SU1097591A1 - Способ разделени смеси изомеров дихлорбензола - Google Patents

Abstract

СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСИ ИЗОМЕРОВ ДИХЛОРНЕНЗОЛА с вьщелением из нее п-дихлорбензола методом фракционйой кристаллизации и о-дихлорбензола методом многоступенчатой ректификации , отличающийс тем , что, с целью увеличени  выхода п-дихлорбензола и о-дихлорбензола. снижени  отходов производства, охраны окружающей среды, а .также получени  фракции, обогащенной м-дихлорбензолом, исходную смесь изомеров дихлорбензола охлаждают на первой стадии кристаллизации до (-18) - (-24)С с получением при этом в кристаллической фазе чистого п-дихлорбензола, маточник первой стадии кристаллизации направл ют на первую стадию ректификации, полученный при этом кубовый остаток после его дополнительной перегонки отбирают как чистый о-дихлорбензол, а дистилл т ректификации направл ют на вторую стадию кристаллизации, где его охлаждают до (-20) - (-30)°С, кристалли«9 ческую фазу второй стадии кристалли (Л зации возвращают на первую стадию с: кристаллизации, а маточник второй стадии кристаллизации направл ют на вторую стадию ректификации, кубовый остаток которой смешивакзт с маточником первой стадии кристаллизации, а дистилл т отбирают в качестве фракции, со обогащенной м-дихлорбензолом. сд

Description

Изобретение относитс  к. способам разделени  смеси изомеров дихлорбензола получаемой в качестве отходов в производстве хлорбензола.

Эта смесь обычно имеет следующий состав, %:

п-Дихлорбензол АО-55 о-Дихлорбензол 35-А5

м-Дихлорбензол 2-ч t

Прочие смеси 0,5-2

Полное разделение смеси изомеров дихлорйензола с помощью одного какого-нибудь массообменного процесса практически невозможно из-за близости физико-химических свойств ее компонентов , а также наличи  на диаграммах фазового равновеси  особьпс точек Так, ректификаци  данной смеси затруд йена из-за близких температур кипени  вход щих в нее компонентов. Полное же разделение данной смеси методами фракционной кристаллизации невозможно из-за наличи  на диаграмме фазо вого равновеси  кристаллическа  фаза - расплав двойных и тройных эвтектик . Поэтому разделение рассматриваемой смеси возможно лишь при сочетании нескольких массообменных процес сов. Другой характерной особенностью смеси изомеров дихлорбензолов  вл етс  то, что при ее нагревании вьпие 130-140 С происходит частичное термическое разложение компонентов, вход щих в ее состав с образованием смолистых примесей.

Известен способ разделени  смеси изомеров дихлорб.ензола путем сочетани  процессов кристаллизации и ректификации . При осуществлении данного способа исходна  смесь первоначально поступает на стадию кристаллизации, где ее охлаждают до . После разделени  суспензии получают кристаллический продукт, который содержит около 98% а-дихлорбензола (ПДХБ), и маточник, содержащий 52-57% о-дихлорбензола (ОДХБ). Дальнейшее вьщеление ОДХБ из данного маточника осуществл ют путем трехстадийной ректификации. Цри этом получают продукт, содержащий 90-95% ОДХБ Cl.

Однако получаемый ОДХБ обладает низким качеством и не удовлетвор ет современным требовани м к товарному ОДХБ. Дл  получени  ОДХБ более высокой чистоты необходимо полученный технический ОДХБ дополнительно подвергать длительной периодической ректификации под вакуумом. Кроме того , при осуществлении данного способа отсутствует стади  выделени  из смеси м-дихлорбензола (МДХБ), что ведет к его постепенному накоплению в рециркулирующих потоках. Последнее приводит к снижению эффективности разделени  и увеличению объемов рециркулирующих потоков, а также к снижению удельной производительности оборудовани  и повышению энергетических затрат. Накопление ВДХБ в системе вынуждает периодически производить слив смеси из всех аппаратов и ее сжигание .

Низкий выход очнщенньк ПДХБ и ОДХБ (40-50% от их содержани  в исходно смеси) св зано с тем, что при многостадийной ректификации происходит осмоление значительной части целевых продуктов.

Недостатком способа  вл етс  также больщое количество отходов производства , подвергаемых сжиганию.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ разделени  смеси изомеров дихлорбензола, принципиальна  схема которого представлена на фиг. 1. Исходную смесь F первоначально направл ют на первую стадию кристаллизации К, где она за счет смешени  с холодной водой охлаждаетс  до 5-10 С. В результате кристаллизации получают кристаллическую фазу К, представл ющую собой 98%-ный ПДХБ, и маточник М,, содержащий 40-45 ПДХБ и 50-55% ОДХБ.

