benzylalkohol,

g) tento extrakt se ve třetí destilační aparatuře zbaví rozpouštědla, které se vrací do extraktoru,

h) produkt z paty třetí destilační aparatury se vede do první destilace pro získání benzylalkoholu a

i) zředěná vodná kyselina chlorovodíková z extrakce se po odebrání zbytkových organických látek zavádí do absorpčního zařízení na HC1, kde se zakoncentruje ajako čistá kyselina chlorovodíková se odvádí k dalšímu použití nebo na elektrolýzu pro získání chloru pro chloraci postranního řetězce toluenu.

Přehled obrázků na výkresech

Způsob podle předloženého vynálezu je příkladně znázorněn na obr. 1. Na obr. 2 je znázorněn komorový reaktor a na obr. 3 trubkový reaktor, které jsou vhodné pro provádění způsobu podle předloženého vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Reaktor R pracuje při teplotě v rozmezí 80 °C až 180 °C, výhodně 100 °C až 170 °C a obzvláště výhodně 110 °C až 150 °C. Tento reaktor může být provozován izotermně tak, že se chlazením odvádí reakční teplo, nebo výhodně také adiabaticky tak, že se edukty E, tedy H₂O aBCl (benzylchlorid) zavádějí do reaktoru R přes mísič M vedením 1 při takových teplotách, aby reakční směs v reaktoru byla zahřáta na požadovanou reakční teplotu a při této teplotě také reaktor opouštěla.

Molámí poměr benzylchloridu a vody činí 1 : 10 až 1 :70, výhodně 1 : 15 až 1 : 55, obzvláště výhodně 1 : 20 až 1 : 50 a zcela obzvláště výhodně 1 :25 až 1 : 50.

Konverze benzylchloridu se udržuje účelně v rozmezí 35 až 90 %, výhodné 40 až 85 % a obzvláště výhodně 45 až 80 %.

Jako reaktor R se může použít jednoduchý míchaný kotel, který umožňuje, aby byla reakční směs za daných reakčních podmínek jemně dispergována. Výhodně se však používá kaskáda míchaných kotlů se 2 až 7 kotli, výhodné se 3 až 5 kotli.

Výhodný je také komorový reaktor, jaký je znázorněný na obr. 2, ve kterém jsou jednotlivé komory míchané míchadlem R se 2 až 4 listy B pro každou komoru a pro lepší dispergací je každá komora opatřena dvěma nebo více přerušovači proudění S. Tyto komory jsou spolu bezprostředně spojené tak, aby nemohlo docházet k nějakému zpětnému promíchávání (příkladný průběh proudění dvoufázové směsí je znázorněn na obr. 2, přičemž takto je spojeno 2 až 10 komor, výhodně 3 až 8 a obzvláště výhodně 3 až 6 komor.

Dále jsou výhodné trubkové reaktory, přičemž výhodné provedení je znázorněné na obr. 3. Tímto reaktorem proudí kapkovitá reakční směs rychlostí, dostačující ke vzniku turbulentního stavu a pomocí známých mísících a dispergačních prvků se benzylchlorid pokud možno jemně rozptýlí ve vodě. Přitom se může reakční směs z organické 1 a vodné 2 fáze doplňovat na libovolném místě reaktoru 2' a reakční směs z benzylchloridu a benzylalkoholu 3 a zředěné kyseliny chlorovodíkové 4 se odebírá po dané době prodlení na konci reaktoru nebo také dříve (3' a 4').

Takovéto trubkové reaktory mohou být odborníky vypočteny a zkonstruovány za pomoci známých metod (Perry's Chemical Engineers Handbook, Mc Graw Hill N. Y., 6th Ed. 1984).

Průměr kapiček ve vodě dispergované organické fáze může být například v rozmezí 100 až 400 pm, výhodně 150 až 300 pm.

Když se reakce provádí při teplotě vyšší než 100 °C, musí se použít tlakové aparatury až do asi 5,0 MPa, výhodně 3.0 MPa a obzvláště výhodně do 2,0 MPa.

