DE4333361C2 - Process for obtaining m-dichlorobenzene from dichlorobenzene isomer mixtures by isolating p-dichlorobenzene - Google Patents
Process for obtaining m-dichlorobenzene from dichlorobenzene isomer mixtures by isolating p-dichlorobenzeneInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein vorteilhaftes Verfahren zur Gewinnung von m-Dichlorbenzol (m-DCB) aus Dichlorbenzol-Isomerengemischen.The present invention relates to an advantageous method for the production of m-dichlorobenzene (m-DCB) from dichlorobenzene isomer mixtures.
m-DCB ist ein wichtiges Zwischenprodukt, beispielsweise zur Herstellung von Phar mazeutika und Pflanzenschutzmitteln.m-DCB is an important intermediate, for example for the production of Phar pharmaceuticals and pesticides.
Dichlorbenzole werden üblicherweise durch Chlorierung von Benzol bzw. Mono chlorbenzol hergestellt. In Abhängigkeit von den angewendeten Reaktionsbedingun gen und Katalysatoren erhält man unterschiedlich zusammengesetzte Isomerenge mische, die beispielsweise 55-80 Gew.-% p-DCB, 1-3 Gew.-% m-DCB und 20-25 Gew.-% o-DCB enthalten können (siehe Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5. Auflage, Band A 6, Seite 333 ff.).Dichlorobenzenes are usually obtained by chlorination of benzene or mono chlorobenzene produced. Depending on the reaction conditions used gene and catalysts are obtained differently composed isomer mix, for example 55-80 wt .-% p-DCB, 1-3 wt .-% m-DCB and 20-25 wt .-% o-DCB can contain (see Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th edition, volume A 6, page 333 ff.).
Eine Steigerung des m-DCB-Gehaltes im Isomerengemisch ist z. B. durch Isomerisie rung von o- und p-DCB an Katalysatoren möglich, beispielsweise an Aluminiumtri chlorid oder Zeolithen. So kann man Dichlorbenzol-Isomerengemische mit einem m-DCB-Gehalt von bis zu 60 Gew.-% erhalten.An increase in the m-DCB content in the isomer mixture is e.g. B. by isomerization o- and p-DCB possible on catalysts, for example on aluminum tri chloride or zeolites. So you can dichlorobenzene isomer mixtures with a m-DCB content of up to 60 wt .-% obtained.
Für die Auftrennung von Dichlorbenzol-Isomerengemischen, insbesondere m-/p- DCB-Gemischen, in die jeweils reinen DCB-Isomere sind verschiedene Verfahren bekannt.For the separation of dichlorobenzene isomer mixtures, especially m- / p- DCB mixtures into the pure DCB isomers are different processes known.
Aufgrund der sehr geringen Siedepunktdifferenzen der einzelnen DCB-Isomeren untereinander (o-DCB: 180°C; m-DCB: 173°C; p-DCB: 174,1°C) kann durch Destillation mit vertretbarem Aufwand nur eine Trennung in o-DCB (Sumpfprodukt) und ein m-/p-DCB-Gemisch (Kopfprodukt) bewerkstelligt werden. Due to the very low boiling point differences of the individual DCB isomers with each other (o-DCB: 180 ° C; m-DCB: 173 ° C; p-DCB: 174.1 ° C) can pass through Distillation with reasonable effort only one separation into o-DCB (bottom product) and an m- / p-DCB mixture (top product) are accomplished.
Es sind auch schon extrahierende Destillationsverfahren vorgeschlagen worden (siehe z. B. EP-A 451 720). Dafür werden oft schwierig zugängliche und daher teure Extraktionsmittel benötigt (z. B. Alkylencarbonate), ohne dass eine befriedigende Trennung zwischen m-DCB und p-DCB erzielt werden können.Extracting distillation processes have also been proposed (see e.g. EP-A 451 720). This often becomes difficult to access and therefore expensive Extractant required (e.g. alkylene carbonates) without being satisfactory Separation between m-DCB and p-DCB can be achieved.
