DE903459C - Process for the production of condensed polycyclic aromatic hydrocarbons and their homologues and substitution derivatives from mixtures containing them - Google Patents
Process for the production of condensed polycyclic aromatic hydrocarbons and their homologues and substitution derivatives from mixtures containing themInfo
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Description
Verfahren zur Gewinnung von kondensierten polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen sowie deren Homologen und Substitutionsderivaten aus solche enthaltenden Gemischen Die Erfindung bezieht sich ,auf ein Verfahren zur Abtrennung polycyclischer aromatischer Kohlenwasserstoffe aus Gemischen mit anderen organischen Verbindungen, insbesondere zur Abtrennung von Naphthalinverbindungen von monocyclischen aromatischen und alkylierten monocyclischen aromatischen Verbindungen.Process for the recovery of condensed polycyclic aromatic Hydrocarbons and their homologues and substitution derivatives from such Mixtures containing the invention relates to a method for separation polycyclic aromatic hydrocarbons from mixtures with other organic ones Compounds, especially for separating naphthalene compounds from monocyclic ones aromatic and alkylated monocyclic aromatic compounds.
Nach dem Verfahren der Erfindung werden polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe mit kondensierten (annelierten) Benzolkernen sowie deren Homologe und Substitutionsderivate dadurch von aliphatischen, monocyclischen, aromatischen, heterocyclischen und Naphthenverbindungen abgetrennt, daß man sie mit Tetrahalogenphthalsäurcanhydriden zu festen Komplexverbindungen umsetzt. Diese kristallinen Komplexe aus polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen und einem Tetrahalogenphthalsäureanhydrid im Molverhältnis von i : i bilden sich, wenn ein Tetrahalogenphthalsäureanhydrid mit einer polycyclischen aromatischen Verbindung zusammengebracht wird. Da der Komplex bei gewöhnlicher Temperatur in Kohlenwasserstoffen im wesentlichen unlöslich ist, ist er leicht, von dem Gemisch der organischen Verbindungen abzutrennen. Die Abtrennung des Komplexes aus Kohlenwasserstofflösungen wird bei einer Temperatur unter 65" und gewöhnlich bei einer Temperatur zwischen io und 5o3 durchgeführt, bei welcher der Komplex in .einer Kohlenwasserstofflösiung im wesentlichen unlöslich ist. Nach der Abtrennung des Komplexes werden aus diesem die polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe entweder durch Erhitzen des Komplexes, wobei er in seine Bestandteile zerlegt wird, oder durch Behandlung mit einer verdünnten wäßrigen Alkalilösung gewonnen. Die Zerlegung des Komplexes in der Hitze wird bei Temperaturen über 95°, gewöhnlich bei einer Temperatur zwischen i 2o und 26o°, mit verdünnter Alkalilösung dagegen bei Temperaturen über io°, gewöhnlich bei einer Temperatur zwischen 25 und 5o" durchgeführt.According to the process of the invention, polycyclic ones become aromatic Hydrocarbons with condensed (fused) benzene nuclei and their homologues and substitution derivatives thereby of aliphatic, monocyclic, aromatic, Heterocyclic and naphthene compounds are separated off by treating them with tetrahalophthalic acid canhydrides converts to solid complex compounds. These crystalline complexes from polycyclic aromatic hydrocarbons and a tetrahalophthalic anhydride in a molar ratio of i: i form when a tetrahalophthalic anhydride with a polycyclic aromatic compound is brought together. Because the complex at ordinary temperature Essentially insoluble in hydrocarbons, it is easy to remove from the mixture to separate the organic compounds. The separation of the complex from hydrocarbon solutions will be at a temperature below 65 "and usually at one temperature carried out between 10 and 503, in which the complex in .einer hydrocarbon solution is essentially insoluble. After the complex has been separated off, it becomes the polycyclic aromatic hydrocarbons either by heating the complex, whereby it is broken down into its component parts, or by treatment with a dilute one aqueous alkali solution obtained. The decomposition of the complex in the heat is carried out at Temperatures above 95 °, usually at a temperature between 12 and 26o °, with dilute alkali solution, on the other hand, at temperatures above 10 °, usually at one Temperature between 25 and 5o "carried out.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist für die Trennung von Naphthalin von monocyclischen und alkylierten monocyclischen aromatischen Verbindungen von besonderem Vorteil. Bisher war die Hauptquelle für Naphthalin der Kohlenteer. Es ist hinreichend bekannt, daß gewisse Öle mit cyclischen Bestandteilen, die durch Wärme- oder Katalysatorspaltung von Kohlenwasserstoffen erhalten werden, bedeutende Mengen Naphthalin enthalten. Jedoch war es schwierig, das Naphthalin daraus abzutrennen, da die normalen Verfahren zur Zerlegung von Mischungen, wie die Extraktion mit Lösungsmitteln, azeotrope Destillation und Kristallisation, keine zufriedenstellende Abtrennung von Naphthalin von alkylierten monocyclischen aromatischen Verbindungen mit Siedepunkten, die dem des Naphthalins ähnlich sind, ermöglichen. Nach der vorliegenden Erfindung kann nun das Naphthalin sehr einfach und wirkungsvoll von cyclischen Spaltölen getrennt werden. Das gewonnene Naphthalin und seine Homologen sind von hoher Reinheit und im wesentlichen frei von alkylierten monocyclischen aromatischen Verbindungen, da das Tetrahalogenphthalsäureanhydrid ein spezifischer Komplexbildner für polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe ist.The method of the present invention is for the separation of Naphthalene of monocyclic and alkylated monocyclic aromatic compounds of particular advantage. So far, the main source of naphthalene has been coal tar. It is well known that certain oils with cyclic constituents that by Heat or catalyst cleavage of hydrocarbons are obtained, significant Contains quantities of naphthalene. However, it was difficult to separate the naphthalene from it, since the normal procedures for decomposing mixtures, such as extraction with solvents, azeotropic distillation and crystallization, no satisfactory separation of naphthalene of alkylated monocyclic aromatic compounds with boiling points, which are similar to that of naphthalene. According to the present invention the naphthalene can now be separated very easily and effectively from cyclic fission oils will. The naphthalene obtained and its homologues are of high purity and essentially free of alkylated monocyclic aromatic compounds, since the tetrahalophthalic anhydride a specific complexing agent for polycyclic is aromatic hydrocarbons.
