FI77016C - Foerfarande foer soenderdelning av ett komplex av orto-bensoyl-bensoesyra, fluorvaete och borfluorid. - Google Patents

Description

1 77016

Menetelmä ortobentsoyyli-bentsoehapon, fluorivedyn ja booritrifluoridin kompleksin hajottamiseksi

Kyseessä oleva keksintö koskee menetelmää, jonka avulla voidaan hajottaa komplekseja, joita muodostavat ortobentsoyyli-bentsoehappo (OBB-happo), joka on mahdollisesti substituoitu, fluorivety (HF) ja booritrifluoridi (BF^) ,· joiden kompleksien yleinen kaava on: R3 O Rx jossa R·^, R2# R3 ja R^ esittävät vety- tai halogeeniatomia tai suoraketjuista tai haarautunutta alkyyliryhmää, joka sisältää 1-5 hiiliatomia, ja n ja m ovat lukuja 1-6.

Tällaisia komplekseja voidaan saada FR-patentin n:o 2 496 097 mukaisesti.

Jotta voitaisiin eristää happo OBB, on komplekseja käsiteltävä kiehuvalla vedellä tai laimennetulla natriumhydroksidilla, mikä tuhoaa HF:n ja BF3tn. Antrakinonin synteesin katalysaattorin HF, BF^ talteenottoa, joka on selostettu edellä mainitussa patentissa, ei voida suorittaa taloudellisesti toteutettavissa olevalla tavalla.

Kompleksin pitempiaikainen kuumentaminen lämpötilassa 150-200°C tekee mahdolliseksi sen hajottamisen, mutta aiheuttaa samanaikaisesti itse hapon OBB lähes täydellisen hajoamisen. Lisäksi vesi, joka muodostuu tämän 0BB:n hajoamisen aikana, yhdistyy HF:ään ja EF^ieen, mikä tekee katalysaattorin sopimattomaksi ottaa takaisin sykliin.

Kun kompleksia kuumennetaan pidemmän aikaa vakuumissa alemmassa lämpötilassa, välillä 50-100°C, voidaan hapon OBB

2 77016 hajoamista rajoittaa, mutta tällöin jää osa katalysaattorista happoon OBB, mikä tekee prosessista epätaloudellisen.

Jos kompleksia kuumennetaan alhaisessa lämpötilassa iner-tissä liuottimessa, ei tällöinkään voida ottaa talteen koko katalysaattoria ja happo OBB hajoaa vielä huomattavasti.

Keksinnön mukaisen menetelmän avulla voidaan torjua haitat, joita esiintyy tällaisissa menetelmissä ja saada talteen käytännöllisesti katsoen kvantitatiivisesti HF ja BF^/ jotka ovat alunperin komplekseina hapon OBB kanssa ilman että tämä jälkimmäinen hajoaisi.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä annetaan tarkemmin sanottuna kompleksin, HF:n ja BF^rn suhteen inertin liuottimen vaikuttaa yleisen kaavan I mukaiseen kompleksiin tislauskolonnissa, joka toimii refluksoiden liuotinta siten, että takaisinvirtaus on suurempi kuin syöttönopeus, eikä pidätä nestefaasia.

Keksinnön mukaisen menetelmän suoritukseen sopivina liuottimina voidaan mainita alifaattiset halogenoidut hiilivedyt, erikoisesti metyleenikloridi ja 1,2-dikloorietaani, ja aromaattiset fluoratut hiilivedyt.

Keksinnön tarkoitusperä saavutetaan sitä paremmin, mitä parempi valittu liuotin on hapolle OBB ja mitä huonompi liuotin se on HF:lle.

Keksinnön mukaisen menetelmän parhaana pidetyssä toteutustavassa työskennellään käyttäen tislauskolonnia, jossa pohjien lukumäärä on yli 8, mieluimmin välillä 15-40 ja jossa nestefaasin pidätysvolyymi on minimaalinen; ja jossa on metallisia MULTIKNIT-tyyppisiä (TISSMETAL-yhtiön rekisteröity tavaramerkki) täytekappaleita tai esimerkiksi ruostumatonta terästä olevien jousien tai renkaiden muodostamia täytekappaleita, ja se toimii refluksoiden liuotinta, siis liuottimen höyryn

II

3 7701 6 virtaama on riittävä varmistamaan sen, että kompleksi hajaantuu yhtäältä HF:ksi ja BF^sksi ja toisaalta OBB-hapoksi ja että HF höyryyntyy 5-40 kertaa ja mieluimmin 10-20 kertaa kolonniin lisätyn aineen virtaaman painon verran, ja aineiden lisäämistaso sijaitsee edullisesti kolonnin ensimmäisessä ylimmässä kolmanneksessa, jonka lämpötila on 20°C - vedettömän HF:n kiehumapiste - ja 150°C välillä ja jonka paine on joko alle atmosfäärin paineen tai sen yläpuolella (2-15 baaria) ja mieluimmin yhtä suuri tai hieman korkeampi) , ja säädetään niin että se pysyy tässä lämpötilatasossa.