Durch Sulfierung oder Bromierung von m-/p-DCB-Gemischen kann man recht selektiv m-DCB in Sulfo- bzw. Brom-m-DCB überführen, die dann leicht vom unumgesetzten p-DCB abgetrennt werden können. Nachteilig ist hier die anschließend durchzuführende Desulfierung oder Debromierung, um wieder m-DCB zu erhalten.By sulfonation or bromination of m- / p-DCB mixtures one can be right selectively convert m-DCB to sulfo or bromine-m-DCB, which is then easily converted unreacted p-DCB can be separated. The disadvantage here is that then desulfurization or debromination to be carried out again to m-DCB to obtain.
Eine Kombination von Kristallisationen und Destillationen (siehe DE-B1 28 55 940) erlaubt zwar eine m-DCB-Anreicherung bis hin zur eutektischen Mischung (ca. 85 Gew.-% m-DCB/ca. 15 Gew.-% p-DCB) die Destillation erfordert aber einen hohen Energie- und Zeitaufwand und ist somit für eine industrielle Nutzung nicht besonders vorteilhaft.A combination of crystallizations and distillations (see DE-B1 28 55 940) allows m-DCB enrichment up to eutectic mixing (approx. 85% by weight m-DCB / approx. 15 wt .-% p-DCB) but the distillation requires one high energy and time expenditure and is therefore not for industrial use particularly advantageous.
Bekannt ist ferner, dass p-DCB mit 1-Brom-4-Chlorbenzol sowie 1,4-Dibrombenzol eutektische Kristalle bildet. Deshalb wurde in der DE-A 36 17 137 vorgeschlagen, diese Substanzen zu m-/p-DCB-Gemischen zuzusetzen und durch Kristallisation p-DCB in Form von eutektischen Kristallen zu entfernen, die p-DCB und 1-Brom-4- Chlorbenzol oder 1,4-Dibrombenzol enthalten. Technisch interessant sind nur solche Kristallisationen, die ausgehend von eutektischen Mischungen m-DCB in Reinheiten von über 90 Gew.-% liefern.It is also known that p-DCB with 1-bromo-4-chlorobenzene and 1,4-dibromobenzene forms eutectic crystals. It was therefore proposed in DE-A 36 17 137 add these substances to m- / p-DCB mixtures and by crystallization remove p-DCB in the form of eutectic crystals, the p-DCB and 1-bromo-4- Contain chlorobenzene or 1,4-dibromobenzene. Only those are technically interesting Crystallizations based on eutectic mixtures m-DCB in purities deliver over 90 wt .-%.
Die sich an die Kristallisation anschließende Trennung der Komponenten der eutektischen Kristalle kann durch Destillation erfolgen. Je größer der Abstand der Siedepunkte der Komponenten der eutektischen Kristalle ist, um so schneller und leichter können sie voneinander getrennt werden. Das gemäß der DE-A 36 17 137 einzusetzende 1-Brom-4-Chlorbenzol siedet bei 196°C. Es ist deshalb nur mit erheblichem Aufwand von p-DCB zu trennen.The separation of the components of the eutectic crystals can be made by distillation. The greater the distance between the The boiling point of the components of the eutectic crystals is the faster and they can be separated more easily. That according to DE-A 36 17 137 1-Bromo-4-chlorobenzene to be used boils at 196 ° C. It is therefore only with considerable effort to separate from p-DCB.
Es besteht daher immer noch ein Bedürfnis nach einem Verfahren, durch das m-DCB in möglichst reiner Form auf einfache Weise zugänglich wird.There is therefore still a need for a method by which m-DCB in the purest possible form is easily accessible.
