DE1668920A1 - Process for the production of hydroquinone - Google Patents
Process for the production of hydroquinoneInfo
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Description
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DA-1973DA-1973
zu der Patentanmeldungto the Patent application
desof
Instytut Przemysu Organicznego Warszawa/Polen,Instytut Przemysu Organicznego Warszawa / Poland,
betreffendconcerning
!•Priorität 4. 2.1967 - Polen - P 118 855 2. " 24. 6.1967 - - - P 121 332! • Priority 4 2.1967 - Poland - P 118 855 2. "24 6.1967 - - - P 121 332
Das am häufigsten in der Industrie angewandte Verfahren zur Herstellung von Hydrochinon beruht auf der Oxydation von Anilin in schwefelsaurem Medium mittels Zugabe von MnOo und sich darin anschiiessender Reduktion des erhaltenen Chinone. Dieses Verfahren ist das wirtschaftlichste und ermöglicht gleichzeitig die Gewinnung eines hochreinen Produktes.The most common process used in industry to manufacture hydroquinone is based on the Oxidation of aniline in a sulfuric acid medium by adding MnOo and then reducing the preserved quinones. This method is the most economical and at the same time allows one to be obtained high purity product.
Besonders schwierig ist bei diesem Verfahren die Abtrennung des Chinone aus dem Reaktionsgemische welches auseer dem Hauptprodukt noch anorganische Salze (hauptsächlich Mangan- und Ammonsulfat) und Produkte der Neben- und Nachfolgereaktionen sowie Schlamm, in welchem eich noch un-The separation of the quinones from the reaction mixture is particularly difficult in this process apart from the main product, there are also inorganic salts (mainly manganese and ammonium sulphate) and products of the by-products and Follow-up reactions as well as sludge, in which calibration is still un-
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reagiertes MnO„ befindet, enthält. Die am häufigsten angewandte Methode zur Gewinnung des Chinone ist die Destillation mit Wasserdampf.reacted MnO "is located. The most common method used to obtain quinones is distillation with steam.
Obwohl diese Methode technologisch sehr langwierig und mit grossen Chinonverlusten verbunden ist, verwendet man sie trotzdem, da sie eine Gewinnung des Chinone in reinem Zustand, befreit von den anderen Bestandteilen des Reaktionsgemisches, unter denen sich auch sehr schlecht und mechanisch schwer abtrennbares MnO« befindet, ermöglicht.Although this method is technologically very tedious and associated with large losses of quinone, it is still used because it is a production of quinones in a pure state, freed from the other components of the reaction mixture, among which there is also MnO ”which is very difficult to separate off mechanically and with difficulty.
ΰβζ Gehalt des Chinone in dem Gemisch, welches durch die Wasserdampfdestillation erhalten wird, ist niedrig, was zur Folge hat, dass man die Kapazität der Apparatur, in welcher Chinon zum Hydrochinon reduziert und Hydrochinon abgetrennt wird, beschränken kann. Die Wasserdampfdestillation wird normalerweise in Füllkörperkolonnen durchgeführt. Diese müssen wegen Verschlammung oft gereinigt werden, was sehr umständlich ist.ΰβζ content of quinones in the mixture, which obtained by steam distillation is low, which means that the capacity of the apparatus in which quinone is reduced to hydroquinone and hydroquinone is separated off, can limit. The steam distillation is normally carried out in packed columns. These have to be cleaned often because of silt, what is very cumbersome.
Das erfindungsgemässe Verfahren behandelt die Umwandlung das MnO2, welches sich in dem nach der Oxydation des Anilins entstandenen Reaktionsgemisches noch befindet, mittels reduzierender Substanzen in lösbare Mangansalze. The process according to the invention treats the conversion of the MnO 2 , which is still present in the reaction mixture formed after the oxidation of the aniline, into soluble manganese salts by means of reducing substances.