Reaktor R opouštějící reakční směs 2 se účelně rozděluje v dělicím zařízení TI při zvýšené teplotě v rozmezí 50 až 100 °C, výhodně 55 až 95 °C, na organickou fázi a na vodnou zředěnou kyselinu chlorovodíkovou, jejíž koncentrace závisí na použitém molámím poměru reaktantů a na dosahované konverzi a činí například 2 až 7 % hmotnostních HC1. Dělení fází se může popřípadě významně urychlit použitím dělicích aparatur, jako je koalescer, které jsou například popsané v Ullmans Encyclopedia of Ind. Chem. Unit Operations II Vol. B3, str. 6-31 a Chem. Ing. Techn. (1986)58,449 a další.

Když se reakce provádí při teplotách vyšších než 100 °C, například při teplotě 130 °C, může se reakční směs před vstupem do dělicího zařízení TI ochladit odpařením při dekomprimaci (2'->EV->3'). Přitom se může část nezreagovaného benzylchloridu a část vody z reakční směsi odpařit a zavádět zpět do reaktoru vedením 161. Tímto způsobem se může ušetřit energie pro ohřátí eduktů a chladicí kapalina pro reakční směs a může se poněkud zkoncentrovat vznikající zředěná kyselina chlorovodíková.

Je také výhodné zajišťovat ochlazování reakčního produktu 2 před dělicím zařízením TI tak, že se odvede přebytečné teplo v tepelném výměníku VT a tím se opět zahřeje extraktor Ex opouštějící vodná fáze 6 buď přímou výměnou (6'->6'') v tepelném výměníku WT nebo přes oběh nosiče tepla WK, aby se z vodné fáze alespoň částečně odstranil zbytkový organický materiál 8 odtahovacím zařízením V.

Z dělicího zařízení TI odebíraná organická fáze 4 obsahuje především benzylalkohol a benzylchlorid, jako doprovodný produkt dibenzylether a ještě rozpuštěné nepatrné množství zředěné kyseliny chlorovodíkové. Vzájemný poměr organických látek je dán konverzi, dosahovanou v reaktoru. Obsah benzylalkoholu může být například 40 až 75 %, dibenzyletheru asi 0,5 až 6 % a kyseliny chlorovodíkové asi 0,5 až 8 %.

Rozdělování této směsi destilací Dl není samozřejmé, neboť při zvýšené teplotě mohou vznikat z benzylchloridu a benzylalkoholu a kyseliny chlorovodíkové vedlejší produkty, obzvláště dibenzylether. Tato kondenzace probíhá podle literatury také během destilativního zpracování takových hydrolýzních směsí, pokud obsah benzylchloridu je vyšší než 1 % (Chem. Prum. 32 (1982), 586; citováno podle C. A. 98 106 890). Aby se tato dodatečná tvorba dibenzyletheru, nastávající při destilaci, potlačila, doporučuje se nákladná reakce zbytků benzylchloridu s dusíkatými sloučeninami, například s hexamethylentetraminem (CS 216 042 B; citováno podle C. A. 102, 45606t). Dělení směsi benzylchloridu, benzylalkoholu, dibenzyletheru a vodné kyseliny chlorovodíkové se provádí podle předloženého vynálezu tak, že se takováto směs přivádí do kontinuálně pracující destilační kolony sochuzovací aobohacovací částí přes postranní přívod, destilační kolona pracuje za tlaku u hlavy kolony 0,1 až 95 kPa a z hlavy destilační kolony se odebírá směs, která v podstatě sestává z benzylchloridu a vodné kyseliny chlorovodíkové a u paty této destilační kolony se odebírá směs, která v podstatě sestává z benzylalkoholu a dibenzyletheru.

