PL67897B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 31.XII.1966 (P. 130 334) 19.VII.1973 1*7 897 KI. 12o,23/01 MKP C07c 143/24 UKD Twórca wynalazku: Romuald Bogoczek Wlasciciel patentu: Politechnika Slaska im. Wincentego Pstrowskiego, Gliwice (Polska) Sposób otrzymywania kwasu p-toluenosulfonowego Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywa¬ nia krystalicznego kwasu p-toluenosulfonowego z roztworu odpadkowego jaki pozostaje po od¬ dzieleniu kwasu p-toluenosulfonowego w procesie sulfonowania toluenu np. wedlug patentu polskie¬ go nr 59 938. Roztwór ten zawiera glównie kwasy o- i m-toluenosulfonowe, kwasy toluenodwusulfo- nowe i trójsulfonowe oraz sulfony toluilenowe jak równiez kwas siarkowy i toluen, natomiast prawie nie zawiera kwasu p-toluenosulfonowego.Wiadomo jest, ze w procesie sulfonowania to¬ luenu kwasem siarkowym lub oleum w tempera¬ turze okolo 100°C, powstaje kwas p-toluenosulfo- nowy jedynie w ilosci okolo 70% wydajnosci teore¬ tycznej. Pozostala ilosc stanowia substancje wy¬ mienione wyzej. Z takiej mieszaniny poreakcyjnej mozna wydzielic krystaliczny produkt na przyklad wedlug patentu polskiego nr 59 938 lub patentu NRF nr 1160 433, jako jednowodzian kwasu p-to¬ luenosulfonowego.Wedlug patentu NRF do roztworu posulfonacyj- nego zawierajacego mieszanine izomerów kwasu toluenosulfonowego, ewentualnie lacznie z roz¬ puszczalnikiem inertnym, dodaje sie wody w sto¬ sunku 0,3—0,76 moli na kazdy mol mieszaniny izomerów, na skutek czego krystalizuje wodzian kwasu p-toluenosulfonowego. W roztworze pokry- stalizacyjnym pozostaja inne izomery kwasu tolu¬ enosulfonowego. Po oddzieleniu od lugów macie¬ rzystych stanowi on gotowy produkt, podczas gdy wymieniony roztwór pokrystalizacyjny jest odpa¬ dem nie znajdujacym zastosowania.Wedlug wynalazku udaje sie przywrócic temu roztworowi pelna wartosc uzytkowa poprzez wy- 5 twarzanie z niego kwasu p-toluenosulfonowego.Mieszanina posulfonacyjna, z której wedlug wy¬ mienionego patentu NRF mozna wydzielic mono¬ hydrat kwasu p-toluenosulfonowego posiada przy¬ kladowo nastepujacy sklad chemiczny: 17—20% 10 kwasu o-toluenosulfonowego, 3—6% kwasu m-to- luenosulforiowego i 70—80% kwasu p-toluenosul¬ fonowego, 2—8% sulfonów, oraz kwasów tolueno- dwusulfonowych 0—3%.Roztwór pokrystalizacyjny, który jest zródlem 15 dalszej wydajnosci kwasu p-toluenosulfonowego w sposobie wedlug wynalazku, posiada przykladowo nastepujacy sklad chemiczny: kwasu o-toluenosul¬ fonowego 45—60%, kwasu m-toluenosulfonowego 10^18% kwasów toluenodwusulfonowych 0—10%, 20 sulfonu 0—25% oraz kwasu p-toluenosulfonowego 0—5%.Niezaleznie od wymienionych skladników zarów¬ no w pierwszym jak i w drugim roztworze moga sie znajdowac kwas siarkowy i toluen.Celem wynalazku jest przeprowadzenie wymie¬ nionego roztworu pokrystalizacyjnego charaktery¬ zujacego sie niska zawartoscia izomeru para, a jednoczesnie wysoka zawartoscia izomeru orto, 80 w roztwór zawierajacy wysoki procent kwasu 25 67 89767 897 3 4 p-toluenosulfonowego przy niskim procencie kwasu o-toluenosulfonowego.Wynalazek oparty jest na spostrzezeniu, ze kwa¬ sy toluenosulfonowe ogrzewane w temperaturze okolo 110°C i wyzszej, same lub w obecnosci kwasu siarkowego, ulegaja reakcji przesulfonowa- nia lub izomeryzacji z wytworzeniem mieszaniny kwasów, w skladzie których dominuje kwas p-to¬ luenosulfonowy, chociazby nie bylo go w tej mie¬ szaninie przed rozpoczeciem ogrzewania. Reakcje izomeryzacji kwasów toluenosulfonowych przyspie¬ sza obecnosc kwasu siarkowego i toluenu.Wynalazek umozliwia prowadzenie produkcji kwasu p-toluenosulfonowego w sposób cykliczny, zapobiegajacy stratom zarówno toluenu, jak tez kwasu siarkowego.Proces otrzymywania kwasu p-toluenosulfono¬ wego z wykorzystaniem wynalazku przedstawia sie nastepujaco.