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Bei diesen. Reduktionsmitteln handelt es sich um: ELOg-Lösungen, Schwefelverbindungen {Schwefelwertigkeit unter VI5 und Stickstoffverbindungen (StickstoffWertigkeit unter V}, wie &.B. Alkalisulfite, Hydrogensulfite, Dithionite, Nitrite ua. ). Die Abtrennung des MnO„ aus dem Reaktionsge-λ„sch schliefst die grössten technischen Schwierigkeiten aus, die mit der Gewinnung von Chinon mittels Wasserdampfdestillation verbunden waren. Gleichzeitig werden durch diese Operation die Chinonverluste vermindert, welche durch die Einwirkung von MnO« auf Chinon und die damit verbundenen Umwandlungen des Chinone bedingt waren. Die Ausscheidung von MnOc, ermöglicht die einfachere Gewinnung von Chinon aus dem Reaktionsgendsch (im Vergleich zum Wasserdampfdestillationsverfahren{. With these. Reducing agents are: ELOg solutions, sulfur compounds {sulfur valence below VI5 and nitrogen compounds (nitrogen value below V}, such as & .B. Alkali sulfites, hydrogen sulfites, dithionites, nitrites, etc.). The separation of the MnO “from the reaction vessel eliminates the greatest technical difficulties associated with the recovery of quinone by means of steam distillation. At the same time, this operation reduces the quinone losses which were caused by the action of MnO2 on quinone and the associated transformations of the quinone. The precipitation of MnOc enables quinone to be obtained more easily from the reaction gas (compared to the steam distillation process { .
Die Apparatur wird einfacher und das ganze Verfahren .-wirtschaftlicher, wenn die Gewinnung durch die Ausfallung des Chinhydrons, welches eine Additionsverbindung von Chinon mit Hydrochinon darstellt, erfolgt. Das Chinhydron wird durch Filtration abgetrennt und zum Hydrochinon reduziert. Das auf Ausfällung von Chinhydron beruhende Chinongewinnungsverfahren ermöglicht eine leichte und fastThe apparatus becomes simpler and the whole process more economical if it is obtained by precipitation of the quinhydron, which is an addition compound of quinone with hydroquinone, takes place. The quinhydrone is separated off by filtration and becomes the hydroquinone reduced. The quinone recovery process based on the precipitation of quinhydrone enables an easy and fast
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quantitative Abtrennung des gebildeten Chinone aus dam Re» aktionsgemisch in einer besonders günstigen Form zur weiteren Verarbeitung. Da die Verunreinigungen, welche dem Chinon anhaften, durch diese Operation abgetrennt werden, stellt die Herstellung von reinem Hydrochinon keine Schwierigkeiten mehr dar. quantitative separation of the quinones formed from the Re » action mixture in a particularly favorable form for further Processing. Since the impurities that adhere to the quinone are separated by this operation, the production of pure hydroquinone is no longer a problem.
Die Gewinnung des Chinone aus dem Reaktionsgemisch als Additionsverbindung mit Hydrochinon wird durch die Reduktion eines Teiles des Chinons oder durch die Zu« gäbe von Hydrochinon ermöglicht« Die Ausfällung des Chin· hydrons durch Reduktion eines Teiles von Chinon ergibt dann die beste Ausbeute, wenn die Hälfte des in dem Gemisch enthaltenen Chinon reduziert wird.The quinones are obtained from the reaction mixture as an addition compound with hydroquinone the reduction of part of the quinone or the addition of hydroquinone enables the precipitation of the quinone hydrons by reducing part of the quinone then gives the best yield when half of that in the mixture contained quinone is reduced.
Falls die Ausfällung der Additionsverbindung durch Zugabe von Hydrochinon erreicht werden soll, muss das Hydrochinon in einem Mol verhältnis von 1:1 oder mit einem kleinen Überschuss zugegeben werden. Es ist möglich, das Hydrochinon in festem Zustand oder als Lösung (z*B. in Form der Kristallisationsleugen} zuzugeben. Das erfindungsgemässe Verfahren kann bei Reaktionsgemische mit b·-If the addition compound is to be precipitated by adding hydroquinone, this must be achieved the hydroquinone can be added in a molar ratio of 1: 1 or with a small excess. It is possible, the hydroquinone in solid state or as a solution (e.g. to be added in the form of crystallization fibers}. The inventive Process can be used for reaction mixtures with b -
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liebigen Konzentrationen angewendet werden. Besonders vorteilhafte Ergebnisse erhält man bei Verwendung von konzentrierten Lösungen.any concentration can be used. Particularly advantageous Results are obtained using concentrated solutions.