Proto se organická fáze 4, opouštějící dělicí zařízení TI, zavádí ze strany do první destilační kolony Dl. Tato pracuje při tlaku v hlavě kolony v rozmezí 0,1 až 95 kPa, výhodně 1 až 50 kPa a obzvláště výhodně 2 až 30 kPa. Přitom se nastaví pro odborníky známým způsobem teplota v patě kolony v závislosti na nastaveném tlaku v hlavě kolony a v závislosti na složení dělené

-4CZ 291086 B6 směsi na 30 až 200 °C, výhodně 60 až 180 °C a obzvláště výhodně 70 až 165 °C. Odpovídajícím způsobem se nastaví teplota v hlavě kolony na 20 °C až 175 °C, výhodně 50 °C až 155 °C, obzvláště výhodně 60 až 140 °C. Teplota v hlavě kolony přitom leží vždy pod teplotou v patě kolony. Postranní přívod dělené směsí je zaveden na místě destilační kolony, ve kterém panuje teplota v rozmezí 25 °C až 195 °C, výhodně 55 °C až 175 °C a obzvláště výhodně 65 °C až 160 °C. Nastavení teplotního gradientu je pro odborníky známé. 7e mimo jiné závislý na složení směsi a na jejím předehřátí. Destilační kolona může pracovat se zatížením 0,05 až 1,0 kg organické fáze v dělené směsi pro litr prázdného objemu kolony za hodinu. Výhodně je zatížení nastaveno na 0,15 až 0,9 kg/l.hod. obzvláště výhodně 0,25 až 0,8 kg/l.hod.

Dodatečná tvorba dibenz) letheru je podle předloženého vynálezu prakticky potlačena a klesá na nepatrné hodnoty méně než 4 % výhodně méně než 2 % a obzvláště výhodně méně než 0,5 %, vztaženo na množství benzylalkoholu.

Z hlavy kolony Dl odebíraná směs 16 veškerého nezreagovaného benzylchloridu a veškeré ještě rozpuštěné kyselin) chlorovodíkové, se odvádí zpět do reaktoru Raz paty kolony se odebírá surový benzylalkohol Γ7. neobsahující již prakticky žádný benzylchlorid, ale všechny vysokovroucí látky, obzvláště dibenzylether.

Kolona může být vybavena známými vestavbami, jako jsou zvonečková dna, sítová dna a jinými konstrukcemi den, náplňovými tělisky různých druhů nebo obzvláště také výplněmi.

Surový benzylalkohol 17. popř. 17' z destilační kolony Dl se vede do druhé destilační jednotky, která může sestávat z jedné destilační kolony D2 nebo dvou destilačních kolon D2+D2'. Když se použije pouze jedna kolona D2, tak musí být produkt z paty destilační kolony Dl pro destilaci benzylchloridu, tedy surový benzylalkohol 17, prakticky prostý nízkovroucích látek, obzvláště benzylchloridu. u hlavy této kolony D2 se potom odebírá čistý benzylalkohol 21' s obsahem > 99,99 % a z paty se odebírá směs vysokovroucích látek 20', která sestává v podstatě z dibenzyletheru DB, zbvtkového benzylalkoholu a malého množství jiného vysokovroucího materiálu. Tato směs se popřípadě může dále diskontinuálně zpracovávat.

Když druhá destilační jednotka ale sestává ze dvou kolon D2+D2', tak se může surový benzylalkohol 17 ještě zbavit nepatrných množství lehce těkavých látek 18, obzvláště benzylchloridu, ve druhé koloně D2' se níže vroucích látek zbavený surový benzylalkohol 19 rozdělí na čistý benzylalkohol 21 a produkt z paty kolony 20.

Nekondenzovatelné lehko vroucí podíly a odplyny 22', 22, 22' a 22^IV se mohou z destilačních kolon odebírat a likvidovat například spalováním AG.

Kolony D2, D2' a D2 se provozují za vakua při 50 až 1 kPa, výhodně 25 až 1 kPa, obzvláště výhodně 10 až 1 kPa.

Zředěná kyselina chlorovodíková 5 získaná po reakci v oddělovacím zařízení TI, se zpracovává v extrakčním zařízení Ex s vhodným rozpouštědlem, aby se získaly organické součásti, rozpuštěné ve vodné fázi, především benzylalkohol, který je podle podmínek rozpuštěný ve zředěné kyselině chlorovodíkové 5 v množství asi 2 až 4 % hmotnostní a také benzylchlorid, který je ovšem méně rozpustný. Teplota pří extrakci činí 20 až 100 °C, výhodně 40 až 95 °C a obzvláště výhodně 50 až 95 C.

