RO106392B1 - Procedeu de separare a or/o-nitroclorbenzenului si para-nitroclorbenzenului din amestecul obtinut prin sinteza si instalație pentru realizarea acestuia - Google Patents

Abstract

Prezenta invenție se refera la un procedeu de separare a orfo-nitroclorbenzenului si para-nitroclorbenzenului, din amestecul de sinteza prin cristalizare-extractie, utilizind ca solvent , la cristalizare - filtrare, metanolul anhidru, iar pentru extracție, fracțiune hexanica. Instalația pentru realizarea procedeului este alcatuita din doua trepte de cristalizare - filtrare, un extractor, doua coloane de distilare, pentru recuperarea fracțiunii bexanice, respectiv a metanolului, si o coloana de spalare cu apa, a amestecului de solvent metanol, fracțiune hexanica.

Description

Prezenta invenție se referă la un procedeu de separare a orto-nitroclorbenzenului (ONCB) șî para- nitroclorbenzenului (PNCB) din amestecul de sinteza și la o instalație pentru realizarea acestuia.

Procedeele cunoscute de separare a acestor izomeri (licuația, licuația + fracționarea etc.) nu utilizează soivenți selectivi.

Prin licuație se realizează separarea din amestecul de reacție numai a PNCB Și a unui eutectic îmbogățit în ONCB. Recuperarea PNCB este modestă (66... 68% g) și puritatea de circa 98...99% g. Separarea ONCB din eutectic prin fracționare este dificilă, din cauza diferențelor mici de temperatură între componenți, gi necesită pe lângă coloane eficiente (număr mare de talere) și rații apreciabile de reflux

Separarea prin extracție cu soivenți a fost realizată la nivel de instalații pilot, dar nu s-a aplicat la scară industrială.

Procedeul de separare a ONCB și PNCB din amestecul de sinteză, conform invenției, înlătură dezavantajele arătate mai sus prin aceea că se efectuează cristalizarea PNCB în două trepte, utilizând ca solvent metanol anhidru, la o rație globală însumând cele două cristalizatoare și respectiv cele două filtre, față de materia primă ce intră în trei trepte de cristalizare, de 0,5...3,5/1 în greutate, în condiții de temperatură diferite, 5°C pentru treapta a I-a de cristalizare și -5°C pentru treapta a II- a, după care filtratul obținut din cea de a 11-a, este supus extracției PNCB din eutectic, la o rație de solvent - fracție hexanică - de 1,5...3,5/1 în greutate, raportat la materia primă ce intră în extraclor, la temperaturi între -5 și + 20°C.

Instalația pentru realizarea procedeului este constituită din două trepte de cristalizare filtrare, alcătuite fiecare dintr2 un cristalizator, racordat printr-un vas de captare la un filtru și, respectiv, dintr-un catalizator racordat printr-un vas de captare la un al doilea filtru, fiecare filtru fiind prevăzut cu conducte de spălare cu alcool metilic, de evacuare a solidului, precum și cu conducte de evacuare a filtratului în niște vase de colectare, cel de al doilea vas de colectare fiind prevăzut cu o conductă, pentru alimentarea într-un extractor, pentru extracția PNCB cu fracție hexanică, de la care prin intermediul unor conducte se face legătura cu niște coloane de distilare și de recuperarea fracției hexanice, respectiv a metanolului, care la rândul lor, printr-o conductă comună conduc la o coloană de spălare cu apă a amestecului de solvent metanol - fracție hexanică, care este în legătură cu o coloană de recuperare a metanolului din soluția apoasă.

Procedeul și instalația, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:

- solventul utilizat (alcoolul metilic anhidru), conferă sistemului o stabilitate chimica relativ ridicată, eliminându-se hidrolizările ce au loc în cazul utilizării de alcool metilic cu apă;

- se reduce într-o măsură foarte mare viteza de coroziune a instalației datorită operării instalației la temperaturi coborâte;

- se asigură prevenirea formării prin degradare tehnică a polinitrofenolilor ce vor provoca explozii;

- eficacitatea procedeului și instalației sunt cel puțin echivalente cu eficacitatea procedeelor și instalațiilor cunoscute.

A

In continuare, se prezintă un exemplu de realizare a procedeului și instalației, conform invenției, în legătură și cu figura, care reprezintă schema de principiu a instalației.