Happo OBB, joko substituoitu tai substituoimaton, otetaan talteen kolonnin alaosasta ja se voidaan pestä sen jälkeen pelkällä vedellä, johon voidaan lisätä alkalihydroksidia BF^tn ja HF:n hiventen eliminoimista varten.

Keksinnön mukainen menetelmä voidaan suorittaa jatkuvana tai ei-jatkuvana.

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen toteutuksen toimintakaavaa ei-jatkuvana: kompleksi OBB, HF ja BF^ HF:n liuoksessa pannaan kolonniin 1 johdon 2 kautta, kun taas liuotin nostetaan kiehumapisteeseen alaosassa 3. Liuottimen ja HF:n höyryt kondensoituvat jäähdyttimessä 4 ja kaasumainen BF^ poistuu johdon 5 kautta. HF, joka erottuu liuottimesta de-kantoimisaltaassa 6, poistuu johdon 7 kautta ja liuotin pannaan takaisin kolonnin yläosaan johdon 8 kautta. Laskemalla astiasta ulos kohdassa 9 voidaan poistaa pienet epäpuhtaus-määrät kuten BF-jtn ja HF:n hydraatit, jotka voivat ak-kumuloitua dekantoimisaltaaseen 6. Happo OBB liuottimeen liuenneena vedetään pois johdon 9 kautta ja pestään vedellä kohdassa 11. Liuotin, joka on haihdutettu haihdutinlaitteessa 12 pannaan takaisin kolonniin johdon 13 kautta ja sulanut happo OBB poistuu johdon 14 kautta.

Kuvion II kaava poikkeaa kaavasta I HF:n erottamisen suhteen liuottimesta. Liuottimen ja HF:n höyryt kondensoidaan jääh-dyttimessä 4 ja kaasumainen BF^ poistuu johdon 5 kautta.

* 77016

Liuotin ja nestemäinen HF pannaan kolonniin 6, josta kaasumainen HF poistetaan johdon 7 kautta. Kolonnin 6 pohjalta ulosvedetty liuotin pannaan uudelleen hajotuskolonniin 1 johdon 8 kautta.

On mahdollista suorittaa happokompleksin OBB, HF, BF^ hajottaminen myös kahdessa vaiheessa, esimerkiksi syöttämällä toiseen kolonniin, joka työskentelee paineessa 2-15 baaria ja lämpötilassa 60-150°C, osittain hajonnutta kompleksia, joka on peräisin ensimmäisestä kolonnista, joka työskentelee atmosfäärin paineessa tai osittaisessa vakuumissa lämpö-tilavälillä 40-60°C.

Seuraavat esimerkit valaisevat keksintöä.

Hapon OBB määrät tai konsentraatiot on määrätty analyyttisesti nestekromatografiän avulla.

Esimerkki 1

Valmistetaan happokompleksia OBB, HF, BF^ HF:n liuoksessa panemalla reagoimaan FR-patentin n:o 2 496 097 mukaisessa määräsuhteessa 1 mooli ftaalihappoanhydridiä ja 1 mooli bent-seeniä seoksessa 10 moolia HF ja 10 moolia BF^. Poistetaan kaasua lämpötilassa -40°C osasta HF:ää ja saadaan 1 moolia kohti käytettyä ftaalihappoanhydridiä hapon OBB kompleksin liuosta HF:ssä, joka sisältää 203,3 g happoa OBB, 306,7 g BF^ia, 200 g HF kaikkiaan ja 22,7 g reaktion epäpuhtauksia.

Käytetään ruostumatonta terästä olevaa, sisäläpimitaltaan 38 imun kolonnia, joka sisältää 1,20 m:n korkeudella MULTIKNIT-täytettä, joka on ruostumatonta terästä 18/10 Mo, huokoisuus 9 3,3, pinta 215 dmVdm ja jossa on 40 teoreettista pohjaa. Tässä kolonnissa refluksoidaan metyleenikloridia kolonnin lämpötilan ollessa 41°C ja paineen ollessa atmosfäärin paine. Metyleenikloridin höyrysty-misnopeus kolonnin alaosassa on 3,87 kg/h.

Sen jälkeen lisätään 28 min aikana 110 g kompleksin liuosta. Ylläpidetään refluksointia 20 min ajan, sen jälkeen haihdutetaan kolonnin alaosassa oleva metyleenikloridi. Operaation

II

5 7701 6 aikana kaasumainen BF-j ja HF otetaan talteen kolonnin yläpäästä. Otetaan talteen 0,5 g jäännöstä, joka sisältää BF-^rn hydraattia, dekantteriin, joka on asetettu kolonnin yläpäähän.

Operaation lopussa otetaan talteen 33,3 g puhdistamatonta happoa OBB, joka sisältää 28,6 g happoa OBB, eli hapon OBB talteenotto on 93,8 %.

