FR2640966A1 - Process for the preparation of pentachlorophenol - Google Patents
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Abstract
Description
-4--4-
PROCEDE DE PREPARATION DE PENTACHLOROPHENOL PROCESS FOR THE PREPARATION OF PENTACHLOROPHENOL
La présente invention concerne un procédé de préparation de pentachlorophénol par chloration d'autres chlorophénols, notamment de The present invention relates to a process for the preparation of pentachlorophenol by chlorination of other chlorophenols, in particular of
dichlorophénols, trichlorophénols et de tétrachlorophénols. dichlorophenols, trichlorophenols and tetrachlorophenols.
Plus précisément le procédé de l'invention permet de préparer du pentachlorophénol de pureté encore améliorée par rapport aux procédés actuels. Le pentachlorophénol est un composé utilisé comme fongicide et More precisely, the process of the invention makes it possible to prepare pentachlorophenol with a purity which is even better compared to current processes. Pentachlorophenol is a compound used as a fungicide and
agent de conservation du bois.wood preservative.
Le pentachlorophénol technique se présentait, il y a une vingtaine d'années, sous l'aspect d'un solide de couleur très foncée, The technical pentachlorophenol appeared, about twenty years ago, under the appearance of a very dark solid,
contenant des impuretés goudronneuses. containing tarry impurities.
Globalement il existe 2 voies essentielles de préparation du pentachlorophénol. Un premier type de procédé consiste & chlorer le benzène en hexachlorobenzene, puis à hydrolyser une des liaisons C-Cl en Overall there are 2 essential ways of preparing pentachlorophenol. A first type of process consists in chlorinating the benzene into hexachlorobenzene, then in hydrolyzing one of the C-Cl bonds in
C-OH pour former le pentachlorophénol. C-OH to form pentachlorophenol.
Un deuxième type de procédé consiste à chlorer le phénol. A second type of process consists in chlorinating the phenol.
D'une manière générale les procédés mettant en jeu l'hydrolyse de l'hexachlorobenzene en milieu alcalin et à haute température, conduisent à la formation de plus de polychlorodibenzoparadioxines comme In general, the processes involving the hydrolysis of hexachlorobenzene in an alkaline medium and at high temperature, lead to the formation of more polychlorodibenzoparadioxins such as
sous-produits, que les procédés de chloration du phénol. byproducts, that phenol chlorination processes.
Il a été découvert depuis quelques années que les polychlorodibenzoparadioxines possèdent des propriétés toxiques, & des niveaux variables, selon le nombre d'atomes de chlore qu'elles comportent It has been discovered in recent years that polychlorodibenzoparadioxins have toxic properties, and varying levels, depending on the number of chlorine atoms they contain
et la position de ces atomes de chlore. and the position of these chlorine atoms.
Bien que les polychlorodibenzoparadioxines qui sont susceptibles de se former dans les procédés de chloration du phénol ne soient pas celles qui sont reconnues comme très toxiques chez l'animal, il a été recherché divers moyens d'éliminer au maximum ces sous-produits Although the polychlorodibenzoparadioxins which are liable to form in the chlorination processes of phenol are not those which are recognized as very toxic in animals, various means have been sought to eliminate these by-products as much as possible.
ou d'empêcher le plus possible leur formation. or to prevent their formation as much as possible.
Ainsi, il a été proposé dans le brevet américain n0 4 016 047 d'éliminer les polychlorodibenzo-p-dioxines, jusqu'à des teneurs inférieures à 25 parties par million (0,0025 % en poids), en ajoutant au pentachlorophénol impur un composé phénolique ou un phosphite organique, Thus, it was proposed in US Patent No. 4,016,047 to eliminate polychlorodibenzo-p-dioxins, up to contents less than 25 parts per million (0.0025% by weight), by adding an impure pentachlorophenol phenolic compound or an organic phosphite,
puis en distillant ledit pentachlorophénol. then by distilling said pentachlorophenol.