Es wurde ein Verfahren zur Gewinnung von m-Dichlorbenzol aus Dichlorbenzol- Isomerengemischen durch Kristallisation von p-Dichlorbenzol als eutektische Kristalle mit einem Hilfsstoff gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man als Hilfsstoff Nitrochlorbenzole oder Chlorbenzaldehyde einsetzt.A process for obtaining m-dichlorobenzene from dichlorobenzene Isomer mixtures by crystallization of p-dichlorobenzene as eutectic Crystals found with an auxiliary, which is characterized in that as Auxiliary uses nitrochlorobenzenes or chlorobenzaldehydes.
Zum Einsatz in das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich beliebige Dichlorbenzol-Isomerengemische. Vorzugsweise werden Gemische eingesetzt, wie man sie nach der Dichlorierung von Benzol, anschließender katalytischer Isomerisierung und destillativer Abtrennung der Hauptmenge o-DCB erhalten kann. Bevorzugt einzusetzende Dichlorbenzol-Isomerengemische können z. B. 80-86 Gew.-% m-DCB, 14-20 Gew.-% p-DCB und gegebenenfalls bis zu 2 Gew.-% andere Stoffe enthalten.Any suitable are suitable for use in the method according to the invention Dichlorobenzene isomers. Mixtures are preferably used, such as one after the dichlorination of benzene, subsequent catalytic Isomerization and separation by distillation of the main amount of o-DCB can be obtained. Preferred dichlorobenzene isomer mixtures can, for. B. 80-86% by weight m-DCB, 14-20% by weight p-DCB and optionally up to 2% by weight contain other substances.
Die Hilfsstoffe können beispielsweise in Mengen von 20-200 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Dichlorbenzol-Isomerengemisch eingesetzt werden. Vorzugsweise beträgt die Menge 50 bis 130 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile Dichlorbenzol- Isomerengemisch.The auxiliaries can, for example, in amounts of 20-200 parts by weight per 100 parts by weight Dichlorobenzene isomer mixture can be used. Preferably the amount is 50 to 130 parts by weight per 100 parts by weight of dichlorobenzene Isomers.
Beispielsweise kann der einzusetzende Hilfsstoff mit einer Reinheit von über 90%, vorzugsweise über 95%, verwendet werden.For example, the adjuvant to be used with a purity of over 90%, preferably over 95%.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann man beispielsweise so durchführen, dass man zunächst den Hilfsstoff in einem Dichlorbenzol-Isomerengemisch löst, gegebenenfalls unter leichtem Erwärmen, und in einer an sich bekannten, kontinuierlich oder diskontinuierlich arbeitenden Kristallisationstemperatur abkühlt. Die Kristallisationstemperatur liegt dabei im allgemeinen unter +20°C, beispielsweise im Bereich +5 bis -25°C. The method according to the invention can be carried out, for example, in such a way that first dissolves the auxiliary in a dichlorobenzene isomer mixture, optionally with gentle heating, and in a known, cools continuously or discontinuously operating crystallization temperature. The crystallization temperature is generally below + 20 ° C, for example in the range +5 to -25 ° C.
Von der nach der Kristallisation vorliegenden Aufschlämmung können die Flüssiganteile (= Mutterlauge) auf übliche Weise entfernt werden, beispielsweise durch Abblasen mit einem Gas, Filtration, Dekantieren und/oder Zentrifugieren. Nach Aufwärmung der zurückgebliebenen Kristalle auf Raumtemperatur können diese aus der Kristallisationsapparatur entnommen werden.From the slurry present after crystallization, the Liquid portions (= mother liquor) are removed in the usual way, for example by blowing with a gas, filtration, decanting and / or centrifuging. After warming up the remaining crystals to room temperature these are removed from the crystallization apparatus.