Vhodná rozpouštědla jsou uhlovodíky se 4 až 9 uhlíkovými atomy, halogenované uhlovodíky s 1 až 8 uhlíkovými atomy, především aromatické uhlovodíky, jako je benzen, toluen, xyleny, ethylbenzen a kumen, halogenované uhlovodíky, jako je methylenchlorid, chloroform, dichlorethan, trichlorethylen, chlorbenzen a benzylchlorid. Obzvláště výhodný je toluen a benzylchlorid.

Když dochází ke ztrátám rozpouštědla L, může se do extrakce dodat vedením 14'.

-5CZ 291086 B6

Extrakce se provádí ve známých zařízeních, jaká jsou například popsaná v Ullmann's Encyclopedia of Ind. Chem. Unit. Oper. II Vol., str. 6-14, v protiproudu a kontinuálně. Uvést je možno náplňové kolony, patrové kolony, pulzující patrové kolony, pulzující-výplňové kolony, 5 Mixer-Settlerbaterie, kolony s rotujícími vestavbami a odstředivkové extraktory.

Extrakt 13 se zbavuje extrakčního činidla a stop zředěné kyseliny chlorovodíkové ve třetí destilační koloně D3. produkt 14 z hlavy se vede opět do extrakčního zařízení Ex a produkt 15 z paty této kolony D3 se společně s organickou fází 4 zavádí do první destilační kolony Dl. kde to se odděluje benzylchlorid a benzylalkohol. Tato třetí destilační kolona D3 pracuje za tlaku 75 až kPa, výhodné 50 až 15 kPa a obzvláště výhodně 40 až 20 kPa.

Zředěná vodná kyselina chlorovodíková 6 z extrakčního zařízení Ex se zavádí do známým způsobem provozovaného HCl-absorbéru AS, ve kterém se například chlorovodík 11 z chlorace 15 toluenu nebo aromátů převádí na vysokoprocentní kyselinu chlorovodíkovou 12, která je velmi čistá a je vhodná pro jiná technická použití nebo pro elektrolytické zpracování na chlor.

Předtím, než se zředěná kyselina chlorovodíková 6 z extrakce zavádí do absorpčního zařízení AS, měly by se v ní přítomné zbytky organických sloučenin, které jsou z extrakce ještě v této kyselině 20 rozpuštěné, například toluen, benzylchlorid nebo stopy benzylalkoholu, pokud možno dalekosáhle oddělit ve striperu V. Zředěná kyselina chlorovodíková 7, prakticky prostá organických látek, se potom v absorbéru AS úplně zbaví destilací stop uhlovodíkových sloučenin a destilát 8' se v dělicím zařízení T2 rozdělí na vodu a organické látky.

Jak již bylo popsáno, je striper v zásobován odpadním teplem z reakční směsi 2 přes tepelný výměník WT přímo, nebo přes tepelný výměník WK. Striper opouští směs 8 s převážným podílem vody a malým množstvím organického materiálu, která se v dělicím zařízení T2 rozděluje společně se směsí 8' z vody a organických látek, popřípadě pocházející z absorpčního zařízení AS, na vodnou a organickou fázi. Vodná fáze 9 se vede přes mísič M zpět do reaktoru R, 30 organická fáze 10 se může vést na chloraci toluenu nebo do třetí destilační kolony D3.

Tímto způsobem se provádí kontinuální způsob výroby benzylalkoholu z benzylchloridu hydrolýzou s vodou, který nevyžaduje žádné base, nevznikají při něm žádné soli ani odpadní louhy, které by se musely zneškodňovat, ani zásadní množství organicko-chemických odpadních produktů. 35 Vznikající malé množství dibenzyletheru se může použít buď přímo průmyslově, například v gumárenském průmyslu, nebo společně s jinými vysokovroucími podíly 20+20' a organickými sloučeninami 10 z dělicího zařízení T2 ve chloraci toluenu, kde proběhne chlorace na benzotrichlorid a benzoylchlorid.