-2--2-
Dans ce document, on indique que les teneurs en polychlorodi- In this document, it is indicated that the contents of polychlorinated
benzo-p-dioxines du pentachlorophénol impur sont de l'ordre de 0,2 %. Ces teneurs sont très élevées et, même séparées du pentachlorophénol, les polychlorodibenzo-p-dioxines posent néanmoins le problème de leur destruction. Aussi a-t-on cherché a limiter aussi complètement que possible la quantité de polychlorodibenzo-p-dioxines se formant lors de la chloration des chlorophénols en pentachlorophénol, de manière à obtenir des teneurs en polychlorodibenzo-p-dioxines très inférieures à ce qui est benzo-p-dioxins of impure pentachlorophenol are of the order of 0.2%. These contents are very high and, even separated from pentachlorophenol, polychlorodibenzo-p-dioxins nevertheless pose the problem of their destruction. We have therefore sought to limit as completely as possible the amount of polychlorodibenzo-p-dioxins formed during the chlorination of chlorophenols to pentachlorophenol, so as to obtain polychlorodibenzo-p-dioxin contents much lower than what is
généralement considéré comme acceptable. generally considered acceptable.
Ainsi le procédé industriel que la société demanderesse exploite permet d'obtenir un pentachlorophénol présentant sous l'angle Thus the industrial process which the applicant company operates makes it possible to obtain a pentachlorophenol having the angle
des polychlorodibenzo-p-dioxines une excellente qualité. excellent quality polychlorodibenzo-p-dioxins.
Cependant, en poursuivant son effort de recherche dans le domaine des chlorophénols, la société demanderesse a trouvé un nouveau procédé de chloration des chlorophénols, qui conduit à un However, by continuing its research effort in the field of chlorophenols, the applicant company has found a new process for chlorinating chlorophenols, which leads to a
pentachlorophénol contenant encore moins de polychlorodibenzopara- pentachlorophenol containing even less polychlorodibenzopara-
dioxines. Plus précisément, la présente invention concerne un procédé de chloration par le chlore gazeux, de dichlorophénols et/ou de trichlorophénols et/ou de tétrachlorophénols, éventuellement en mélange avec des monochlorophénols, en pentachlorophénol, caractérisé en ce que dioxins. More specifically, the present invention relates to a process for chlorination by gaseous chlorine of dichlorophenols and / or trichlorophenols and / or tetrachlorophenols, optionally in mixture with monochlorophenols, into pentachlorophenol, characterized in that
la réaction est conduite en présence d'un halogénure de gallium. the reaction is carried out in the presence of a gallium halide.
L'halogénure de gallium peut être le chlorure de gallium, le The gallium halide can be gallium chloride,
bromure de gallium, l'iodure de gallium ou le fluorure de gallium. gallium bromide, gallium iodide or gallium fluoride.
Le chlorure de gallium est utilisé de préférence. Gallium chloride is preferably used.
Les dichlorophénols, les trichlorophénols et les tétrachlorophénols, qui représentent l'essentiel des composés phénoliques mis en oeuvre dans le procédé de l'invention, sont plus particulièrement le dichloro-2,4 phénol, le dichloro-2,6 phénol, le trichloro-2,4,6 phénol The dichlorophenols, trichlorophenols and tetrachlorophenols, which represent the main part of the phenolic compounds used in the process of the invention, are more particularly 2,4-dichloro-phenol, 2,6-dichloro-phenol, trichloro- 2,4,6 phenol
et le tétrachloro-2,3,4,6 phénol.and 2,3,4,6-tetrachloro phenol.
Le plus souvent le procédé s'appliquera au dichloro-2,4 phénol, au dichloro-2,6 phénol, au trichloro-2,4,6 phénol et à leurs mélanges, Most often the process will apply to 2,4-dichloro-phenol, to 2,6-dichloro-phenol, to 2,4,4-trichloro-phenol and to their mixtures,
qui sont plus facilement disponibles que le tétrachloro-2,3,4,6 phénol. which are more readily available than 2,3,4,6-tetrachlorophenol.
Il est très intéressant d'utiliser les mélanges industriels, issus de la chloration du phénol ou des monochlorophénols et constitués essentiellement de trichloro-2,4,6 phénol, de dichloro-2,4 phénol et de 3- dichloro-2,6 phénol, ainsi que de faibles quantités de chloro-2 phénol, It is very interesting to use industrial mixtures, resulting from the chlorination of phenol or monochlorophenols and essentially consisting of 2,4,4,6-trichloro-phenol, 2,4-dichloro-phenol and 3-dichloro-2,6-phenol , as well as small amounts of 2-chloro-phenol,
de chloro-4 phénol et de tétrachloro-2,3,4,6 phénol. of 4-chloro-phenol and of 2,3,4,6-tetrachloro-phenol.