* Kwas siarkowy miesza sie z toluenem i ogrzewa w znany z patentu nr 59 938 sposób. Po zakoncze¬ niu reakcji, gdy zawartosc kwasu p-toluenosulfo¬ nowego wynosi okolo 70%, powoduje sie w znany sposób krystalizacje tego produktu z mieszaniny poreakcyjnej i oddziela sie go przez odwirowanie.Przesacz po tym produkcie, zawierajacy glównie kwas o-toluenosulfonowy oraz do 5% kwasu p-to¬ luenosulfonowego, zawraca sie do reaktora i bez dodawania jakichkolwiek dodatkowych surowców, ogrzewa sie przez kilka godzin w temperaturze nizszej od 110°C, przez co powoduje sie przesulfo- nowanie i izomeryzacje substancji zawartych w roztworze i ustala sie ponownie sklad procentowy równy w przyblizeniu 70% kwasu p-toluenosulfo¬ nowego i 30% innych produktów sulfonowania. Po spowodowaniu krystalizacji kwasu p-toluenosulfo¬ nowego i odwirowaniu go, zawraca sie przesacz, który zawiera glównie izomer orto, a w którym zawartosc kwasu p-toluenosulfonowego wynosi ok. 5%, ponownie do reaktora i ogrzewa sie go tak samo jak poprzednio, co znów powoduje izomery¬ zacje kwasów toluenosulfonowych z ponownym wytworzeniem kwasu p-toluenosulfonowego w ilos¬ ci okolo 70% w mieszaninie poreakcyjnej. Suma¬ ryczna wydajnosc uzyskanego krystalicznego pro¬ duktu moze wiec przekroczyc 90% wydajnosci teoretycznej.Przyklad. 500 g czystego toluenu poddano reakcji sulfonowania za pomoca 180 g 96%-go kwasu siar¬ kowego wedlug patentu polskiego nr ^ 59 938, uzy¬ skujac 160 g prawie bialego jednorodnego kwasu p-toluenosulfonowego. Przesacz z wirówki umiesz¬ czono w kolbie z tym, ze dolaczono jeszcze na¬ sadke azeotropowa. Ogrzewano w temperaturze wrzenia okolo dwóch godzin, odbierajac w nasad¬ ce azeotropowej okolo 9,5 ml wody, po czym ochlo¬ dzono nieco i mieszanine wylano do parownicy, gdzie zastygla na mase krystaliczna z warstwa toluenu. Po rozdrobnieniu odwirowano osad, prze- 6 , mywajac go toluenem z zawartoscia 4% metanolu.Po wysuszeniu w promieniowaniu podczerwonym, otrzymano 95 g jasno kremowego krystalicznego, jednowodnego kwasu p-toluenosulfonowego. Prze¬ sacz po tym osadzie oddzielony od cieczy z prze¬ mywania, posiadal nastepujacy sklad chemiczny w odniesieniu do produktów sulfonowania: kwas p-toluenosulfonowy 4%, kwas o-toluenosulfonowy 55%, kwas m-toluenosulfonowy 14%, kwasy tolueno- dwusulfonowe 19% oraz sulfony 6%. Pozostala ilosc to ' substancje niezidentyfikowane. Roztwór ten umieszczono w kolbie jak wyzej i ogrzewajac w temperaturze wrzenia przez dwie godziny, odde¬ stylowano do nasadki azeotropowej 6 ml wody.Po ochlodzeniu do temperatury 30°C dodano do roztworu, mieszajac dobrze 5,4 ml wody i wylano roztwór na parownice, gdzie po pewnym czasie zastygl na mase o nastepujacym skladzie chemicz¬ nym w odniesieniu do produktów sulfonowania: kwas p-toluenosulfonowy 71%, kwas o-toluenosul¬ fonowy 14%, kwas m-toluenosulfonowy 5%, kwasy toluenodwusulfonowe 1%, sulfony 8%, niezidenty¬ fikowane 1%. Mase te rozdrobniono i wymieszano z pozostala na powierzchni warstwa toluenu i od¬ wirowano krysztaly, przemywajac je toluenem. Po wysuszeniu produktu jak wyzej, otrzymano 57 g zóltego monohydratu kwasu p-toluenosulfonowego.Przesacz po tych krysztalach z uwagi na jego ma¬ la ilosc, dolaczono do przesaczy z innych szarz.W sumie otrzymano wiec 312 g krystalicznego kwasu p-toluenosulfonowego, co wynosi okolo 90% wydajnosci teoretycznej. Ilosc otrzymanego krysta¬ licznego kwasu p-toluenosulfonowego zwiekszono jeszcze bardziej, a mianowicie do 95% wydajnosci teoretycznej, kiedy to oddestylowano wszystkie roztwory powstale przez przemywanie krysztalów.Pozostale 5% stanowily straty czynnosciowe, któ¬ rych nie udalo sie uniknac. PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób otrzymywania kwasu p-toluenosulfono¬ wego z odpadkowego przesaczu po oddzieleniu krystalicznego produktu sulfonowania toluenu, znamienny tym, ze wymieniony roztwór ogrzewa sie w temperaturze nie nizszej od 110°C, ewen¬ tualnie z dodatkiem kwasu siarkowego i toluenu, tak dlugo, az ustali sie ponownie równowaga che¬ miczna charakteryzujaca sie zawartoscia okolo 70% kwasu p-toluenosulfonowego, po czym powo¬ duje sie krystalizacje tego produktu w znany sposób. 15 20 25 30 35 40 45 50 W.D.Kart. C/325/73, 100+15, A4 Cena zl 10.— PL PL