Instalația este constituită din două cristalizatoare 1 și 2, două vase de captare 3 și 4, doua filtre 5 și 6, (sau centrifuge de separare lichid-solid cu încărcare-descărcnre continuă), două vase de acumulare filtrat 7 și 8, un extractor

9. două coloane de distilare 10 șt 11. pentru distilarea fracției hexanice, respectiv a metanolului, o coloană 12 de spălare cu apă a fracției hexanice și o coloană de distilare 13, a alcoolului metilic din soluția apoasă. Materia primă (amestec de izomeri nitroclorbenzeni de compoziție: 34.92% g ONCB,63,55% g PNCB și 1,53% g produși neidentificați), se introduce într-un cristalizator 1, împreună cu o cotă parte din lichidul alcoolic captat dintr-un vas de captare 3 cu rolul de a se evita depuneri de cristale în cristalizator. După atingerea temperaturii de lucru (-l-5^dC) amestecul de izomeri intră în vasul de captare 3, de unde, pe nivel constant, produsul se evacuează într-un filtru 5. Solidul I depus pe filtru este spălat cu metanol anhidru pentru a se extrage impuritățile de ONCB și produși neidentificați, în final obținându-se un PNCB de puritate de peste 99,8% g și un randament de 60%g față de conținutul din materia primă. Rația de metanol spălare/materie primă, supusă cristalizării în cristalizatorul 1 este cuprinsă între 0,5... 2/1 (în grame). Solidul I (PNCB), astfel obținut, este evacuat de pe filtrul 5 prin intermediul unui șnec, iar filtratul I este colectat într-un vas de acumulare 7, compoziția acestui filtrat I fiind: 21,46% g ONCB, 16% g PNCB, 0,94% g produși neidentificați și 61,6% g metanol.

Din vasul 7 filtratul I este trimis în al doilea cristalizator 2, în amestec cu o cotă parte din lichidul alcoolic, colectat într- un vas de captare 4, concentrat de izomeri (47,32% ONCB, 49,5% PNCB și 3,18% produși neidentificați) obținut în baza unei coloane 10 și metanol anhidru.

Rația acestuia din urmă față de filtratul I este cuprinsă între 0 1,5/1 (în grame). După atingerea temperaturii de lucru (- 10...0^&C) în cristalizatorul 2, produsul total este captat în vasul 4, iar de aici, pe nivel constant de lichid, intră într-un filtru 6. Solidul II depus pe filtru este spălat cu metanol anhidru la o rație de 2..4/1 (în grame) fața de solidul II, rezultând astfel, un PNCB de puritate 99,6% g (0,4% ONCB) și o recuperare de peste 71% g față de conținutul de PNCB din filtratul I.

Din filtrul 6, solidul II (PNCB) este evacuat prin intermediul unui șnec si trimis, împreună cu solidul I, la uscare de metanol și apoi la depozit, iar filtratul II este captat într-un vas 8 și va constitui alimentarea unui extractor 9. Compoziția acestui filtrat II este: 15,68% g ONCB, 8,49% g PNCB, 0,83% g produși neidentificați și 75% g metanol.

După uscare, solidul total obținut are o compoziție de 99,75% g PNCB și 0,25% g ONCB. Gradul de recuperare globală al PNCB este de peste 88% g față de conținutul în PNCB, al amestecului de izomeri obținuți în sinteză.

Pentru recuperarea avansată a PNCB și în același timp obținerea unui concentrat îmbogățit în ONCB, în extractorul 9 se face extracția PNCB cu fracție hexanică. Rația de fracție hexanică/Filtrat II este cuprinsă între 1,5 și 3,5/1 (în grame), în funcție de conținutul de PNCB din filtratul II. Temperatura în extractor variind, de asemeni, între -5 și +20°C, în funcție de conținutul în ONCB din eutectic (ONCB 4- PNCB). Operația de extracție se realizează eficient, când se asigură o materie primă (filtrat II) care să aibă un conținut în ONCB de cel puțin cel corespunzător amestecului eutectic (67% g ONCB). Pentru exemplul de față conținutul de ONCB din eutecticul din filtratul II este de 64,87% g, iar temperatura de extracție și rația de fracție hexanică au fost de 5°C, respectiv 3/1 (în grame). Cu cât conținutul în ONCB scade (deci PNCB crește), temperatura pe extractor scade, iar rația de fracție hexanică crește.

