RU2316543C1 - Method for preparing trifluoromethane sulfoacid - Google Patents
Method for preparing trifluoromethane sulfoacid Download PDFInfo
- Publication number
- RU2316543C1 RU2316543C1 RU2006121692/04A RU2006121692A RU2316543C1 RU 2316543 C1 RU2316543 C1 RU 2316543C1 RU 2006121692/04 A RU2006121692/04 A RU 2006121692/04A RU 2006121692 A RU2006121692 A RU 2006121692A RU 2316543 C1 RU2316543 C1 RU 2316543C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sulfoacid
- crude
- distillation
- trifluoromethane
- synthesis
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения фторорганических соединений, в частности к технологии получения трифторметансульфокислоты.The invention relates to an improved method for producing organofluorine compounds, in particular to a technology for producing trifluoromethanesulfonic acid.
Трифторметансульфокислота (в дальнейшем ТФМСК) используется в тонком органическом синтезе, в производстве фармацевтических препаратов, фунгицидов, инсектицидов, поверхностно-активных веществ, моторного топлива и др.Trifluoromethanesulfonic acid (hereinafter TFMSK) is used in fine organic synthesis, in the production of pharmaceuticals, fungicides, insecticides, surfactants, motor fuels, etc.
Известен способ получения ТФМСК путем взаимодействия ее обезвоженных солей щелочных или щелочно-земельных металлов с избытком 100%-й серной кислоты с последующей дистилляцией ТФМСК (U.S. Patent 2732398, 1956). В указанном способе соль ТФМСК обрабатывают серной кислотой при массовом соотношении соли к H2SO4, равном 1:1, из реакционной смеси отгоняют ТФМСК. Недостаток способа - повышенный расход реагентов, повышенное содержание примесей в синтезируемой ТФМСК, образование трудно удаляемых спекшихся отходов из реактора синтеза ТФМСК.A known method of producing TFMSC by the interaction of its dehydrated salts of alkali or alkaline earth metals with an excess of 100% sulfuric acid, followed by distillation of TFMSK (US Patent 2732398, 1956). In this method, the TFMSC salt is treated with sulfuric acid at a weight ratio of salt to H 2 SO 4 of 1: 1, TFMSC is distilled from the reaction mixture. The disadvantage of this method is the increased consumption of reagents, the increased content of impurities in the synthesized TFMSK, the formation of difficult to remove sintered waste from the synthesis reactor TFMSK.
Известен также промышленный способ получения ТФМСК по патенту РФ №2203271, 2003 г. (прототип). Способ осуществляют следующим образом. В реактор загружают соль ТФМСК, включают мешалку и добавляют 99,5-100,5% серную кислоту в количестве, превышающем стехиометрию в 1,5-2,1 раза, включают обогрев реактора, открывают подачу азота в реакционное пространство и производят отгонку сырой ТФМСК при атмосферном давлении с отбором ее до температуры паров отгоняемой смеси 180-190°С. Отгоняемые пары конденсируются в холодильнике, охлаждаемом водой, сырец ТФМСК собирают в приемную емкость. При достижении температуры паров 190°С обогрев реактора выключают, отходы выгружают, нейтрализуют и отправляют на захоронение.There is also an industrial method for producing TFMSK according to the patent of the Russian Federation No. 2203271, 2003 (prototype). The method is as follows. The TFMSC salt is charged into the reactor, the mixer is turned on, and 99.5-100.5% sulfuric acid is added in an amount exceeding 1.5-2.1 times the stoichiometry, the reactor is heated, the nitrogen supply to the reaction space is opened and the crude TFMSC is distilled off at atmospheric pressure with its selection to a temperature of the vapor of the distilled mixture of 180-190 ° C. The distilled vapors are condensed in a refrigerator cooled by water, the raw TFMSK is collected in a receiving tank. When the vapor temperature reaches 190 ° C, the reactor heating is turned off, the waste is unloaded, neutralized and sent for burial.
