DE2632565A1 - Reacting aromatic cpds. e.g. phenol with chlorine - and recycling unreacted chlorine to reactor - Google Patents
Reacting aromatic cpds. e.g. phenol with chlorine - and recycling unreacted chlorine to reactorInfo
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Abstract
Description
Umsetzung arornatischetr Verbindungen mit ChlorImplementation of aromatic compounds with chlorine
Die Umsetzung aromatischer Verbindungen mit gasförmigem Chlor wird üblicherweise mit einer Chlormenge durchgeführt, die das Auftreten von nicht umgesetztem Chlor im Abgas vermeidet. Viele Umsetzungen mit Chlor, insbesondere die Herstellung höher chlorierter Verhindungen, verläuft jedoch nur dann befriedigend, wenn ein hoher Chlorüberschuß eingesetzt wird. Bei unvollständigem Chlorumsatz können die chlorhaltigen Abgase durch frischen Ausgangsstoff geleitet werden, in dem das überschüssige Chlor verbraucht wird. Dieses Verfahren wird sowohl bei kontinuierlichen als auch bei diskontinuierlichen Prozessen angewandt (Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, 4. Auf lage, Band 9, Seiten 505, 508 und 520). In der Praxis ist es jedoch erforderlich, mehr als einen solchen Nachreaktor hinter das Umsetzungsgefäß zu schalten, um auch das im Abgas des Nachreaktionsgefäßes enthaltene Chlor aufzufangen. Insbesondere im Falle einer selektiven Chlorierung erfordert dann die Aufarbeitung des Inhalts dieser Nachreaktoren einen erheblichen Aufwand.The reaction of aromatic compounds with gaseous chlorine will usually carried out with an amount of chlorine that the occurrence of unreacted Avoids chlorine in the exhaust gas. Many reactions with chlorine, especially the production higher chlorinated prevention, but only works satisfactorily if a high excess of chlorine is used. If the chlorine conversion is incomplete, the Chlorine-containing exhaust gases are passed through fresh raw material, in which the excess Chlorine is consumed. This process is used in both continuous as well as used in discontinuous processes (Ullmanns Encyclopedia of Technical Chemie, 4th edition, Volume 9, pages 505, 508 and 520). In practice, however, it is necessary to connect more than one such postreactor after the conversion vessel, in order to also collect the chlorine contained in the exhaust gas from the post-reaction vessel. In particular in the case of selective chlorination, the contents must then be worked up these post-reactors require considerable effort.
Es wurde nun gefunden, daß Verfahren zur Umsetzung aromatischer Verbindungen mit Chlor besonders einfach in der Form durchgeführt werden können, daß das nicht umgesetzte Chlor in das Reaktionsgefäß zurückgeführt wird. Besonders vorteilhaft ist dieses erfindungsgemäße Verfahren bei solchen' Prozessen, die nur unter einem erheblichen Uberschu'B an Chlor ablaufen. In diesem Falle wird das Abgas, erforderlichenfalls nach Abtrennung anderer Produkte, wie beispielsweise des durch die Substitution von Wasserstoffatomen entstandenen Chlorwasserstoffs, nach Ergänzen der verbrauchten Menge durch frisches Chlor in das l<eaktionsgefäß zurückge ührt.It has now been found that a process for converting aromatic compounds with chlorine it is particularly easy to do that reacted chlorine is returned to the reaction vessel. Particularly beneficial is this inventive method in such 'processes that only under one run off considerable excess of chlorine. In this case, the exhaust gas, if necessary after separation of others Products, such as the one by the Substitution of hydrogen atoms resulting hydrogen chloride, after replenishment the used amount is fed back into the l <eaction vessel by fresh chlorine.
Bei den erfindungsgemäßen Verfahren kann es sicl- uia eine 'ivernchlorierung, also die Substitution eines an einen arn.natischen Kerngebundenen Wasserstoffatons durch Chlor handeln, oder aber um eine Oxidationsreaktion, beispielsweise die Herstellung von perchlorierten Chinonen.In the process according to the invention, there may be sicl- uia an 'ivernchlorierung, thus the substitution of a hydrogen atom bound to an arnatic nucleus act through chlorine, or an oxidation reaction, for example the production of perchlorinated quinones.