En effet ces mélanges industriels conviennent très bien dans le cadre du présent procédé et sont beaucoup plus économiques que les Indeed, these industrial mixtures are very suitable in the context of the present process and are much more economical than the
dichlorophénols ou trichlorophénols purs. pure dichlorophenols or trichlorophenols.
os La chloration des chlorophénols définis précédemment se fait à l'état fondu, c'est-à-dire & une température située entre le point de fusion du ou des chlorophénols mis en eouvre et environ 180 C. Le point os The chlorination of the chlorophenols defined above takes place in the molten state, that is to say at a temperature located between the melting point of the chlorophenol (s) being worked on and approximately 180 C. The point
de fusion du ou des chlorophénols se situe généralement entre 70 et 80 ó. The melting point of the chlorophenol (s) is generally between 70 and 80%.
Au fur et & mesure de l'avancement de la chloration, la température doit être élevée pour maintenir le mélange réactionnel à As the chlorination progresses, the temperature must be raised to maintain the reaction mixture at
l'état liquide.liquid state.
De préférence la température du mélange réactionnel à chaque instant de la chloration sera celle qui permet de maintenir le mélange à Preferably the temperature of the reaction mixture at each instant of the chlorination will be that which makes it possible to maintain the mixture at
l'état liquide tout en étant la moins élevée possible. the liquid state while being as low as possible.
La quantité d'halogénure de gallium utilisée peut varier largement. Généralement on utilisera de 0,01 à 5 % en poids d'halogénure The amount of gallium halide used can vary widely. Generally 0.01 to 5% by weight of halide will be used
de gallium par rapport au poids du ou des chlorophénols engagés. of gallium relative to the weight of the chlorophenol (s) involved.
De préférence cette quantité sera de 0,05 % à 2 % en poids par Preferably this amount will be from 0.05% to 2% by weight per
poids.weight.
La quantité de chlore utilisée est essentiellement fonction du ou des chlorophénols engagés, ainsi que du taux de transformation souhaité. Un des avantages de l'utilisation de l'halogénure de gallium réside dans l'excellent taux de fixation du chlore par rapport au chlore engagé. La quantité de chlore introduite sera donc généralement égale ou supérieure & la quantité stoechiométrique nécessaire & la The amount of chlorine used depends essentially on the chlorophenol (s) used, as well as the desired conversion rate. One of the advantages of using gallium halide lies in the excellent rate of fixation of chlorine compared to the chlorine used. The quantity of chlorine introduced will therefore generally be equal to or greater than the stoichiometric quantity required & the
transformation de ou des chlorophénols engagés en pentachlorophénol. transformation of committed chlorophenols into pentachlorophenol.
L'excès de chlore engagé pour obtenir une conversion totale ou pratiquement totale des chlorophénols en pentachlorophénol sera moins The excess of chlorine used to obtain a total or practically total conversion of the chlorophenols to pentachlorophenol will be less
important que dans les procédés utilisant le chlorure d'aluminium. important only in processes using aluminum chloride.
Le plus souvent, bien que ce ne soit pas impératif, le chlore est introduit par barbotage dans le milieu réactionnel et la partie qui éventuellement ne réagit pas immédiatement ressort de l'appareil o Most often, although it is not imperative, the chlorine is introduced by bubbling into the reaction medium and the part which possibly does not react immediately emerges from the apparatus o
s'effectue la réaction.the reaction takes place.
-4- La pression dans le réacteur est donc habituellement égale ou -4- The pressure in the reactor is therefore usually equal or
legèrement supérieure à la pression atmosphérique. slightly higher than atmospheric pressure.
Le chlore peut être utilisé seul ou être dilué par un gaz inerte, tel que l'azote par exemple. La présence d'un gaz inerte permet, si necessaire, d'augmenter le débit gazeux sans augmenter corrélativement Chlorine can be used alone or be diluted with an inert gas, such as nitrogen for example. The presence of an inert gas allows, if necessary, to increase the gas flow without correspondingly increasing
la quantité de chlore introduite en un temps donné. the amount of chlorine introduced in a given time.