Далее сырую ТФМСК подачей сжатого азота из приемной емкости передавливают в перегонный куб, снабженный обратным холодильником, добавляют диоксид кремния, открывают подачу холодной воды в рубашку обратного холодильника, включают обогрев. В систему подают инертный газ и ставят под разрежение, выдерживают смесь при кипении в течение 2 часов, после чего начинают отбор побочных и основной фракций разгонки. Способ позволяет получать товарную ТФМСК с содержанием фтор-иона не более 10 ppm. К недостаткам способа относятся: отсутствие стабильных показателей качества товарной продукции и низкая производительность, обусловленные в первую очередь периодичностью процесса получения сырца ТФМСК, большое количество ручного труда, повышенное содержание в готовой продукции сульфат-иона (на уровне 100 ppm).Then, the crude TFMSC is pumped with compressed nitrogen from a receiving tank into a distillation cube equipped with a reflux condenser, silicon dioxide is added, a cold water supply is opened into the jacket of the reflux condenser, and heating is turned on. An inert gas is supplied to the system and placed under vacuum, the mixture is kept at boiling for 2 hours, after which the selection of side and main distillation fractions begins. The method allows to obtain commodity TFMSC with a fluorine content of not more than 10 ppm. The disadvantages of the method include: the lack of stable quality indicators of marketable products and low productivity, due primarily to the frequency of the process of obtaining raw TFMSK, a large amount of manual labor, an increased content of sulfate ion in the finished product (at 100 ppm).
Технической задачей изобретения является повышение производительности, стабилизация и повышение качества ТФМСК, улучшение условий труда для обслуживающего персонала.An object of the invention is to increase productivity, stabilize and improve the quality of TFMSK, improve working conditions for staff.
Поставленная задача решается тем, что при получении ТФМСК путем обработки смеси обезвоженной соли с диоксидом кремния концентрированной серной кислотой при нагревании и отгонки сырой ТФМСК из реакционной смеси при подаче в реакционную смесь инертного газа, с последующей перегонкой сырой ТФМСК и утилизацией побочных фракций разгонки синтез и отгонку сырой ТФМСК осуществляют в непрерывном режиме под разрежением, с раздельной непрерывной подачей твердого и жидкого реагентов в реакционную зону при непрерывном удалении отработанной твердой реакционной смеси и конденсации паров сырой ТФМСК, а последующую перегонку сырой ТФМСК выполняют при барботаже инертного газа в сырую ТФМСК. Процесс осуществляют в устройстве, представляющем собой трубчатый горизонтальный шнековый реактор, снабженный обогревом и оборудованный узлами подачи твердого и жидкого реагентов, штуцером поддува инертного газа, патрубком выгрузки отработанной реакционной смеси в обогреваемый приемный контейнер, патрубком вывода реакционного газа и узлом конденсации паров сырой ТФМСК.The problem is solved in that when receiving TFMSC by processing a mixture of dehydrated salt with silicon dioxide with concentrated sulfuric acid when heating and distillation of crude TFMSK from the reaction mixture when inert gas is fed into the reaction mixture, followed by distillation of crude TFMSK and recycling distillation by-products, synthesis and distillation crude TFMSK is carried out continuously under vacuum, with separate continuous supply of solid and liquid reagents to the reaction zone with continuous removal of spent solid of the reaction mixture and condensation of vapors of crude TFMSK, and the subsequent distillation of crude TFMSK is carried out by bubbling an inert gas into crude TFMSK. The process is carried out in a device, which is a horizontal tubular screw reactor equipped with heating and equipped with units for supplying solid and liquid reagents, an inert gas blowing nozzle, a discharge pipe for unloading the spent reaction mixture into a heated receiving container, a reaction gas outlet pipe and a crude TFMSK vapor condensation unit.