Tetrachlorphthalsäure-, Tetrabromphthalsäure-, Tetrajodphthalsäure- und Tetrafluorphthalsäureanhydrid oder deren Gemische können als Komplexbildner verwendet werden, vorzugsweise jedoch Tetrachlorphthalsäureanhydrid, da es am leichtesten zugänglich und am wohlfeilsten ist.Tetrachlorophthalic acid, tetrabromophthalic acid, tetraiodophthalic acid and tetrafluorophthalic anhydride or mixtures thereof can be used as complexing agents can be used, but preferably tetrachlorophthalic anhydride, as it is the easiest accessible and cheapest.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch für die Abtrennung von anderen polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen als Naphthalin aus Mischungen organischer Verbindungen anwendbar; z. B. bilden auch Anthracen und Phenanthren Komplexe mit Tetrahalogenphthalsäureanhydrid. Darüber hinaus können homologe polycyclische aromatische Kohlenwasserstoite, wie Methylnaphthalin und Äthylphenanthren, sowie substituierte polycyclische aromatische Verbindungen, wie a-Chlornaphthalin, Naphthole und Anthrachinon, nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung aus Mischungen mit organischen Verbindungenabgetrennt werden. Tetrahalogenphthalsäureanhydrid bildet dagegen keine Komplexe mit gewöhnlichen heterocyclischen oder heterocyclisclien Verbindungen mit kondensierten Ringsystemen, wie Dithienyl, ferner nicht mit aliphatischen und monocyclischen aromatischen Verbindungen sowie deren Homologen. Die polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe, die mit Tetrachlorphthalsäureanhydrid Komplexe bilden, sind solche Verbindungen mit annelierten Benzolkernen. Polycyclische aromatische Verbindungen mit nicht annelierten Benzolkernen, wie Diphenyl, bilden mit Tetrachlorphthalsäureanhydrid keine Komplexe.The process of the invention is also suitable for the separation of others polycyclic aromatic hydrocarbons as naphthalene from mixtures of organic Connections applicable; z. B. also form anthracene and phenanthrene complexes with Tetrahalophthalic anhydride. In addition, homologous polycyclic aromatic Hydrocarbons such as methylnaphthalene and ethylphenanthrene, as well as substituted ones polycyclic aromatic compounds such as a-chloronaphthalene, naphthols and anthraquinone, separated from mixtures with organic compounds according to the process of the present invention will. Tetrahalophthalic anhydride, on the other hand, does not form complexes with ordinary ones heterocyclic or heterocyclic compounds with condensed ring systems, like dithienyl, furthermore not with aliphatic and monocyclic aromatic compounds as well as their homologues. The polycyclic aromatic hydrocarbons made with Tetrachlorophthalic anhydride form complexes, such compounds are fused with Benzene nuclei. Polycyclic aromatic compounds with non-fused benzene nuclei, like diphenyl, do not form complexes with tetrachlorophthalic anhydride.
Die Abtrennung der polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe aus Mischungen, in denen sie gelöst sind, erfolgt dadurch, daß man zur Mischung Tetrachlorphthalsäureanhydrid gibt, den sich bildenden Komplex abtrennt und ihn in seine Bestandteile zerlegt.The separation of the polycyclic aromatic hydrocarbons from mixtures in which they are dissolved, takes place by adding to the mixture Tetrachlorophthalic anhydride gives, separates the complex that forms and him broken down into its component parts.
Das Zusammenbringen kann durch kräftiges Mischen des Komplexbildners und der die polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe enthaltenden Mischung erfolgen, vorzugsweise bei einer Temperatur über 15o'-, zweckmäßig i 6o bis 2oo°; bei diesen Temperaturen ist der Komplexbildner in den meisten Kohlenwasserstoffgemischen löslich. Gründliches '.Mischen des Komplexbildners mit den polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstöffen wird auf wirkungsvolle Weise durch Auflösen des Komplexbildners in der Kohlenwasserstoffmischung erreicht. Nach Abkühlen des den gelösten Komplexbildner enthaltenden Gemisches auf eine Temperatur zwischen i o und 6 5 - scheidet sich die Komplexverbindung aus polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen und Tetrachlorphthalsäureanhydrid als goldgelber fester Körper aus.Bringing together can be achieved by vigorously mixing the complexing agent and the mixture containing the polycyclic aromatic hydrocarbons take place, preferably at a temperature above 150 °, expediently from 60 ° to 200 °; at these temperatures the complexing agent is in most hydrocarbon mixtures soluble. Thorough mixing of the complexing agent with the polycyclic aromatic Hydrocarbons are effectively released by dissolving the complexing agent reached in the hydrocarbon mixture. After the dissolved complexing agent has cooled down containing mixture to a temperature between i o and 6 5 - separates the complex compound of polycyclic aromatic hydrocarbons and tetrachlorophthalic anhydride as a golden yellow solid body.
