DE2156283B2 - Verfahren zur kontinuierlichen Trennung von Isomerengemischen nitrierter oder chlorierter Benzole und Toluole - Google Patents

Description

Gegenstand des deutschen Patentes 1958461 ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Trennung von p-Nitrochlorbcnzol aus einem Isomerengemisch, bestehend aus O'/p-Zm-Nitrochlorbenzol, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man

a) in eine im Kreislauf bei 15 bis 30° C über einen Rührbehälter, eine Umwälzpumpe und mindestens einen Kratzkühler geführte Suspension, die aus dem sogenannten Isomerengemisch mit einem Feststoffgehalt von 5 bis 30 Gewichtsprozent an kristallinem p-Nitrochlorbenzol besteht, das zu trennende schmelzflüssige Isomerengemisch einleitet,

b) den auskristallisierten p-Anteil in einem Teilstrom dem Kreislauf entnimmt und über ein nachgeschaltetes kontinuierliches Filter in ein auf 85 bis 95% angereichertes p-Nitrochlorbenzol-Kristallisat und Mutterlauge trennt und

c) das angereicherte Kristallisat in einer Presse reinigt.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum kontinuierlichen Abtrennen eines Isomeren von einem Isomerengemisch bestehend aus eine,,) nitrierten oder chlorierten Benzol oder Toluol gemäß deutschem Patent 1958461, dadurch gekennzeichnet, daß das Isomerengemisch aus Dichlorbenzol, Trichlorbenzol, Dichlornitrobenzol, Trichlornitrobenzol, Nitrotoluol, Chlortoluol, Dichlortoluol oder Nitrochlortoluol besteht.

Bei der Nitrierung und der Chlorierung von Chlorbenzol und Toluol werden wegen der Anwesenheit eines Substituenten erster Ordnung im Molekül vorwiegend die 1,2- und die 1,4-substituierten Derivate neben nur geringen Mengen von 1,3-Derivaten erhalten. Gemein ist diesen Isomerengemischen die BiI-dung von eutektischen Phasea, so daß jeweils eine Komponente durch partielle Kristallisation gewonnen werden kann. Erfindungsgemäß wird hiervon Gebrauch gemacht.

Wenn im nachfolgenden die Bezeichnung Isome-

m rengemische verwendet wird, so bezieht sich diese stets auf die Isomeren der obengenannten chlorierten oder nitrierten Benzole oder Toluole. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein flüssiges Isomerengemisch, das ein Isomeres in einem das eutektische

■ 5 Gemisch übersteigenden Anteil enthält, auf eine Temperatur oberhalb des eutektischen Punktes abgekühlt. Das im Überschuß vorhandene Isomere kristallisiert. Es wird anschließend von der Kristallmaische durch Filtration oder Zentrifugieren abgetrennt und durch Pressen in einer Seiherschneckenpresse gereinigt.

Die Wahl des Abtrennverfahrens hängt in bekannter Weise von den Eigenschaften der Kristallmaische ab. Feinkristalline Kristallmaischen werden vorzugsweise durch Filtration, grobkristalline Kristallmaischen werden vorzugsweise durch Zentrifugieren getrennt.

Einige der Verbindungen kristallisieren anfänglich zu einem Kristallbrei, der sowohl bei dem Filtrieren

μ wie Zentrifugirren schwer zu handhaben ist. In diesen Fällen ist es ratsam, die Kristalle wachsen zu lassen. Dies geschieht durch mehrmaliges Zurückführen der Isomerenmischung bei der vorgewählten Temperatur in einer Kreislauf-Apparatur, bestehend aus einem

j-j Kratzkühler, Rührkessel und einer Umwälzpumpe. Der Filterkuchen, der beim Filtrieren oder Zentrifugieren erhalten wird, besteht hauptsächlich aus den Kristallen der gewünschten Iiomerenverbindung, denen jedoch an der Oberfläche di,r Kristalle und in den Zwischenräumen Restschmelze anhaftet, deren Zusammensetzung von der für die Kristallisation vorgewählten Temperatur abhängt. Im allgemeinen entspricht die Zusammensetzung dieser anhaftenden Restschmelze dem eutektischen Gemisch. Für die weitere Reinigung wird der Filterkuchen in eine Seiherschneckenpresse eingeführt und abgepreßt. Die Temperatur dieser Seiherschneckenpresse wird vorzugsweise so eingestellt, daß das Preßgut den Austrittsspalt mit einer Temperatur verläßt, die etwas unterhalb des Schmelzpunktes der reinen zu gewinnenden Verbindung liegt.