Обоснование предложенного изобретения следующее:The rationale for the proposed invention is as follows:
1. Нами установлен оптимальный состав смеси, получающейся в реакционной зоне, которая не комкуется, не застекловывается, хорошо транспортируется по реакционной зоне. Эта смесь соответствует мольному соотношению соли (бария) ТФМСК к моногидрату серной кислоты 1:(2,6-3,1). Расход моногидрата серной кислоты по данному способу выше, чем описанный в прототипе, но при таком соотношении реакционная масса хорошо пересыпается, ворошится, твердый остаток (отвал) по окончании реакции не застекловывается. При меньшем соотношении снижается выход сырца ТФМСК, при большем избытке кислоты имеет место либо стеклообразное, либо тестообразное состояние смеси. Транспортировка таких смесей затрудняется. Избыток моногидрата серной кислоты с отвалом выгружается в контейнер, после чего отправляется на нейтрализацию и захоронение.1. We have established the optimal composition of the mixture obtained in the reaction zone, which does not crumple, does not vitrify, is well transported in the reaction zone. This mixture corresponds to a molar ratio of salt (barium) of TFMSC to sulfuric acid monohydrate 1: (2.6-3.1). The consumption of sulfuric acid monohydrate in this method is higher than that described in the prototype, but with this ratio, the reaction mass is well poured, agitated, the solid residue (dump) does not vitrify at the end of the reaction. With a lower ratio, the yield of TFMSC raw is reduced, with a large excess of acid, either a glassy or pasty state of the mixture occurs. Transportation of such mixtures is difficult. Excess sulfuric acid monohydrate is dumped into a container with a dump, after which it is sent for neutralization and disposal.
2. Отгонка паров сырой ТФМСК с поддувом инертного газа в реакционную зону при абсолютном давлении 500-600 мм рт.ст. (в прототипе 550-600 мм рт.ст.) способствует ускоренному выводу паров сырой ТФМСК из реакционной зоны и стабилизации качества сырой ТФМСК. При большем разрежении имеет место повышенный унос паров серной кислоты.2. Vapor distillation of crude TFMSK with inert gas injection into the reaction zone at an absolute pressure of 500-600 mm Hg (in the prototype 550-600 mm Hg) promotes the accelerated removal of vapors of crude TFMSK from the reaction zone and stabilization of the quality of crude TFMSK. With a larger vacuum, there is an increased ablation of sulfuric acid vapor.
3. Нами установлено опытным путем: барботаж инертного газа в сырую ТФМСК при ее перегонке обеспечивает снижение содержания сульфат-иона в товарной кислоте. Расход инертного газа (азота) при этом составляет 15-17% от объема перегоняемых паров реакционной смеси. При большем расходе снижается выход целевой фракции - товарной ТФМСК, при меньшем расходе в товарной ТФМСК повышается содержание сульфат-иона.3. We have established empirically: bubbling an inert gas into crude TFMSC during its distillation provides a decrease in the content of sulfate ion in commodity acid. The inert gas (nitrogen) consumption in this case is 15-17% of the volume of distilled vapors of the reaction mixture. With a larger flow rate, the yield of the target fraction — commodity TFMSC — decreases, while lower consumption in the commodity TFMSC increases the content of sulfate ion.
Исходя из вышеизложенного, новый процесс осуществляют следующим образом. Устройство непрерывного синтеза сырца трифторметансульфокислоты, состоящее из (см. чертеж): электродвигателя (1), реактора синтеза (2), оборудованного тремя зонами электрообогрева, загрузочного бункера (3), шнека загрузки (4), насоса-дозатора (5), мерника (6), колонки (7), заполненной силикагелем и оборудованной электрообогревом, конденсаторов-холодильников (8), приемного бункера (9), снабженного электрообогревом, приемной емкости сырой ТФМСК (10), весов (11), ротаметра (12), адсорбера (13), пробоотборного патрубка (14) и пробоотборной емкости (15), готовят к работе. Включают обогрев реактора (2), приемного бункера (9), колонки (7) и устанавливают следующие температуры по зонам реактора 230-260°С (максимальную температуру устанавливают в средней зоне), колонки (7) 150-180°С, приемного бункера (9) 240-250°С. В загрузочный бункер (3) загружают предварительно просушенный и размолотый трифлат бария и силикагель. В мерник (6) заливают моногидрат серной кислоты с содержанием основного вещества не менее 99,6% масс. Включают электродвигатель (1), вращающий через редуктор лопастной шнек реактора (2), и устанавливают заданную частоту вращения вала шнека. В реактор (2) через ротаметр (12) и адсорбер с алюмогелем (13) подают сжатый азот с расходом 10-100 л/ч. При помощи вакуумного насоса в реакторе (2), приемном бункере (9), колонке (7), конденсаторах-теплообменниках (8) и приемной емкости (10) создают абсолютное давление 550-600 мм рт.