Procentní údaje, uvedené v následujícím příkladě, týkají hmotnosti, uváděné díly jsou hmotnostní díly.

Příklad

Benzylchlorid a voda se nechají navzájem reagovat ve hmotnostním poměru 1 :35 při teplotě 130 °C, přičemž se reakce při dosažení konverze 60 % přeruší a reakční směs se zpracuje.

Provedení příkladu je objasněno pomocí obr. 1. Za jednu hodinu se do zařízení vedou následující 50 množství:

14,01 dílů benzylchloridu (BC1), teplota asi 35 °C E

96,75 dílů vody, teplota asi 150 °C, E, k tomu

-6CZ 291086 B6

10,51 dílů směsi 16. teplota asi 40 °C, produkt z hlavy destilační kolony Dl. sestávající z asi 88 % benzylchloridu, 4 % benzylalkoholu, 6 % vody a stop kyseliny chlorovodíkové a toluenu a asi

18,9 dílů směsi 9, teplota asi 40 °C, která sestává z> 99 % vody a pouze stop benzylchloridu a benzylalkoholu a která pochází z dělicího zařízení T2.

Toto množství se zavádí do mísiče M za tlaku 0,1 MPa a potom přes kaskádu pěti za sebou zařazených, intenzivně míchaných nádrží, opatřených přerušovači proudění, přičemž teplota při dobré izolaci stoupne na 130 °C.

Po opuštění kaskády se získá reakční směs asi 81 % vody, 6,6 % benzylchloridu, 8,5 % benzylalkoholu, 0,27 % vysokovroucích látek (především benzyletheru) a asi 2,9 % kyseliny chlorovodíkové.

Směs 2 se vede do tepelného výměníku WT, kde se ochladí na teplotu asi 90 °C a dále do dělicího zařízení TI s koalescerem, ve kterém se organická fáze oddělí od vodné fáze. Vodná fáze (asi 121 dílů, asi 94 % vody, 3,3 % kyseliny chlorovodíkové, 2,6 % benzylalkoholu a stopy benzylchloridu, toluenu a dibenzyletheru) se extrahuje v extraktoru Ex, pulzační koloně, toluenem. Odtékající vodná fáze 6 s asi 96% vody, 0,1% benzylalkoholu, 3,4% kyseliny chlorovodíkové, malým množstvím toluenu a stopami benzylchloridu se v odpařovači V stripuje za využití odpadního tepla reakční směsi z tepelného výměníku WT a dále se zbaví zbytkových organických látek a může se vést do absorbéru kyseliny chlorovodíkové AS. ze kterého se poslední zbytky organického materiálu odhánějí destilací. Tyto destiláty 8' a 8 z odpařovače v se odvádějí do dělicího zařízení T2, kde se oddělí organické sloučeniny 10 (0,15 až 0,2 dílů), které se zavádějí do kolony D3 nebo za extraktor D3. Vodná fáze (> 99 %) 9 z dělicího zařízení T2 se zavádí zpět do mísiče M.

Ztráty toluenu L (0,2 - 0,4 dílů) se doplňují ze zásobní nádoby.

Toluenový extrakt z extraktéru Ex se vede do odpařovači kolony D3, ze které se při tlaku 20 až 25 kPa odtahuje z hlavy toluen, který se opět zavádí do extrakce. Produkt z paty této kolony s asi 94 % benzylalkoholu, 3,6 % vysokovroucích látek a zbytky toluenu a benzylchloridu se společně s organickou fází 4 z dělicího zařízení. TI frakcionuje v koloně Dl.