Die Komplexbildung kann auch so bewirkt werden, daß man festes Tetrachlorphthalsäureanhydrid bei gewöhnlicher Temperatur in einer Mischung der polycyclischen Kohlenwasserstoffe aufschlämmt. In solchen Fällen muß längere Zeit kräftig gerührt werden zur Erzielung desselben Abtrennungsgrades, der unter Verwendung einer Lösung des Komplexbildners bei erhöhter Temperatur erzielt wird.The complex formation can also be effected in such a way that solid tetrachlorophthalic anhydride is used at ordinary temperature in a mixture of the polycyclic hydrocarbons slurries. In such cases it is necessary to stir vigorously for a long time to achieve this the same degree of separation as that obtained using a solution of the complexing agent is achieved at elevated temperature.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß man eine gesättigte Lösung des Komplexbildners in einem Lösungsmittel, wie Azeton, zu der die polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe enthaltenden Mischung gibt. Eine nachteilige Begleiterscheinung bei der Verwendung dieses a-Flüssigkeitensyst.ems ist, daß die Verwendung des Lösungsmittels eine dritte Komponente in das System hineinbringt, deren Rückgewinnung zusätzliche Behandlungsmaßnahmen erforderlich macht.Another option is that you can get a saturated solution of the complexing agent in a solvent such as acetone, to which the polycyclic aromatic hydrocarbons containing mixture there. A disadvantageous side effect when using this a-liquid system is that the use of the solvent brings a third component into the system, the recovery of which is additional Requires treatment.
Der Komplex läßt sich leicht von dem Gemisch der organischen Verbindungen abtrennen, z. B. durch Filtrieren, Dekantieren oder Zentrifugieren; zweckmäßig wird jedoch filtriert. Bei im großen Rahmen durchgeführten Arbeitsgängen stellen Rotationsfilter ein sehr wirkungsvolles Mittel zur Entfernung des Komplexes aus dem behandelten Gemisch dar. Die Entfernung des Komplexes aus der behandelten Mischung wird bei Temperaturen unterhalb etwa 65° durchgeführt; Temperaturen zwischen io und 5o- haben sich dafür als besonders wirksam erwiesen. Nach vollendeter Trennung ist es ratsam, die Fällung mit einem leichten Kohlenwasserstoff, z. B. Pentan, zu waschen, um zurückgehaltene organische Verbindungen aus dem Komplex zu entfernen. Pentan ist ein hierfür ausgezeichnet brauchbares Lösungsmittel.The complex can be easily removed from the mixture of organic compounds separate, e.g. B. by filtering, decanting or centrifuging; becomes appropriate however, filtered. Rotary filters are used for large-scale operations a very effective means of removing the complex from the treated Mixture. The removal of the complex from the treated mixture is at Temperatures carried out below about 65 °; Have temperatures between io and 5o proved to be particularly effective for this. After the separation is complete it is advisable to carry out the precipitation with a light hydrocarbon, e.g. B. pentane, too wash to remove retained organic compounds from the complex. Pentane is an excellent solvent for this purpose.
Die Zerlegung des Komplexes wird entweder durch Erhitzen auf eine Temperatur von über 95 erreicht, wobei der Komplex in seine Bestandteile zerlegt wird, die leicht voneinander getrennt werden können oder durch Behandeln mit einer verdünnten wäßrigen Alkalilösung, wobei sich z. B. das Natriumsalz der Tetrahalogenphthalsäure bildet. Nach beiden Verfahren können die polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstöffe von hoher Reinheit erhalten werden.The decomposition of the complex is carried out either by heating to a Temperature of over 95 reached, whereby the complex is broken down into its components that can be easily separated from each other or by treating with a dilute aqueous alkali solution, where z. B. the sodium salt of tetrahalophthalic acid forms. The polycyclic aromatic hydrocarbons of high purity can be obtained.
Die Hitzezerlegung des Komplexes erfolgt vorzugsweise durch einfache Destillation, bei der der Komplex auf eine Temperatur zwischen ungefähr 120 und 26o- erhitzt wird, wobei man die polycyclischen aromatischen Kohlemvasserstoffe als Destillat erhält. Das übrigbleibende geschmolzene Tetrahalogenphthalsäureanhydrid wird wieder in das Verfahren zurückgeleitet. Gewöhnlich werden bei der einfachen Destillation Temperaturen zwischen 175 und 26o° verwendet.The heat decomposition of the complex is preferably carried out by simple distillation, in which the complex is heated to a temperature between approximately 120 and 26o, the polycyclic aromatic hydrocarbons being obtained as a distillate. The remaining molten tetrahalophthalic anhydride is returned to the process. Temperatures between 175 and 26o ° are usually used for simple distillation.