Aus beiden abgetrennten Fraktionen (Mutterlauge und wieder geschmolzene Kristalle) können durch einfache Destillation Dichlorbenzole vom Hilfsstoff abgetrennt und der Hilfsstoff erneut eingesetzt werden. Aus der Mutterlauge erhält man m-DCB in einer Reinheit von im allgemeinen über 90 Gew.-% und aus den aufgeschmolzenen Kristallen m-/p-DCB-Gemische, die erneut dem erfindungsge mäßen Verfahren zugeführt werden können.From both separated fractions (mother liquor and melted again Crystals) can be removed from the auxiliary by simple distillation of dichlorobenzenes separated and the auxiliary material can be used again. Obtained from the mother liquor m-DCB in a purity of generally more than 90% by weight and from the melted crystals m- / p-DCB mixtures, which again the fiction appropriate procedures can be supplied.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat eine Reihe von Vorteilen: So sind die einzusetzenden Hilfsstoffe leicht und kostengünstig verfügbar und sie weisen Siedepunkte auf, die eine Abtrennung aus Gemischen mit Dichlorbenzolen durch eine einfache Destillation ermöglicht (Chlorbenzaldehyd: Siedepunkt 219°C, p- Chlor-Nitrobenzol: Siedepunkt 242°C). Sie sind damit technisch einfacher und wirtschaftlicher durchzuführen als bekannte Verfahren.The method according to the invention has a number of advantages: auxiliaries to be used are readily and inexpensively available and they show Boiling points on which are separated from mixtures with dichlorobenzenes simple distillation enables (chlorobenzaldehyde: boiling point 219 ° C, p- Chloro-nitrobenzene: boiling point 242 ° C). They are therefore technically simpler and to perform more economically than known methods.
In einem doppelwandigen Glaszylinder (180 mm × 90 mm) wurden jeweils ca. 500 g eines Gemisches aus gleichen Gew.-Teilen Dichlorbenzolen und p-Nitrochlorbenzol unter Rühren auf Temperaturen zwischen 0 und -20°C abgekühlt. Innerhalb 1 Stunde breiteten sich die ausgefallenen Kristalle über den gesamten Kristallerraum aus. Anschließend wurde der Glaszylinder nach unten geöffnet und die Mutterlauge unter Stickstoff-Spülung ablaufen gelassen. Die so erhaltenen Kristalle enthielten einen höheren Anteil p-DCB, die Mutterlauge einen höheren Anteil an m-DCB, jeweils in Bezug auf das eingesetzte Dichlorbenzolgemisch. Weitere Einzelheiten sind in Tabelle 1 angegeben. Die dort enthaltenen Angaben in Gew.-% wurden gaschromato graphisch ermittelt.Approx. 500 g were placed in a double-walled glass cylinder (180 mm × 90 mm) a mixture of equal parts by weight of dichlorobenzenes and p-nitrochlorobenzene cooled to temperatures between 0 and -20 ° C with stirring. Within 1 hour the precipitated crystals spread over the entire crystal space. The glass cylinder was then opened down and the mother liquor under Let the nitrogen purge run off. The crystals thus obtained contained one higher proportion of p-DCB, the mother liquor a higher proportion of m-DCB, each in Regarding the dichlorobenzene mixture used. More details are in Table 1 given. The data in% by weight contained therein were gas chromato graphically determined.
In einem 50 ml-fassenden Glaszylinder wurde ein Gemisch aus 5 g Dichlorbenzolen und 5 g p-Chlorbenzaldehyd auf -20°C abgekühlt. Die durch Rühren mit einem Glas stab spontan entstandenen Kristalle wurden durch Abnutschen von der Mutterlauge befreit. Die weiteren Einzelheiten sind der Tabelle 2 zu entnehmen. Die dort enthaltenen Angaben in Gew.-% wurden gaschromatographisch ermittelt. A mixture of 5 g of dichlorobenzenes was placed in a 50 ml glass cylinder and 5 g of p-chlorobenzaldehyde cooled to -20 ° C. The by stirring with a glass Stab spontaneously formed crystals were sucked off from the mother liquor freed. Further details can be found in Table 2. These data in% by weight were determined by gas chromatography.
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