Die erfindungsgemäßen Umsetzungen verlaufen vorzugsweise ohne Anwendung von Überdruck; es ist lediglich der zum Einspeisen des Chlors durch eine Düse oder ein Einleitrohr erforderliche minimale statische Überdruck nötig. Es sind somit einerseits keinerlei druckfeste Apparaturen nötig, andererseits gestattet die drucklose Reaktionsführung in einfacher Weise selektive Chlorierungen, ohne den sonst üblichen technischen Aufwand zur Vermeidung von Schaumbelästigungen. Da jederzeit der erforderliche Chlorüberschuß aufrecht erhalten werden kann, ergeben sich kurze Reaktionszeiten. Durch den leicht konstant zu haltenden Druck ist auch eine spezifische Reaktionslenkung ermöglicht, so daß die Produkte in hoher Reinheit erhalten werden können. Da auch keinerlei Aufwand mit dem Nachchlorieren des Inhalts der bisher üblichen Nachreaktoren erforderlich ist, ist das Verfahren außerordentlich wirtschaftlich, zumal keine Abtrennung des Chlors aus dem Abgas erforderlich ist.The reactions according to the invention preferably proceed without application of overpressure; it is only that for feeding in the chlorine through a nozzle or an inlet pipe required minimum static overpressure required. So there are on the one hand, no pressure-resistant equipment is required, on the other hand, it allows pressureless Reaction conduct in a simple manner selective chlorination, without the usual technical effort to avoid foam nuisance. Since at any time the required If excess chlorine can be maintained, the reaction times are short. The pressure, which can easily be kept constant, also provides a specific reaction control enabled, so that the products can be obtained in high purity. There too no effort whatsoever with the post-chlorination of the contents of the post-reactors that were customary up to now is required, the process is extremely economical, especially none Separation of the chlorine from the exhaust gas is required.
Die mit dem Chlor umzusetzende aromatische Verbindung kann in reiner Form, gegebenenfalls in Form einer Schmelze, oder aber in Lösung oder Suspension in einem inerten Medium vorliegen. Scvorzug wird das Verfahren zur Herstellung solcher Verbinduny eingesetzt, bei denen unter den jeweiligen Reaktionsbedingungen die höchste Chlorierungsstufe bzw. die Herstellung einer Perclorverbindung angestrebt wird. Eine solche bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht beispielsweise in der Chlorierung von Phenol zu 2,4,6-Trichlorphenol und dessen weiterer Umsetzung zum Tetrachlor-1,4-benzochinon: Aus Fiat Final Report 1313 I, Seite 78 ff ist es bekannt, dass bei der Herstellung von Tetrachlor-1,4-benzochinon zur Erzielung einer maximalen Ausbeute der anfänglich 10 bis 20 %ige Chlorüberschuss auf über 100 % gesteigert werden muss. Beim Erreichen einer Chloraufnahme zwischen etwa 50 und 80 % des stöchiometrischer Wertes nimmt die bis dahin hohe Geschwindigkeit der Chloraufnahme rapide ab und nähert sich trotz des hohen Chlorüberschusses asymptotisch dem Endwert. Da für die letzte Stufe als Reaktionsmedium ein Gemisch aus Schwefelsäure und Chlorsulfonsäure eingesetzt wird, wird bei der erfindun«sgemäs-sen drucklosen Reaktionsführung auch die gefürchtete, beim Entspannen der unter Druck stehenden Lösung des Chlors auftretende Schaumbildung vermieden.The aromatic compound to be reacted with the chlorine can be used in pure Form, optionally in the form of a melt, or else in solution or suspension be in an inert medium. The method for producing such is preferred Compound used in which the highest under the respective reaction conditions Chlorination stage or the production of a Perclorverbindungen is sought. Such a preferred embodiment of the invention consists, for example, in the Chlorination of Phenol to 2,4,6-trichlorophenol and its others Conversion to tetrachloro-1,4-benzoquinone: From Fiat Final Report 1313 I, page 78 ff it is known that in the production of tetrachloro-1,4-benzoquinone to achieve a maximum yield of the initially 10 to 20% excess chlorine to over 100% must be increased. When a chlorine absorption between about 50 and 80% of the stoichiometric value decreases the speed of the up to then high Chlorine uptake decreases rapidly and approaches asymptotically despite the high chlorine excess the final value. A mixture of sulfuric acid is used as the reaction medium for the last stage and chlorosulfonic acid is used, is pressureless in the case of the invention Reaction conduct also the dreaded when releasing the pressurized Solution of the chlorine avoided foam formation.
Die erfindungsgemässe Reaktionsführung ist für alle Umsetzungen der oben genannten Art anwendbar. Bevorzugte Ausgangsmaterialien sind die unsubstituierten oder durch inerte Reste substituierten Kohlenwasserstoffe, vorzugsweise die Phenole.The reaction procedure according to the invention is the same for all reactions above type applicable. Preferred starting materials are the unsubstituted ones or hydrocarbons substituted by inert radicals, preferably the phenols.
Beispiel 1: Im Reaktor (3; Figur 1) werden 4 Mol Phenol vorgelegt und erwärmt.Example 1: 4 mol of phenol are placed in the reactor (3; FIG. 1) and warmed.