Die Komplexverbindungen können auch bei einer Temperatur von über ungefähr i So' mit Dampf destilliert werden, wobei man ein aus polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen und Wasser bestehendes Destillat erhält. Tetrahalogenphthalsäureanhydride werden bei Temperaturen über ungefähr i 5o@ nicht hydrolysiert, so daß das Anhydrid in den Kreislauf zurückgegeben werden kann. Diese Verfahrensweise bietet eine saubere Methode zur Komplexzerlegung, da sowohl der polycyclische aromatische Kohlenwasserstoff als auch das Tetrachlorphthalsäureanhydrid in einer zur weiteren Verwendung geeigneten Form wieder gewonnen werden, da polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe in dem wäßrigen Destillat unlöslich sind.The complex compounds can also at a temperature of about about i so 'to be distilled with steam, one being made of polycyclic aromatic Hydrocarbons and water existing distillate receives. Tetrahalophthalic anhydrides are not hydrolyzed at temperatures above about i 50 @, so that the anhydride can be returned to the cycle. This procedure offers a clean Method of complex decomposition, as both the polycyclic aromatic hydrocarbon as well as the tetrachlorophthalic anhydride in one suitable for further use Form can be recovered as polycyclic aromatic hydrocarbons in are insoluble in the aqueous distillate.
Die Komplexverhindungen können auch in Gegenwart eines Lösungsmittels für polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe, z. B. von Erdölkohlenwasserstoffen, erhitzt werden, wobei sich zwei Schichten bilden, deren eine den Komplexbildner und deren andere die Lösung der p,olycyclischen äromatischen Kohlenwasserstoffe in dem Lösungsmittel enthält. Dabei muß eine Temperatur von etwa 95 bis 2o5` angewandt werden. Daraus ergibt sich, daß es bei der Verwendung niedrigsiedender Erdölkohlenwasserstoffe als Lösungsmittel zur Aufrechterhaltung der nötigen Zerlegungstemperatur erforderlich sein kann, bei erhöhtem Druck zu arbeiten. Die polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe können von dem Lösungsmittel durch Destillation getrennt werden.The complex preventions can also be carried out in the presence of a solvent for polycyclic aromatic hydrocarbons, e.g. B. of petroleum hydrocarbons, are heated, forming two layers, one of which is the complexing agent and the others the solution of the polycyclic aromatic hydrocarbons in the solvent. A temperature of about 95 to 2o5` must be used will. It follows that when using low-boiling petroleum hydrocarbons required as a solvent to maintain the necessary decomposition temperature can be to work at increased pressure. The polycyclic aromatic hydrocarbons can be separated from the solvent by distillation.
Bei der Zerlegung des abgetrennten Komplexes einer verdünnten wäßrigen Alkalilösung bildet sich ein Salz einer Tetrahalogenphthalsäure durch Hydrolyse. Wäßrige Alkalihydroxydlösungen, wie Natriumhydroxyd, oder Alkalisalzlösungen, wie Kaliumkarbonat, können zur Zerlegung des Komplexes verwendet werden. Gewöhnlich benutzt man i- bis 2oooige Lösungen, vorzugsweise jedoch 2- bis iogewichtsprozentige.When the separated complex is broken down a dilute aqueous Alkali solution forms a salt of a tetrahalophthalic acid by hydrolysis. Aqueous alkali hydroxide solutions, such as sodium hydroxide, or alkali salt solutions, such as Potassium carbonate, can be used to break down the complex. Usually one uses 1 to 2,000 solutions, but preferably 2 to 10 weight percent.
Es ist ratsam, den Komplex mit der wäßrigen alkalischen Lösung bei einer Temperatur von io° oder darüber zu zerlegen, zweckmäßig bei 25 bis 5o°; jedoch können auch Temperaturen bis ungefähr 95` verwendet werden.It is advisable to treat the complex with the aqueous alkaline solution to decompose at a temperature of 10 ° or above, expediently at 25 to 5o °; However Temperatures up to about 95` can also be used.
Das Zusammenbringen des Komplexes mit verdünntem Alkali hat die Bildung eines Systems von zwei flüssigen Phasen zur Folge, deren obere Schicht aus polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen und deren untere aus wäßriger Alkalilösung besteht, in der ein Salz der Tetrahalogenphthalsäure gelöst enthalten ist. Die pölycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe sind in der verdünnten wäßrigen Alkalilösung im wesentlichen unlöslich und leicht davon abzutrennen. Die auf diese Weise erhaltenen polycyclischen Kohlenwasserstoi fe können auf übliche «'eise getrocknet werden.Contacting the complex with dilute alkali has the formation a system of two liquid phases, the upper layer of which is made of polycyclic aromatic hydrocarbons and the lower one consists of an aqueous alkali solution, in which a salt of tetrahalophthalic acid is contained in dissolved form. The polycyclic aromatic hydrocarbons are in the dilute aqueous alkali solution essentially insoluble and easily separated therefrom. The obtained in this way Polycyclic hydrocarbons can be dried in the usual way.
Das Tetrahalogenphthalsäureanhydrid kann aus der verdünnten Alkalilösung durch Neutralisieren, Filtrieren und Dehydratisierung der Säure zum Anhydrid erhalten werden. Zum Neutralisieren der Alkalilösung wird konzentrierte Säure, am besten Salzsäure, benutzt. Verdünnte Säure kann ebenfalls verwendet werden, was jedoch wegen der notwendigen großen Mengen nicht empfohlen wird. Auch gasförmige H Cl und konzentrierte Schwefelsäure können verwendet werden. Nach der N eutralisierung wird die wäßrige Aufschlämmung von Tetrahalogenphthalsäure auf eine Temperatur zwischen 7 und 21:' abgekühlt, bei der die Säure in Wasser im wesentlichen unlöslich ist. Danach wird die Aufschlämmung filtriert und die Tetrahalogenphthalsäure auf über 95° erhitzt oder durch azeotrope Destillation mit Benzol oder Toluol in das Anhydrid übergeführt, das in den Kreislauf zurückgeführt werden kann.The tetrahalophthalic anhydride can be obtained from the dilute alkali solution obtained by neutralizing, filtering and dehydrating the acid to the anhydride will. To neutralize the alkali solution, concentrated acid is best Hydrochloric acid. Dilute acid can also be used, however is not recommended because of the large quantities required. Also gaseous H Cl and concentrated sulfuric acid can be used. After the neutralization will be the aqueous slurry of tetrahalophthalic acid to a temperature between 7 and 21: 'cooled in which the acid is essentially insoluble in water. The slurry is then filtered and the tetrahalophthalic acid is poured over 95 ° heated or by azeotropic distillation with benzene or toluene into the anhydride transferred, which can be returned to the cycle.