Tato organická fáze 4 z dělicího zařízení TI obsahuje hlavní množství organického reakčního produktu, totiž asi 19 dílů sasi 48% benzylchloridu, 46% benzylalkoholu, 1,5% vysokovroucích látek, obzvláště dibenzyletheru, 3,5 % vody, < 1 % toluenu a 0,1 % kyseliny chlorovodíkové. v destilační koloně Dl se tato směs destilativně zpracovává s produktem z paty kolony D3m (asi 3 díly). Při tlaku 10 až 15kPa odchází z hlavy 10,5 dílů produktu, který sestává z > 88 % z benzylchloridu, asi 4 °k benzylalkoholu, 6 % vody, 1 % toluenu a zanesené kyseliny chlorovodíkové a tento produkt se znovu zavádí do mísiče M a tedy zpět do reakce.

Z paty kolony Dl se získává 1,5 dílů surového benzylalkoholu s obsahem asi 97 % benzylalkoholu, 3 % vysokovroucích látek a asi 10 ppm benzylchloridu. Tento produkt se přivádí do kolony D2. kde se při tlaku 3 až 4 kPa provádí oddělení nízkovroucích látek, které se vracejí do kolony Dl. Produkt z paty kolony D2 (asi 11,8 dílů) se potom přivádí do kolony D2', kde se konečně zpracuje na čistý benzylalkohol (11,2 až 11,3 dílů; > 99%). Produkt z paty této kolony (0,5 až 0,6 dílů) obsahuje ještě asi 25 % benzylalkoholu, který se izoluje v diskontinuálně pracující vakuové destilaci a zavádí se zpět do kolony D2 nebo D2'. Tím se zvýší výtěžek na 11,4 až 11,5 dílů.

Vysokovroucí podíl z paty kolony D2' se může ve chlorační aparatuře převést na benzotrichlorid a benzoylchlorid. Látky, obsažené v odplynech všech destilačních kolon (obzvláště toluen a voda) představují určité ztráty a odvádějí se do spalovacího zařízení.

Ze 14,01 dílů/h benzylchloridu vzniká tedy asi 11,2 dílů, popřípadě po zpětném získání benzylalkoholu ze zbytků z kolony D2' 11,5 dílů benzylalkoholu/h. Toto odpovídá výtěžku 94 až 96 % teorie.

Nezhodnotitelné vedlejší a doprovodné produkty se zde prakticky nezískají.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (1)

1. Způsob výroby benzylalkoholu hydrolýzou benzylchloridu vodou při zvýšené teplotě, vyznačující se tím, že se kontinuálně

a) zavádí benzylchlorid a voda v molámím poměru 1 : (10 až 70) do reaktoru s dispergačním zařízením, ve kterém je teplota v rozmezí 80 °C až 180 °C a v něm se nechá reagovat až do konverze na benzylchlorid 30 až 90 % ,

b) reakční produkt se po opuštění reaktoru separuje na vodnou a organickou fázi,

c) organická fáze se dělí v první destilační aparatuře za tlaku 0,1 až 95 kPa na benzylchlorid a surový benzylalkohol,

d) benzylchlorid, který se odebírá z hlavy destilační kolony, se vrací zpět do reaktoru,

e) surový benzylalkohol se rafinuje ve druhé destilační jednotce na čistý benzylalkohol, přičemž se odebírá produkt z paty, obsahující doprovodné produkty, obzvláště dibenzylether,

f) vodná fáze, obsahující zředěnou kyselinu chlorovodíkovou, ze separátoru, se vextrakční aparatuře zpracovává rozpouštědlem, kterým se vyjmou ve zředěné kyselině chlorovodíkové ještě rozpuštěné organické součásti, obzvláště benzylalkohol,

g) tento extrakt se ve třetí destilační aparatuře zbaví rozpouštědla, které se vrací do extraktoru,

h) produkt z paty třetí destilační aparatury se vede do první destilace pro získání benzylalkoholu a

i) zředěná vodná kyselina chlorovodíková z extrakce se po odebrání zbytkových organických látek zavádí do absorpčního zařízeni na HC1, kde se zakoncentruje ajako čistá kyselina chlorovodíková se odvádí k dalšímu použití nebo na elektrolysu pro získání chloru pro chloraci postranního řetězce toluenu.