Man erhält bessere Ausbeuten, wenn man die Oxydation so durchführt, dass man das Anilin zu einer aus MnO«- und Schwefelsäurelösung bestehenden Emulsion zutropft, statt - wie es bei den bekannten Methoden üblich ist - das Anilinsulfat zuzugeben. Diese Methode ermöglicht eine Verringerung dos Wassergehaltes in dem Reaktionsgemisch ohne Verminderung der Chinonausbeute.You get better yields if you do the oxidation carried out in such a way that the aniline is added dropwise to an emulsion consisting of MnO «and sulfuric acid solution, instead of adding the aniline sulfate - as is customary with the known methods. This method allows for a reduction dos water content in the reaction mixture without reducing the quinone yield.
Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht eine hohe Ausbeute und im Vergleich zu den bekannten Methoden erlaubt es auch, die Kapazität der Apparatur zu erhöhen.The process according to the invention enables a high yield and in comparison to the known methods also allows the capacity of the apparatus to be increased.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren ist es auch möglich, die gesamte Manganraenge, welche als Braunstein zur Reaktion gegeben wurde, als Mangan(II)salze zurückzugewinnen .According to the method according to the invention, it is also possible to use the entire amount of manganese, which is used as brownstone was added to the reaction to recover as manganese (II) salts .
Zu einem 1 m grossen, mit Rührer, ThermometerTo a 1 m large, with stirrer, thermometer
und Kühlschlange (für Kühlsalzlösung) versehenen Reaktorand cooling coil (for cooling brine) provided reactor
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gibt man 400 1 V/asser, 115 kg kona.Schwefelsäure und 15 kg Braunstein (MnO0 - Gehalt 85 %}.add 400 1 V / water, 115 kg of conical sulfuric acid and 15 kg of manganese dioxide (MnO 0 - content 85%).
Der Inhalt wird auf 5°C abgekühlt, das Anilin wird mit einer Geschwindigkeit von 10 kg pro Stunde zugegeben. Die Temperatur in dem Reaktor wird zwischen 5 - 8°C gehalten.The contents are cooled to 5 ° C. and the aniline is added at a rate of 10 kg per hour. The temperature in the reactor is kept between 5-8 ° C.
Insgesamt beschickt man den Reaktor mit 30 kg Anilin. Gleichzeitig mit der Anilinzugabe werden auch 60 kg Braunstein (portionsweise je 15 kg in je 30 Hin.) zugegeben. Der Inhalt des Reaktors wird weitere 7 Stunden nach der Beschickung bei einer Temperatur von 5 - 100C gemischt. Unter weiterem Rühren werden innerhalb von 30 Minuten 3,13 kg Perhydrol (berechnet auf 100 %-iges H9O9) zugegeben.The reactor is charged with a total of 30 kg of aniline. At the same time as the aniline is added, 60 kg of manganese dioxide are also added (15 kg in portions in 30 bags each). The contents of the reactor are mixed at a temperature of 5-10 ° C. for a further 7 hours after charging. With further stirring, 3.13 kg of perhydrol (calculated on 100% H 9 O 9 ) are added over the course of 30 minutes.
Dann wird das Reaktionsgemisch bis auf einen pH-Wert von 5-6 neutralisiert und mit Hilfe von Gusseisen-Feil spänen bei 65 - 700C so lange reduziert, bis die Hälfte des Chinons zum Hydrochinon reduziert worden ist. Der Inhalt des Reaktors wird auf 10°C abgekühlt und filtriert.Then the reaction mixture is neutralized to a pH of 5-6 and with the aid of cast iron filings at 65-70 0 C reduces as long has been to one-half of the quinone reduced to hydroquinone. The contents of the reactor are cooled to 10 ° C. and filtered.