Le chlore peut également être formé in-situ, à partir de l'acide chlorhydrique, par addition d'un composé oxydant, tel que le Chlorine can also be formed in situ, from hydrochloric acid, by the addition of an oxidizing compound, such as
peroxyde d'hydrogène par exemple.hydrogen peroxide for example.
Le pentachlorophénol obtenu peut être éventuellement purifié par toute méthode connue, par exemple par traitement en solution à l'aide The pentachlorophenol obtained can be optionally purified by any known method, for example by treatment in solution using
de noir de carbone.carbon black.
Les exemples qui suivent illustrent l'invention. The following examples illustrate the invention.
EXEMPLE 1EXAMPLE 1
Dans un réacteur en verre de 150 cm3 comportant un agitateur à pales en verre, une sonde thermométrique, un tube d'arrivée du chlore, plongeant dans le milieu réactionnel, un réfrigérant relié à une colonne de lavage et à un ballon contenant une solution aqueuse de soude, on charge: - 49,4 g de trichloro-2,4,6 phénol (0,25 mol) - 0,05 g de GaCl3 (0,1 % en poids par rapport au trichlorophénol). On chauffe à 80 C, puis sous agitation on introduit du chlore In a 150 cm3 glass reactor comprising a glass paddle stirrer, a temperature probe, a chlorine inlet tube, immersed in the reaction medium, a condenser connected to a washing column and to a flask containing an aqueous solution of sodium hydroxide, the following are charged: - 49.4 g of 2,4,4,6-trichloro phenol (0.25 mol) - 0.05 g of GaCl 3 (0.1% by weight relative to the trichlorophenol). It is heated to 80 ° C., then with stirring, chlorine is introduced.
avec un débit de 5 litres/heure.with a flow rate of 5 liters / hour.
La chloration dure 137 minutes; la quantité de chlore introduite est de 0, 50 mol, c'est-à-dire la quantité stoechiométrique The chlorination lasts 137 minutes; the amount of chlorine introduced is 0.50 mol, i.e. the stoichiometric amount
pour chlorer le trichlorophénol introduit en pentachlorophénol. to chlorinate the trichlorophenol introduced into pentachlorophenol.
La température en fin de chloration est de 173 C. The temperature at the end of chlorination is 173 C.
Le mélange réactionnel final est dosé par chromatographie The final reaction mixture is determined by chromatography
liquide haute pression (CLHP) après une purge de l'appareil à l'azote. high pressure liquid (HPLC) after purging the device with nitrogen.
- Taux de transformation (TT) du trichloro-2,4,6 phénol: 100 % - Rendement (RR) en tétrachlorophénol-2,3,4,6: 8,8 % - RR en pentachlorophénol: 79,6 % - 5 - Les polychlorodibenzoparadioxines sont dosées dans le mélange réactionnel final; le résultat est exprimé en - Transformation rate (TT) of 2,4,4,6-trichlorophenol: 100% - Yield (RR) into 2,3,4,6-tetrachlorophenol: 8.8% - RR into pentachlorophenol: 79.6% - 5 - The polychlorodibenzoparadioxins are dosed in the final reaction mixture; the result is expressed in
hexachlorodibenzoparadioxine (HCDD). hexachlorodibenzoparadioxin (HCDD).
On trouve 0,00023 % d'HCDD (soient 2,3 parties (HCDD) en poids We find 0.00023% of HCDD (i.e. 2.3 parts (HCDD) by weight
par million).per million).
EXEMPLE 2EXAMPLE 2
On répète l'exemple 1 en utilisant 0,49 g de GaCl3 (1 % en Example 1 is repeated using 0.49 g of GaCl3 (1% in
poids par rapport au trichloro-2,4,6 phénol). weight relative to 2,4,6,6-trichloro phenol).
On introduit 0,500 mol de chlore (en 137 min). 0.500 mol of chlorine is introduced (in 137 min).
La température en fin de chloration est de 166 C. The temperature at the end of chlorination is 166 C.