Wenn die Temperatur 70°C erreicht hat, wird Chlor aus der Stahlflasche (1) über die Waschvorrichtung (2) eingeleitet. Das abströmende Gas wird im Absorptionsaggregat (4} und Kühler (5) über eine stark bewegte WasseroberflEche geführt, wobei der gebildete Chlorwasserstoff restlos absorbiert wird. Die Membranpumpe (7) pumpt nun das über die Trockenvorrichtungen (6; 8)strömende überschüssige Chlor zurück in den Reaktor (3). Das Verhältnis von zurückgeführtem Gas zum frisch eingespeisten Chlorgas beträgt zwischen 2 : 1 und 6 : 1, vorzugsweise zwischen 4 : 1 und 5 : 1.When the temperature has reached 70 ° C, chlorine is released from the steel bottle (1) initiated via the washing device (2). The outflowing gas is in the absorption unit (4} and cooler (5) passed over a strongly agitated water surface, the formed Hydrogen chloride is completely absorbed. The diaphragm pump (7) now pumps it over the drying devices (6; 8) flowing excess chlorine back into the reactor (3). The ratio of returned gas to freshly fed in chlorine gas is between 2: 1 and 6: 1, preferably between 4: 1 and 5: 1.
Die Reaktionstemperatur in (3) wird durch Aussenkühlung auf 900C gehalten, wobei sich der Druck im geschlossenen System (3)/ (5) durch das Druckausgleichsaggregat (9) auf den Aussendruck einpendelt.The reaction temperature in (3) is kept at 900C by external cooling, whereby the pressure in the closed system (3) / (5) is increased by the pressure compensation unit (9) levels off at the external pressure.
Nach Beendigung der Reaktion wird zunächst die Chlorzufuhr und dann die Umpumpvorrich.tlng abgestellt. Man erhält reines 2,4,6-Trichlorphenol in nahezu theoretischer Ausbeute. Der Chlorverbrauch beträgt lediglich 1-00 bis 101 % des theoretischen Werts, während nach den bekannten Verfahren zwischen 110 und 160 % des theoretisch erforderlichen Chlors bei 2- bis 4-fachera Zeitaufwand nötig waren.After the reaction has ended, the chlorine is fed in first and then the Umpumpvorrich.tlng shut down. Virtually pure 2,4,6-trichlorophenol is obtained theoretical yield. The chlorine consumption is only 1-00 to 101% of the theoretical value, while according to the known methods between 110 and 160% of the theoretically required chlorine at 2 to 4 times the time required.
Beispiel 2t In den Reaktor (3) werden zu einem Gemisch aus 1200 g 100$iger Schwefelsäure und 300 g Chlorsulfonsäure 800 g 2,4,6-Trichlorphenol zugegeben. Man erwärmt das Gemisch bis auf 1000C und heginnt dann mit der Chloreinleitung. Die Durchführung der Reaktion erfolgt analog zu Beispiel 1. Man erhält so Tetrachlor-1,4-benzochinon in einer Ausbeute von 91,5 bis 95,5 % der Theorie.Example 2t In the reactor (3) a mixture of 1200 g 100% sulfuric acid and 300 g of chlorosulfonic acid, 800 g of 2,4,6-trichlorophenol were added. The mixture is heated to 100 ° C. and then the introduction of chlorine is started. The reaction is carried out analogously to Example 1. This gives tetrachloro-1,4-benzoquinone in a yield of 91.5 to 95.5% of theory.
Der Chlorverbrauch liegt bei 103 bis 109 % der stöchiometrischen Menge, während die bekannten Verfahren einen Chloreinsatz zwischen 116 und 156 % des theoretisch erforderlichen Werts benötigen.The chlorine consumption is 103 to 109% of the stoichiometric amount, while the known processes require a chlorine input between 116 and 156% of the theoretical required value.
L e e r s e i t eL e r s e i t e
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19762632565 DE2632565A1 (en) | 1976-07-20 | 1976-07-20 | Reacting aromatic cpds. e.g. phenol with chlorine - and recycling unreacted chlorine to reactor |
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DE19762632565 DE2632565A1 (en) | 1976-07-20 | 1976-07-20 | Reacting aromatic cpds. e.g. phenol with chlorine - and recycling unreacted chlorine to reactor |
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Publication Number | Publication Date |
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DE2632565A1 true DE2632565A1 (en) | 1978-02-02 |
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ID=5983459
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19762632565 Withdrawn DE2632565A1 (en) | 1976-07-20 | 1976-07-20 | Reacting aromatic cpds. e.g. phenol with chlorine - and recycling unreacted chlorine to reactor |
Country Status (1)
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DE (1) | DE2632565A1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1976
- 1976-07-20 DE DE19762632565 patent/DE2632565A1/en not_active Withdrawn
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