ст. Подают на проток холодную воду в конденсаторы-теплообменники (8). Включают шнек загрузки (4) и устанавливают заданный расход трифлата бария в реактор (2). Включают насос-дозатор (5) и устанавливают заданный расход моногидрата серной кислоты.Based on the foregoing, the new process is as follows. A device for the continuous synthesis of raw trifluoromethanesulfonic acid, consisting of (see drawing): an electric motor (1), a synthesis reactor (2) equipped with three electric heating zones, a loading hopper (3), a loading screw (4), a metering pump (5), a measuring device (6), a column (7) filled with silica gel and equipped with electric heating, condensers-refrigerators (8), a receiving hopper (9) equipped with electric heating, a receiving tank of crude TFMSK (10), weights (11), a rotameter (12), an adsorber (13), a sampling pipe (14) and a sampling container (15), are prepared for OTE. The heating of the reactor (2), the receiving hopper (9), the column (7) is turned on and the following temperatures are set in the zones of the reactor 230-260 ° C (the maximum temperature is set in the middle zone), the column (7) is 150-180 ° C, the receiving hopper (9) 240-250 ° C. The pre-dried and ground barium triflate and silica gel are loaded into the loading hopper (3). Sulfuric acid monohydrate with a basic substance content of at least 99.6% of the mass is poured into a mernik (6). The electric motor (1) is turned on, the rotary auger of the reactor (2) rotating through the gearbox, and the set frequency of rotation of the auger shaft is set. Compressed nitrogen is supplied to the reactor (2) through a rotameter (12) and an adsorber with aluminum gel (13) with a flow rate of 10-100 l / h. Using a vacuum pump in the reactor (2), a receiving hopper (9), a column (7), condenser-heat exchangers (8) and a receiving tank (10) create an absolute pressure of 550-600 mm Hg Cold water is supplied to the duct in condenser-heat exchangers (8). Turn on the loading auger (4) and set the desired flow rate of barium triflate in the reactor (2). Turn on the metering pump (5) and set the desired flow rate of sulfuric acid monohydrate.
В реакторе (2) происходит смешение трифлата бария и серной кислоты. Данная смесь транспортируется по реактору (2) от загрузочного бункера (3) до приемного бункера (9) лопастным шнеком, проходя при этом температурные зоны Т1, Т2 и Т3.In the reactor (2), barium triflate and sulfuric acid are mixed. This mixture is transported through the reactor (2) from the loading hopper (3) to the receiving hopper (9) with a blade screw, passing through the temperature zones T1, T2 and T3.
Образовавшиеся пары трифторметансульфокислоты через обогреваемую колонку (7), заполненную силикагслем, из 2-й обогреваемой зоны реактора поступают в конденсаторы-теплообменники (8). Сконденсированная сырая ТФМСК накапливается в приемной емкости (10) и контролируется по весам (11). В ходе ведения процесса проводят отбор проб сырой ТФМСК через пробоотборный патрубок (14) в подсоединенную к вакуумной линии емкость (15). Процесс ведут при постоянном контроле температуры по зонам реактора (2): Т1, Т2 и Т3, температуры паров Т4 и температуры отвала Т5. Полученную сырую ТФМСК из приемной емкости (10) передавливают инертным газом в перегонный куб периодического действия и отгоняют товарную ТФМСК при добавлении оксида кремния и барботаже инертного газа. Отвал из приемного бункера направляют на нейтрализацию и захоронение.The resulting trifluoromethanesulfonic acid vapors, through a heated column (7) filled with silica gel, are transferred from the 2nd heated zone of the reactor to condenser-heat exchangers (8). Condensed crude TFMSK accumulates in the receiving tank (10) and is controlled by weights (11). During the process, raw TFMSC is sampled through the sampling pipe (14) into a container (15) connected to the vacuum line. The process is carried out with constant monitoring of the temperature in the zones of the reactor (2): T1, T2 and T3, vapor temperature T4 and dump temperature T5. The obtained crude TFMSC from the receiving tank (10) is transferred with an inert gas to a distillation cube of periodic operation and the commodity TFMSC is distilled off with the addition of silicon oxide and bubbling of inert gas. The blade from the receiving hopper is sent to neutralization and disposal.