In der Zeichnung wird schematisch ein bevorzugtes Verfahren der vorliegenden Erfindung gezeigt; hierbei erfolgt die Zerlegung des Komplexes sowohl durch einfache Hitzebehandlung als auch durch Dampfdestillation. Es erfolgt die Abtrennung von Naphthalin aus einem öl von der Art eines Spaltdestillates.A preferred method of the present invention is shown schematically in the drawing Invention shown; here the decomposition of the complex takes place both by simple Heat treatment as well as steam distillation. There is the separation of Naphthalene from an oil of the type of a cracked distillate.
Durch Rohr i wird Tetrachlorphthalsäureanhydrid in einen Mischbehälter 2 geleitet, der mit einer durch Propeller 3 dargestellten Rührvorrichtung ausgestattet ist. Im Mischbehälter 2 wird der Komplexbildner mit dem öl, das durch Rohr q. in den Mischbehälter 2 geleitet wird, zusammengebracht. Der Mischbehälter 2 wird auf einer Temperatur von ungefähr 175° gehalten, bei der sich das Tetrachlorphthalsäureanhydrid in dem Öl löst, aus dem das Naphthalin abgesondert werden soll.Tetrachlorophthalic anhydride is fed through tube i into a mixing vessel 2, which is equipped with a stirring device represented by propeller 3 is. In the mixing tank 2, the complexing agent is mixed with the oil that is passed through pipe q. in the mixing container 2 is passed, brought together. The mixing container 2 is opened maintained a temperature of about 175 °, at which the tetrachlorophthalic anhydride dissolves in the oil from which the naphthalene is to be secreted.
Nach gründlichem Mischen im Mischbehälter 2 wird das sich aus dem Komplexbildner und dem öl zusammensetzende Gemisch durch Rohr 5 in den Kühlbehälter 6 gebracht, in dem die bearbeitete Mischung auf eine Temperatur unter 653 abgekühlt wird und sich ein fester Komplex aus Tetrachlorphthalsäureanhydrid und Naphthalin abscheidet. Die Mischung wird bei einer Temperatur von io bis 65 durch Rohr 7 in das Rotationsfilter i o gebracht, wo der Komplet von dem behandelten Gemisch abfiltriert wird. Im Rotationsfilter befinden sich Vorrichtungen zur laufenden Entfernung des Komplexes aus der Trommel. Ebenso befinden sich dort Vorrichtungen zum fortlaufenden Waschen der Komplexmasse mit einem Kohlenwasserstoff, z. B. Pentan, welches durch Rohr i i in das Rotationsfilter geleitet wird. Der Komplex wird aus dem Rotationsfilter i o durch Rohrleitung 14 entfernt, die mit einer Förderschnecke ausgerüstet sein kann.After thorough mixing in the mixing container 2, this becomes apparent from the Complexing agent and the oil-composing mixture through pipe 5 into the cooling container 6, in which the processed mixture is cooled to a temperature below 653 and becomes a solid complex of tetrachlorophthalic anhydride and naphthalene separates. the Mixture is at a temperature of io to 65 brought through tube 7 into the rotary filter i o, where the complete from the treated Mixture is filtered off. In the rotary filter there are devices for running Removal of the complex from the drum. There are also devices there for the continuous washing of the complex mass with a hydrocarbon, e.g. B. pentane, which is passed through tube i i into the rotary filter. The complex is going out the rotary filter i o removed by pipeline 14 connected to a screw conveyor can be equipped.
Der Komplex wird nun im Behälter 15 auf eine Temperatur zwischen 175 und 26o° erhitzt. Bei dieser Temperatur zersetzt sich der Komplex, und das Naphthalin destilliert ab durch Rohr 16 und durchströmt einen Wärmeaustauscher 17, in welchem es kondensiert und durch Rohr 18 in einen Vorratsbehälter geleitet wird.The complex is now in the container 15 to a temperature between 175 and heated to 26o °. At this temperature the complex decomposes and the naphthalene distilled off through pipe 16 and flows through a heat exchanger 17 in which it is condensed and passed through pipe 18 into a reservoir.
Geschmolzenes Tetrachlorphthalsäureanhydrid wird durch Rohrleitung 20 aus dem Behälter 15 abgezogen und wieder in den Mischbehälter 2 zurückgeleitet. Um eine Kristallisation des Tetrachlorphthalsäureanhydrids in Rohr 2o zu vermeiden, muß das Rohr 20 mit einem Dampfmantel umgeben sein. Darüber hinaus liegen der Mischbehälter 2 und der Behälter 15 in der Praxis nahe beieinander, so daß Rohr 2o sehr kurz ist.Molten tetrachlorophthalic anhydride is poured through pipeline 20 withdrawn from the container 15 and returned to the mixing container 2 again. To avoid crystallization of the tetrachlorophthalic anhydride in tube 2o, the pipe 20 must be surrounded by a steam jacket. In addition, the mixing container is located 2 and the container 15 close to one another in practice, so that tube 2o is very short.