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Der Niederschlag enthält ausser Eisenschlamm 30 kg Chinhydron, welches einer 85 %-igen Ausbeute (berechnet auf Anilin) entspricht· Das auf diese Weise gewonnene Chinhydron wird mittels Gusseisenpulver in einer wässrigen Lösung zum Hydrochinon reduziert, abgetrennt und durch Kristallisation gereinigt« Der Reduktionsprozess von Chinhydron erfolgt mit einer Ausbeute von über 95 % und die Kristallisation des Hydrochinons * bei Anwendung eines rationellen Laugenkreislaufes - Über 92 %.The precipitation also contains iron sludge 30 kg of quinhydrone, which has an 85% yield (calculated on aniline) corresponds to · The quinhydrone obtained in this way is converted into a aqueous solution reduced to hydroquinone, separated and purified by crystallization «The reduction process of quinhydrone takes place with a yield of over 95% and the crystallization of the hydroquinone * when used a rational lye cycle - over 92%.
Man erhalt Hydrochinon in einem solchen Reinheitsgrad, dass die Verwendung des Produktes für photographische Zwecke möglich ist.Hydroquinone is obtained in such a degree of purity that the product can be used for photographic Purposes is possible.
Eu einem Reaktionsgemisch nach Oxydation von Anilin und Auflösen von MnO2, welches man wie unter den in Beispiel X beschriebenen Bedingungen herstellt, gibt stan 31 kg technisches Hydrochinon oder Kristallisationslau· gen, welche die entsprechende Menge Hydrochinon enthalten· Das Gemisch wird 30 Minuten bei einer Temperatur unter 200C gemischt. Durch Filtrierung wird das Ctinhydron abge-A reaction mixture after oxidation of aniline and dissolution of MnO 2 , which is prepared as under the conditions described in Example X, gives 31 kg of technical grade hydroquinone or crystallization liquor containing the appropriate amount of hydroquinone Mixed temperature below 20 ° C. The ctinhydron is removed by filtration.
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BADBATH
trennt· Man erhält 60 kg Produkt (auf Trockenprodukt berechnet), welches zum Hydrochinon reduziert wird. Das Hydrochinon wird durch Kristallisation gewonnen und gereinigt. Durch dieses Verfahren erreicht man eine Ausbeute von 75 % an photographischem Hydrochinon.separates · 60 kg of product are obtained (calculated on the dry product), which is reduced to the hydroquinone. The hydroquinone is obtained and purified by crystallization. A yield is achieved by this process of 75% photographic hydroquinone.
Zu einem Gemisch nach Oxydation von Anilin, welches man unter den Bedingungen, wie in Beispiel I beschrieben wurde, herstellt, gibt man 9 kg Natriumhydrogensulfit zu. Nach 2-stündigem Rühren bei einer Temperatur von 100C werden die Kristallisationslaugen, die 29,5 kg Hydrochinon enthalten, zugegeben. Der Inhalt wird eine Stunde bei einer Temperatur unter 15°C gerührt, dann wird das ausgefallene Chinhydron abfiltriert und mit Gusseisenpulver in wässriger Lösung reduziert. Das Hydrochinon wird durch Kristallisation abgetrennt und gereinigt· Das Verfahren verläuft mit einer 77 %-igen Ausbeute an photographischem Hydrochinon.9 kg of sodium hydrogen sulfite are added to a mixture after oxidation of aniline, which is prepared under the conditions as described in Example I. After stirring for 2 hours at a temperature of 10 ° C., the crystallization liquors, which contain 29.5 kg of hydroquinone, are added. The contents are stirred for one hour at a temperature below 15 ° C., then the precipitated quinhydrone is filtered off and reduced with cast iron powder in an aqueous solution. The hydroquinone is separated and purified by crystallization. The process proceeds with a 77% yield of photographic hydroquinone.
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