Результаты промышленных экспериментов по опробованию нового способа и устройства представлены в таблицах 1 и 2.The results of industrial experiments on testing a new method and device are presented in tables 1 and 2.
Из таблицы 1 видно, что получаемая сырая ТФМСК по новому способу имеет лучшее и более стабильное качество.From table 1 it is seen that the obtained crude TFMSK according to the new method has a better and more stable quality.
Из таблицы 2 видно, что получаемая товарная ТФМСК по новому способу превосходит по качеству (содержание сульфат и фторид-иона) продукт, синтезируемый по базовому способу (прототипу), и что более важно для многотоннажного производства - качество товарной ТФМСК более стабильно.From table 2 it can be seen that the obtained commodity TFMSC according to the new method is superior in quality (content of sulfate and fluoride ion) to the product synthesized by the basic method (prototype), and more importantly for large-tonnage production - the quality of commodity TFMSC is more stable.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006121692/04A RU2316543C1 (en) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | Method for preparing trifluoromethane sulfoacid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006121692/04A RU2316543C1 (en) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | Method for preparing trifluoromethane sulfoacid |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2316543C1 true RU2316543C1 (en) | 2008-02-10 |
Family
ID=39266241
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006121692/04A RU2316543C1 (en) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | Method for preparing trifluoromethane sulfoacid |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2316543C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113845446A (en) * | 2021-10-26 | 2021-12-28 | 中船重工(邯郸)派瑞特种气体有限公司 | Preparation method of trifluoromethanesulfonic acid |
-
2006
- 2006-06-19 RU RU2006121692/04A patent/RU2316543C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113845446A (en) * | 2021-10-26 | 2021-12-28 | 中船重工(邯郸)派瑞特种气体有限公司 | Preparation method of trifluoromethanesulfonic acid |
CN113845446B (en) * | 2021-10-26 | 2023-03-14 | 中船(邯郸)派瑞特种气体股份有限公司 | Preparation method of trifluoromethanesulfonic acid |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4680462B2 (en) | Method for producing alkali metal methoxide | |
RU2202537C2 (en) | Water-containing tolylenediamine useful for storage or transporting as liquid, method for its preparing and method for preparing tolylene di- isocyanate | |
CN109956605A (en) | The processing method of extraction wastewater in Sucralose production | |
RU2301230C2 (en) | Method for preparing lactide | |
RU2316543C1 (en) | Method for preparing trifluoromethane sulfoacid | |
RU2489349C2 (en) | Method of producing lithium hexafluorophosphate and apparatus for realising said method | |
EP0052896B1 (en) | Method for hydrolyzing cellulosic materials into reducing sugars | |
NO327885B1 (en) | Process for continuous production of methyl formate and plant for such preparation | |
US6559346B1 (en) | Method for the continuous production of glutaraldehyde | |
CN108250045B (en) | Method for preparing borneol from borneol oxalate | |
EP3411349A1 (en) | Method of industrially producing monochloroacetic acid | |
CN113943236B (en) | Continuous preparation method of diethylaminoethanethiol | |
JP5432892B2 (en) | Continuous process to prepare bromopicrin | |
KR0179635B1 (en) | Process for the production of anhydrous oxime from an aqueous solution | |
KR19990008326A (en) | Method for producing boron oxide | |
US20090318713A1 (en) | Process for manufacturing a cyclic diester of an a-hydroxy acid | |
RU2282620C1 (en) | Method for preparing trifluoromethane sulfoacid anhydride | |
EP0517782B1 (en) | Process for the production of lithium hypochlorite | |
US4335088A (en) | Process for producing ammonium carbonate | |
RU2339610C2 (en) | Method of production of formic acid formates | |
RU2203271C1 (en) | Method of synthesis of trifluoromethane sulfoacid | |
RU2316534C1 (en) | Method of production of the chloroform | |
CN215026105U (en) | System for separating 1, 5-pentanediamine | |
RU2448084C1 (en) | Method of purifying technical p-phenylenediamine | |
RU2337969C1 (en) | Installation for manufacturing limewater used in sugar solution refinement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100620 |