In der Zeichnung wird auch eine andere Methode zur Zerlegung des Komplexes dargestellt. Diese Verfahrensweise besteht darin, daß der Komplex bei einer Temperatur von ungefähr i 2o bis 20o° mit Dampf destilliert wird. Der Komplex wird durch die Rohre 14 und 23 in den Destillationskesse125 geleitet, in welchen überhitzter Dampf durch Rohr 24 eingeblasen wird.In the drawing there is also another method of disassembling the complex shown. This procedure consists in keeping the complex at a temperature is distilled from about 12 to 20 ° with steam. The complex is through the Pipes 14 and 23 passed into the still 125 in which superheated steam is blown through pipe 24.
Bei der Dampfdestillation wird der Komplex bei einer Temperatur zwischen i 5o und 20o° zerlegt, und man erhält ein Destillat aus Dampf und Naphthalin, das durch Rohr 26 nach oben abgezogen wird. Nach der Abkühlung im Wärmeaustauscher 27 wird das Destillat in den Abscheider 29 geleitet, in dem das Naphthalin von Wasser getrennt wird. Das Wasser wird durch Rohr 31 und das Naphthalin durch Rohr 3o aus dem Abscheider 29 entfernt.In steam distillation, the complex is at a temperature between i 50 and 20 ° decomposed, and a distillate of steam and naphthalene is obtained, the is withdrawn through tube 26 upwards. After cooling in the heat exchanger 27 the distillate is passed into the separator 29, in which the naphthalene from water is separated. The water is out through pipe 31 and the naphthalene through pipe 3o the separator 29 removed.
Tetrachlorphthalsäureanhydrid wird aus dem Destillierkessel 25 durch Rohr 35 abgeleitet und dem Mischbehälter 2 durch die Rohre 35 und 2o wieder zugeführt. Durch Rohr 36 kann Beschickungsöl eingeleitet werden, um in Rohr 35 und 2o als Träger für den zum Mischbehälter 2 zurückkehrenden Komplexbildner zu dienen, wenn die Zerlegung des Komplexes durch Dampfdestillation erfolgt ist.Tetrachlorophthalic anhydride is passed through from the still 25 Pipe 35 diverted and fed back to the mixing container 2 through pipes 35 and 2o. Feed oil can be introduced through pipe 36 to serve as a carrier in pipes 35 and 2o to serve for the complexing agent returning to the mixing vessel 2 when the decomposition of the complex is done by steam distillation.
Das in Filter io erhaltene Filtrat besteht aus von polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen im wesentlichen freien cyclischen Verbindungen; sie werden aus dem Rotationsfilter io durch Rohr 37 abgezogen und in den Waschturm38 geleitet. Die durch das Waschen des Komplexes mit Pentan erhaltene Waschflüssigkeit wird mit dem Filtrat vereinigt und fließt ebenfalls durch Rohr 37 in den Waschturm 38. Das mit der Pentanwaschflüssigkeit vereinigte Filtrat -wird mit verdünntem Alkali, z. B. 3o'oigem Natriumhydroxyd, im Waschturm zusammengebracht. Das Alkali wird durch Rohr 39 in Turm 38 geleitet. Die Alkaliwäsche befreit das Öl von zurückgebliebenem Tetrachlorphthalsäureanhydrid. Die Alkalilösung wird durch Rohr 38« aus dem Turm 38 entfernt.The filtrate obtained in filter io consists of polycyclic aromatic hydrocarbons, essentially free cyclic compounds; they are withdrawn from the rotary filter io through pipe 37 and into the washing tower38 directed. The washing liquid obtained by washing the complex with pentane is combined with the filtrate and also flows through pipe 37 into the washing tower 38. The filtrate combined with the pentane washing liquid - is treated with dilute alkali, z. B. 30'oigem sodium hydroxide, brought together in the washing tower. The alkali gets through Pipe 39 passed into tower 38. The alkali wash removes any remaining oil from the oil Tetrachlorophthalic anhydride. The alkali solution is drawn out of the tower through pipe 38 " 38 removed.
Das gewaschene Öl wird durch Rohr 40 in die Trennvorrichtung 41 gebracht, wo es von Pentan befreit wird, welches nach oben aus der Trennvorrichtung 41 ahzieht und durch Rohr 42 wieder dem Rotationsfilter io zugeführt wird. Das von seinem Gehalt an polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen befreite Öl wird aus der Trennvorrichtung 41 durch Rohr 43 entfernt.The washed oil is brought into the separator 41 through pipe 40, where it is freed from pentane, which pulls up from the separator 41 upwards and is fed back through pipe 42 to the rotary filter io. That from his salary Oil freed of polycyclic aromatic hydrocarbons is removed from the separator 41 removed through tube 43.