Puhdistamaton happo OBB sisältää 0,43 g BF^ ja 0,1 g HF:ää. Hajottamisen hyötysuhde on 99 % BF^rlle ja 99,6 % HF:lle.

«

Esimerkki 2

Työskennellään samassa kolonnissa ja samoissa lämpötilan ja paineen olosuhteissa kuin esimerkissä 1.

Metyleenikloridin höyrystymisnopeus on 2,7 kg/h.

Lisätään 42 min kuluessa 94,6 g esimerkissä 1 valmistettua kompleksin liuosta.

Sen jälkeen ylläpidetään refluksointia 30 min ajan. Kolonnin alaosaan saatu liuos operaation lopussa pestään jäähdyttyä 475 ml:11a tislattua vettä. Näin pesty hapon OBB liuos metyleenikloridissa haihdutetaan ja saadaan 29,6 g puhdistamatonta happoa OBB, joka sisältää 26 g OBB:tä, eli hapon OBB talteenotto on 99 %.

Raaka happo OBB on vapaata HFrstä ja BF^rsta. Hajottamisen hyötysuhde on 99 % BF^slle ja 99,2 % HFrlle, kun otetaan huomioon se BF^ ja HF, joka saadaan talteen metyleeniklo-ridi-liuoksessa olevan raa'an hapon OBB pesuvedestä.

Esimerkki 3

Työskennellään samassa kolonnissa kuin esimerkissä 2, atmosfäärin paineessa, mutta lämpötilassa 84°C ja läsnä on 1,2-dikloorietaania metyleenikloridin asemesta. Dikloori-etaanin höyrystymisnopeus on 4,22 kg/h. Lisätään 22 min 6 77016 aikana 110 g esimerkin 1 mukaisesti valmistetun kompleksin liuosta. Pidetään sitten yllä liuottimen refluksointia 20 min ajan ennen kuin kolonnin alaosassa oleva dikloorietaani haihdutetaan.

Saadaan 32 g raakaa happoa OBB, joka sisältää 28,0 g happoa OBB, eli hapon OBB talteenottotuotos on 92 %.

Raaka happo OBB sisältää 0,33 g BF^:a ja 0,1 g HF:ää eli hajottamisen hyötysuhde on 99,3 % BF3:lle ja 99,6 % HF:lle.

Esimerkki 4

Valmistetaan orto-( 4-etyylibentsoyyli)-bentsoehapon (OEBB) kompleksi panemalla reagoimaan FR-patentin n:o 2 496 097 mukaisesti 26,6 g ftaalihappoanhydridiä ja 19,07 g etyyli-bentseeniä 35,9 g:ssa HF:ää ja 121,77 g BF^ 30 min ajan lämpötilassa -40°C. Reaktion ja kaasun poistamisen jälkeen -40°C:ssa saadaan 144,4 g kompleksin liuosta HF:ssä, joka ruiskutetaan 20 min aikana esimerkissä 1 selostettuun kolonniin ja työskennellään samoissa lämpötilan ja paineen olosuhteissa, ja käyttäen myös metyleenikloridia.

Metyleenikloridin refluksointinopeus on 3,8 kg/h. Kun kom-pleksiliuoksen lisäys on päättynyt, pidetään refluksointia yllä 20 min ennen kuin kolonnin alaosassa oleva liuotin haihdutetaan.

Saadaan 43,31 g raakaa happoa OEBB, joka sisältää 39,07 g happoa OEBB ja talteenottoprosentti BF^ille ja vastaavasti HF:lie on 99,3 % ja 99,6 %.

Il

Claims (7)

7 77016

1. Menetelmä, jonka avulla voidaan hajottaa ortobentsoyyli bentsoehapon, fluorivedyn ja booritrifluoridin komplekseja, joiden yleinen kaava on: , nHF, nBF3 (I) R4 R2 jossa kaavassa R^, R2* R^ ja R^ esittävät vety- tai halo-geeniatomia tai suoraketjuista tai haarautunutta alkyyliryh-mää, jossa on 1-5 hiiliatomia, n ja m ovat lukuja 1-6, siten että saadaan yhtäältä ortobentsoyyli-bentsoehappoa ja toisaalta fluorivetyä ja booritrif luoridia, tunnettu siitä, että annetaan inertin liuottimen vaikuttaa kompleksiin lämpötilassa, joka on ainakin 20°C tislauskolonnissa, jossa teoreettisten pohjien lukumäärä on ainakin 8 ja joka toimii siten, että liuottimen refluksointi on paino-osissa 5-40 kertaa kolonnin syöttövirtaaman suuruinen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kolonnissa on 15-40 teoreettista pohjaa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liuottimen refluksointi on paino-osissa 10-20 kertaa kolonnin syöttövirtaaman suuruinen.

4. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kolonnin lämpötila on välillä 20-150°C.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että liuotin on halogenoitu alifaattinen hiilivety . β 77016

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että liuotin on metyleeniklori di.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että liuotin on 1 ,2-dikloorietaani.