On obtient les résultats suivants: - TT du trichloro-2,4,6 phénol: 100 % RR en tétrachloro-2,3,4,6 phénol: 3,6 % - RR en pentachlorophénol: 80,4 % % de polychlorodibenzoparadioxines: 0,00013 % de HCDD The following results are obtained: - TT of 2,4,6,6-trichloro phenol: 100% RR in 2,3,4,6-tetrachloro phenol: 3.6% - RR in pentachlorophenol: 80,4%% of polychlorodibenzoparadioxins: 0.00013% HCDD
(1,3 partie en poids par million).(1.3 parts by weight per million).
ESSAI COMPARATIF ACOMPARATIVE TEST A
On répète l'exemple 2 dans les mêmes conditions, mais en remplaçant GaCl3 par AlC13 (même quantité 0,49 g) Example 2 is repeated under the same conditions, but replacing GaCl3 with AlC13 (same amount 0.49 g)
On introduit 0,500 mol de chlore (en 137 min). 0.500 mol of chlorine is introduced (in 137 min).
La température en fin de chloration est de 82 C. The temperature at the end of chlorination is 82 C.
On obtient les résultats suivants: - TT du trichloro-2,4,6 phénol: 99,6 % - RR en tétrachloro-2,3,4,6 phénol: 75,2 % - RR en pentachlorophénol: 20, 8 % On constate qu'avec une même quantité d'A1C13, on fixe un The following results are obtained: - TT of 2,4,6,6-trichloro-phenol: 99.6% - RR of 2,3,4,6-tetrachloro-phenol: 75.2% - RR of pentachlorophenol: 20, 8% On notes that with the same amount of A1C13, we set a
pourcentage beaucoup plus faible du chlore engagé qu'avec GaCl3. much lower percentage of chlorine used than with GaCl3.
ESSAI COMPARATIF BCOMPARATIVE TEST B
On répète l'exemple 2 en remplaçant 0,49 g de GaCl3 par 0,89 g Example 2 is repeated, replacing 0.49 g of GaCl3 with 0.89 g
d'AlCl3 (1',8 % en poids par rapport au trichlorophénol). of AlCl3 (1 ', 8% by weight relative to the trichlorophenol).
On introduit 0,684 mol de chlore (en 184 min), ce qui représente 1,34 fois la quantité stoechiométrique pour transformer le 0.684 mol of chlorine is introduced (in 184 min), which represents 1.34 times the stoichiometric amount to transform the
trichlorophénol en pentachlorophénol. trichlorophenol to pentachlorophenol.
-6--6-
La température en fin de chioration est de 174 C. The temperature at the end of chlorination is 174 C.
On obtient les résultats suivants: - TT du trichloro-2,4,6 phénol: 100 % RR en tétrachloro-2,3,4,6 phénol: 7,6 % - RR en pentachlorophénol: 84 % % de polychlorodibenzoparadioxines: 0,00027 % de HCDD (2,7 The following results are obtained: - TT of 2,4,6,6-trichloro phenol: 100% RR of 2,3,4,6-tetrachloro phenol: 7.6% - RR of pentachlorophenol: 84% of polychlorodibenzoparadioxins: 0, 00027% HCDD (2.7
parties en poids par million).parts by weight per million).
On constate qu'il faut plus d'AlC13 que de GaC13 pour atteindre un rendement équivalent en pentachlorophénol, mais qu'il se forme avec AlC13 une quantité de polychlorodibenzoparadioxines plus élevée qu'avec It is noted that more AlC13 is needed than GaC13 to achieve an equivalent yield of pentachlorophenol, but that a higher amount of polychlorodibenzoparadioxins is formed with AlC13 than with
GaC13, mime si cette quantité demeure très minime. GaC13, mime if this quantity remains very small.
-7--7-
Claims (8)
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1989
- 1989-12-21 GB GB8928880A patent/GB2226314A/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0262063A2 (en) * | 1986-09-25 | 1988-03-30 | Rhone-Poulenc Chimie | Process for stabilizing chlorination mixtures of phenol and/or chlorophenols |
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GB2226314A (en) | 1990-06-27 |
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GB8928880D0 (en) | 1990-02-28 |
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