Die folgenden Beispiele erläutern das Verfahren der vorliegenden Erfindung. Beispiel 1 Ein Spaltdestillat mit einem spezifischen Gewicht von 0,8540 und einem Gesamtgehalt an aromatischen Verbindungen von 5o Gewichtsprozent, wovon i i Gewichtsprozent Naphthalin und 20o Methylnaphthalin sind, wurde mit Tetrachlorphthalsäureanhydrid im Verhältnis von i 2o kg Tetrachlorphthalsäureanhydrid auf 1601 Spaltdestillat gemischt. Dieses Gemisch wurde auf eine Temperatur von 175 - erhitzt und gründlich gerührt. Danach wurde das Gemisch auf eine Temperatur unter 65-abgekühlt, wodurch das Komplexsalz ausfiel, das bei ungefähr 32- abfiltriert und der Niederschlag mit Pentan gewaschen wurde. Man erhält i29kg Niederschlag auf 16o l Spaltdestillat, das nach der Analyse 11,50!o Naphthaline enthielt. Diese Ausfällung wurde bei einer Temperatur von i77° mit Dampf destilliert, wobei aus je 16o l Spaltdestillat io,5kg Naphthaline abgetrennt wurden, die aus 950,'o Naphthalin, 40;o a-Methylnaphthalin und i °'o /3-Methylnaphthalin bestehen. Das Filtrat und die damit vereinigte Pentanwaschlösung wurden mit einer Alkalilösung .gewaschen und getrennt. Es wurden 1431 Öl je 16o l Spaltdestillat erhalten; sie enthielten keine nennenswerten Mengen von Naphthalin. Das auf diese Weise behandelte Öl enthielt ungefähr i, 5 0,l0 Tetrachlorphthalsäureanhydrid; durch eine zusätzliche Alkaliwäsche konnte das Öl noch weiter von Tetrachlorphthalsäureanhydrid befreit werden. Beispiel 2 Ein Spaltdestillat mit einem Gesamtgehalt an aromatischen Verbindungen von 48 Gewichtsprozent, wovon auf Naphthalin ungefähr 1o,6% und auf Methylnaphthaline ungefähr 0,70/0 entfallen, und Tetrachlorphthalsäureanhydrid im Verhältnis von 63, 5 kg Tetrachlorphthalsäureanhydrid auf 1 6o 1 Spaltdestillat wurden in einen auf 177` erhitzten Mischbehälter gegeben. Nach gründlichem Mischen wurde das Gemisch auf unter ungefähr 65" abgekühlt, filtriert und der Niederschlag zur Entfernung von adsorhiertem Öl mit Pentan gewaschen. Das feste Produkt -wurde in einem Destilliergefäß mit überhitztem Dampf bei einer Temperatur von ungefähr i 5o° destilliert. Aus der Dampfdestillation wurden 16,41,- Material je 16o l Spaltöl erhalten dieses Material enthielt 930110 Naphthalin, 20/0 a-Methylnaphthaliti und 2% ß-Methylnaphthalin. Als Ölfiltrat wurden 1251 je 16o l Spaltdestillat erhalten. Nach einer Alkaliwäsche enthielt dieses Ölfiltrat 39% aromatische Verbindungen, wovon ungefähr i % Naphthalin und weniger als 0,50;ö a- und ß-Methylnaphthalin waren. Die Pentanlösung wurde destilliert und mit Alkali gewaschen, wobei 14,71 Öl je 16o l Spaltdestillat anfielen, mit einem ungefähren Naphthalingehalt von 4 Gewichtsprozent und einem Gehalt an a- und ß-Methylnaphthalin von weniger als o,5%. Beispiel 3 Ein Spaltdestillat mit einem spezifischen Gewicht von 0,8540 und einem Gesamtgehalt an aromatischen Stoffen von 5o Gewichtsprozent, von dem i i Gewichtsprozent auf Naphthalin und ungefähr 2 Gewichtsprozent auf Methylnaphthalin entfallen, wurde mit Tetrachlorphthalsäureanhydrid im Verhältnis von i 12 kg Tetrachlorphthalsäureanhydrid auf 16o 1 Spaltdestillat gemischt. Das Gemisch wurde auf eine Temperatur von 175° erhitzt und gründlich gerührt. Danach wurde die Mischung auf eine Temperatur unter 65- abgekühlt, bei ungefähr 32' filtriert und der Niederschlag mit Pentan gewaschen. Beim Filtrieren wurden i 29,4 kg festes Produkt auf 16o l Spaltdestillat erhalten, dessen Analyse i 1, 5 % Naphthaline ergab. Diese Ausfällung wurde mit einer wäßrigen Natriumhydroxydlösung im Verhältnis von 93,5 kg Natriumhydroxyd auf i 6o 1 Spaltdestillat behandelt, wobei sich zwei Schichten bildeten, deren obere Naphthalinen und deren untere das Natriumsalz der Tetrachlorphthalsäure enthielt. Die Schichten wurden getrennt, und es wurden i o, 5 kg Naphthaline auf 16o l Spaltdestillat erhalten. Der Naphthalinanteil enthielt 95% Naphtbalin, 4% a-Methylnaphthalin und i o 0 ß-Methylnaphthalin. Das Filtrat und die Pentanlösung wurden vereinigt, mit Alkali gewaschen, getrennt, wobei 1431 Öl je 16o l Spaltdestillat erhalten wurden, die keine nennenswerten Mengen von Naphthalin mehr enthielten. Das behandelte Öl enthielt ungefähr 1,50% Tetrachlorphthalsäureanhydrid; dieses 01 kann durch fraktionierte Destillation weiterhin von Tetrachlorphthalsäureanhydrid befreit werden.The following examples illustrate the process of the present invention. EXAMPLE 1 A cracked distillate with a specific gravity of 0.8540 and a total content of aromatic compounds of 50 percent by weight, of which ii percent by weight is naphthalene and 20o methylnaphthalene, was mixed with tetrachlorophthalic anhydride in a ratio of 12 kg of tetrachlorophthalic anhydride to 160 l of cracked distillate. This mixture was heated to a temperature of 175 - and stirred thoroughly. Thereafter, the mixture was cooled to a temperature below 65-, whereby the complex salt precipitated, which was filtered off at about 32- and the precipitate was washed with pentane. 