Fracția ușoara (2,12% g UNCB, 2,22% g PNCB, 0,14% g produși neidentificați, 2,08% g metanol și 93,44% g fracție hexanică) ce iese pe vârful extractorului 9, intră într-o coloană de distilare 10, unde distilează pe vârf fracția hexanică și metanolul, iar produsul din bază (concentrat de izomeri de nitroclorbenzeni) se recirculă în cristalizatorul 2, temperatura în baza coloanei fiind de 100 C, iar în vârf 65°C. Nu se administrează reflux.

Fracția grea (8,72% g ONCB, 1,87% g PNCB, 0,38% g produși neidentificați, 25,76% g fracție hexanică și 63,27% g metanol), ce iese pe la baza extractorului 9, intră în coloana de distilare 11, unde se distilează pe vârf metanolul și fracția hexanică, iar pe la baza coloanei se evacuează ONCB de concentrație de peste 80% g și un grad de recuperare de peste 99% g față de conținutul de ONCB din amestecul de izomeri obținuți în sinteză.

Temperatura în baza coloanei 11 este de 100...110°C, iar în vârf 65...67°C Nu se administrează reflux la vârful coloanei.

Amestecul de solvenți distilați pe vârfurile coloanelor 10 și 11, cu compoziția: 20% g metanol și 80% g fracție hexanică, se supune spălării cu apă în coloana 12, la temperatura ambiantă și la o rație de apă/amestec. de solvenți de 0,5...1/1 (în grame). Fracția hexanică, liberă de metanol, se recirculă la baza coloanei de extracție 9, iar soluția apoasă de metanol (66.38% g metanol și 33.62% g apa) se trece în coloana de recuperare metanol 13. Pe ia vârf distilează metanolul. care se recirculă la echipamentele de cristalizare, iar pe la bază se evacuează apa necesară spălării în coloana 12. Temperatura în baza coloanei 13 este de 11O...12O°C, iar în vârf de 67°C, la vârf administrându-se reflux de metanol rece, la o rație de 0,5...1,5/1 (în greutate).

Claims (2)

1. Procedeu de separare a orto- nitroclorbenzenului (ONCB) și para-nitroclorbenzenului (PNCB) din amestecul obținut prin sinteza, prin cristalizare și extracție cu solvent, caracterizat prin aceea că se efectuează cristalizarea PNCB în două trepte, utilizând ca solvent metanol anhidru, la o rație globală însumând cele două cristalizatoare și, respectiv, cele două filtre, față de materia primă ce intră în prima treptă de cristalizare, de 0,5...3,5/1 în greutate, în condiții de temperatură diferite, 5°C pentru treapta I-a de cristalizare și - 5°C pentru treapta a Π-a, după care filtratul obținut din cea de a Π-a treaptă este supus extracției PNCB din eutectic, la o rație de solventfracție hexanică dc 1,5...3,5/1, în greutate raportat la materia primă ce intră în extractor, la temperaturi cuprinse între -5 și +20°C.

2 Instalație de separare a orio-nitroclorbenzenului și pore-nitroclorbenzenului din amestecul de sinteză, caracte* rizată prin aceea că este constituita din două trepte de cristalizare filtrare (A și B), alcătuita fiecare dintr-un cristaliza tor (1) racordat printr-un vas de captare (3) la un filtru (5) și, respectiv, dintr-un cristaliza tor (2) racordat printr-un vas de captare (4) la un al doilea filtru (6), fiecare filtru fiind prevăzut cu conducte de spălare cu alcool metilic, de evacuare a solidului, precum și cu conducte de evacuare a filtratului în niște vase de colectare (7, respectiv 8), vasul (8) fiind prevăzut cu o conductă (14) pentru alimentarea întrun extractor (9) pentru extracția PNCB cu fracția hexanică, de la care, prin intermediul unor conducte (15 și 16) se face legătura cu niște coloane de distilare (10 gi 11), pentru recuperarea fracției hexanice, respectiv a metanolului, care la rândul lor, printr-o conductă comună (17) conduc la o coloană (12) de spălare cu apă a amestecului de solvent metanol-fracție hexanică, coloana (12) fiind în legătură cu o coloană (13) de recuperare a metanolului din soluția apoasă.