Das aus dem Seiher austretende Preßöl und mindestens ein Teil der bei der Filtration gewonnenen flüssigen Phase, die zum größten Teil aus dem zu gewinnen-

■>> den Isomeren bestehen, werden in die Kristallisation zurückgeführt und dabei mit frischer Isomerenmischung in dem Maße versetzt, daß die vorgewählte Konzentration des Isomerengemisches in der Kristallisationsapparatur aufrechterhalten wird.

bo Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun an Hand eines Beispiels und einer Zeichnung erläutert. In dem anliegenden Flußdiagramm wird die verfahrensgemäße Verwendung einer Zentrifuge zur Abtrennung der Produkte dargestellt. Die nachfolgend angegebenen Gewichtsangaben beziehen sich auf Gewichtsprozente.

Entsprechend der Darstellung auf der Zeichnung besteht die Kristallisationsapparatur aus einem Rühr-

kessel (1), einer Kreislaufpumpe (2) und einem Kratzkühler (3). Diese für die kontinuierliche Kristallisation verwendbare Kreislaufapparatur wird mit 700 Teilen einer Isomerenmischung des Nitrotoluols enthaltend 68% 4-Nitrotoluol beschickt.

Durch Abkühlung auf 25° C wird eine 20% Feststoff enthaltende Krislallsuspension erzeugt, und in diese bei konstanter Kristallisiertemperatur von 25° C umlaufende Suspension ein Strom von 100 Teilen pro Stunde einer Isomerenmischung, bestehend aus 86% 4-, 10% 3- und 4% 2-Nitrotoluol, mit einer Temperatur von ca. 50° C eingespeist.

Aus dem Kreislauf wird ein Strom von 468 Teilen pro Stunde entnommen und über eine kontinuierliche Siebzentrifuge (4) in 110 Teile pro Stunde eines Kristallisats mit einem Gehalt von 94% 4-Nitrotoluol und 358 T^iIe pro Stunde eines Filtrates mit einem Gehalt von 60% 4-Nitrotoluol getrennt.

Das auf 94% 4-Nitrotoluol angereicherte Kristallisat wird über einer Stopfschnecke der Seiherschnekkenpresse (5) zugeführt und dort durch Abpressen der anhaftenden Restschmelze unter teilweisem Schmelzen der Kristalle gereinigt. Die Kühlung der Schnekkenwelte und Beheizung des Seihers wird so eingestellt, daß das Preßgut den Austrittsspalt der Presse in teigiger Form bei einer Temperatur von ca. 45 ° C verläßt. Man erhält pro Stunde 66 Teile 4-Nitrotoluol in einer Reinheit von über 99% un einem Erstarrungspunkt von ^51 ° C.

Das aus dem Seiher austretende Preßöl (44 Teile pro Stunde) mit einem Gehalt von 86 % 4-Nitrotoluol wird wieder in die Kristallisation zurückgeführt.

Ein Teilstrom des von der Zentrifuge kommenden Filtrates (324 Teile pro Stunde) wird ebenfalls in die Kristallisation zurückgeführt, um den Feststoffgehalt im Kristallisierkreislauf auf 20% konstant zu halten. Das überschüssige Filtrat (34 Teile pro Stunde) kann durch fraktionierte Destillation wieder zu einem an 4-Nitrotoluol angereicherten Einsatzprodukt konzentriert werden. Es ist jedoch wirtschaftlicher, dieses Filtrat mit einem Gehalt von ca. 60% 4-Nitrotoluol in einer 2. Kristallisierstufe, die nach dem gleichen Prinzip arbeitet, bei einer Temperatur von beispielsweise — 20° C erneut zu kristallisieren, so daß die abgeschleuderte Mutterlauge nahezu eutektische Zusammensetzung hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch;

   Verfahren zum kontinuierlichen Abtrennen eines Isomeren von einem Isomerengemisch bestehend aus einem nitrierten oder chlorierten Benzol oder Toluol gemäß deutschem Patent 1958461, bei dem p-Nitrochlorbenzol aus einem Isomerengemisch aus o-/p-/m-Nitrochlorbenzol abtrennt, wobei man

   a) in eine im Kreislauf bei 15 bis 30" C über einen Rührbehälter, eine Umwälzpumpe und mindestens einen Kratzkühler geführte Suspension, die aus dem obengenannten Isomerengemisch mit einem Feststoffgehalt von 5 bis 30 Gewichtsprozent an kristallinem p-Nitrochlorbenzol besteht, das zu trennende schmelzflüssige Isomerengemisch einleitet,

   b) den auskristallisierten p-Anteil in einem Tejistrom dem Kreislauf entnimmt und über ein nachgeschaitetes kontinuierliches Filter in ein auf 85 bis 95% angereichertes p-Nitrochlorbenzol-Kristallisat und Mutterlauge trennt und

   c) das angereicherte Kristallisat in einer Presse reinigt,

   dadurch gekennzeichnet, daß das Isomerengemisch aus Dichlorbenzol, Trichlorbenzol, Dichlornitrobenzol, Trichlornitrobenzol, Nitrotoluol, Chlortoluol, Dichlortoluol oder Nitrochlorloluol be'.eht.