29 kg of precipitate is obtained on 160 l of cleavage distillate which, according to the analysis, contained 11.50% naphthalenes. This precipitate was distilled with steam at a temperature of 177 °, with 10.5 kg of naphthalenes being separated from each 16o l of cleavage distillate, which consist of 950, 'o naphthalene, 40; o a-methylnaphthalene and 10o / 3-methylnaphthalene . The filtrate and the combined pentane washing solution were washed with an alkali solution and separated. 1431 oil per 16o l of cracked distillate were obtained; they did not contain any significant amounts of naphthalene. The oil treated in this way contained approximately 1.500.10 tetrachlorophthalic anhydride; the oil could be further freed from tetrachlorophthalic anhydride by an additional alkali wash. Example 2 A cracked distillate with a total content of aromatic compounds of 48 percent by weight, of which naphthalene accounts for about 1o.6% and methylnaphthalenes for about 0.70 / 0, and tetrachlorophthalic anhydride in a ratio of 63.5 kg of tetrachlorophthalic anhydride to 1 6o 1 of cracked distillate given a mixing container heated to 177 '. After thorough mixing, the mixture was cooled to below about 65 ", filtered and the precipitate washed with pentane to remove adsorbed oil. The solid product was distilled in a still with superheated steam at a temperature of about 150 °. From steam distillation 16.41, - of material per 16o l of cracked oil were obtained this material contained 930110 naphthalene, 20/0 α-methylnaphthalite and 2% β-methylnaphthalene. The oil filtrate obtained was 1251 per 16o l of cracked distillate Compounds of which about 1% was naphthalene and less than 0.50; ö a- and β-methylnaphthalene The pentane solution was distilled and washed with alkali to give 14.71 oil per 160 liters of cracked distillate, with an approximate naphthalene content of 4 percent by weight and a content of α- and β-methylnaphthalene of less than 0.5% Example 3 A cracked distillate with a specific gravity of 0.8540 un d a total content of aromatic substances of 50 percent by weight, of which ii percent by weight is naphthalene and about 2 percent by weight is methylnaphthalene, was mixed with tetrachlorophthalic anhydride in the ratio of 12 kg tetrachlorophthalic anhydride to 16o 1 fission distillate. The mixture was heated to a temperature of 175 ° and stirred thoroughly. The mixture was then cooled to a temperature below 65-, filtered at approximately 32 'and the precipitate washed with pentane. Filtration gave i 29.4 kg of solid product per 160 l of cleavage distillate, the analysis of which gave i 1.5% of naphthalenes. This precipitate was treated with an aqueous sodium hydroxide solution in the ratio of 93.5 kg of sodium hydroxide to 16o 1 of cleavage distillate, whereby two layers were formed, the upper naphthalenes and the lower the sodium salt of tetrachlorophthalic acid. The layers were separated and 10.5 kg of naphthalenes per 160 l of cracked distillate were obtained. The naphthalene content contained 95% naphthalene, 4% α-methylnaphthalene and 10% β-methylnaphthalene. The filtrate and the pentane solution were combined, washed with alkali, separated, 1431 oil per 16o l of cracked distillate being obtained which no longer contained any appreciable amounts of naphthalene. The treated oil contained approximately 1.50% tetrachlorophthalic anhydride; this oil can still be freed from tetrachlorophthalic anhydride by fractional distillation.
Der hohe Reinheitsgrad des in den vorstehenden Beispielen aus den Spaltdestillaten abgetrennten Naphthalins ist besonders bemerkenswert. Im Beispiel i enthält der Naphthalinanteil nahezu ioo0;o Naphthalin einschließlich Methylnaphthalinen; im Beispiel 2 ergab der Naphthalinanteil in der Analyse nahezu 97% Naphthalin mit Methylnaphthalinen; im Beispiel 3 ioo0% Naphthalin mit Methylnaphthalinen.The high degree of purity of the in the preceding examples from the Fission distillates of separated naphthalene is particularly noteworthy. For example The naphthalene content contains almost 100,000 naphthalene, including methylnaphthalenes; in example 2, the naphthalene content in the analysis showed almost 97% of naphthalene Methylnaphthalenes; in Example 3, 100% naphthalene with methylnaphthalenes.
Das Raffinationsöl, von dem der Komplex abgetrennt wird, kann durch' einfache Fraktionierung von noch darin vorhandenem Tetrachlorphthalsäureanhydrid befreit werden. Die Tetrahalogenphthalsäureanhydride haben sehr hohe Siedepunkte und sind stabil, so daß ein durch Fraktionierung aus dem Raffinationsöl erhaltenes Destillat frei von Tetrahalogenphthalsäureanhydrid ist. Bei in großem Rahmen durchgeführten Arbeitsgängen ist dieses Verfahren dem Waschen mit Alkalilösungen vorzuziehen.The refining oil from which the complex is separated can be obtained by ' simple fractionation of tetrachlorophthalic anhydride still present therein to be freed. The tetrahalophthalic anhydrides have very high boiling points and are stable so that one obtained by fractionation from the refining oil Distillate is free from tetrahalophthalic anhydride. When carried out on a large scale This method is preferable to washing with alkali solutions.
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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None * |
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