Маточник М-, после отделени  воды декантацией D направл ют на азеотропную сушку АС дл  выделени  оставшейс  воды. После этого маточник м направл ют на стадию исчерпывающей перегонки (осветлени ) 0, где производ т отделение смолистых и высококип щих примесей. Осветленный маточник V подают на вторую стадию кристаллизации К, где смесь V охлаждают до -5°С. При этом получают кристаллическую фазу К, содержащую 50-60% ПДХБ, и маточник М2, содержащий 60-65% ОДХБ. Кристаллическую фазу после ее расплавлени  возвращают на стадию К-,, а маточник М направл ют на первую, стадию ректификации Р. В результате получают дистилл т П, содержащий 45-55% ПДХБ и 40-45% ОДХБ, и кубовый остаток Wo, содержащий 90% ОДХБ. Дистилл т П, .возвращают на стадию К, а кубовый остаток W передают на вто Рг, где, в рую стадию ректификации Р, где, получают дистилл т П, свою очередь, содержащий 45-50% ПДХБ, и кубовый остаток WQJ содержащий 95-96% ОДХБ. Дистилл т П, возвращают на стадию Kg а кубовый остаток направл ют на третью стадию ректификации Р}. В результате последней получают дистилл  П , содержащий около 90% ОДХБ, и куб Дистилл т П J переда остаток W вый ют на стадию Pj, а кубовый остаток направл ют на стадию осветлени  0, после чего получают продукт, содержа щий 98% ОДХБ 23. Описанный .способ разделени  смеси изомеров дихлорбензола по сравнению с известным позвол ет получать более чистые ОДХБ, однако он также имеет р д существенных недостатков: низкий выход целевых продуктов - ОДХБ и ГЩХ ( 40-50%); отсутствие стадии выделени  МДХБ; большое количество отходов требующих утилизации. Кроме этого, в данном способе разделени  на первой стадии кристаллизации производитс  смешение с холодной водой, поэтому дл  получени  качественнь1х продуктов требуютс  допо/нительные стадии декантации, азеотропной сушки и пере гонки ОУ . Целью изобретени   вл етс  разработка способа разделени  изомеров дихлорбензола, обеспечивающего увели чение выхода целевых продуктов, снижение отходов производства, охрану окружающей среды, а также получение фракции, обогащенной МДХБ. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу разделени  смеси изомеров дихлорбензола с вьщел нием из нее п-дихлорбензола методом фракционной кристаллизации и о-дихло бензола методом ректификации, исходную смесь изомеров дихлорбензола F (фиг. 2) охлаждают на первой стадии кристаллизации К до (-18) - (-24)С полученную при этом кристаллическую фазу К отбирают в качестве чистого п-дихлорбензола, содержащего не боле 1-1,5% примесей; маточник первой стадии кристаллизации М направл ют на первую стадию ректификации Р,, по лученный при этом кубовый остаток W после его дополнительной перегонки отбирают как очищенный 98%-ный о-дихлорбензол , а дистилл т П направл ют на вторую стадию кристаллизации Kj, где его охлаждают до (-20) (-30)С, кристаллическую фазу второй стадии кристаллизации К возвращают на первую стадию кристаллизации, а маточник М2 второй стадии кристаллизации направл ют на вторую стадию ректификации 1 , кубовый остаток Wj, смешивают с маточником первой стадии кристаллизации, а дистилл т П- отбирают в качестве фракции, обогащенной м--дихлорбензолом (содержание 70-80%) . Температуры охлаждени  на стади х кристаллизации К и К2 определ ютс  компонентным составом охлаждаемых смесей. Охлаждение ниже этих температур недопустимо, так как может начатьс  кристаллизаци  двойной эвтектики . Повышение же этих температур выше указанных значений возможно, но не рационально. При повышении температуры на стадии К., с одной стороны , снижаетс  выход очищенного ПДХБ, а с другой стороны, уменьшаетс  обогащение маточника М ОДХБ, что приводит к существенному увеличению нагрузки на ректификационную колонну Р и соответствующему повышению энергетических затрат на осуществление процесса разделени . При значительном повьшении данной температуры может потребоватьс  не одна, а несколько ректификационных колонн. Повьшение же температуры на второй стадии кристаллизации К снижает степень обо гащени  маточника Mj, МДХБ и приводит к существенному повышению нагрузки на ректификационную колонну, а также увеличивает потери ПДХБ с фракцией П. Пример 1. Смесь изомеров дихлорбензолов в количестве F 200 кг/ч, содержащую, %: ПДХБ 52; ОДХБ 44; ВДХБ 3 и примесей 1, смешивают с фракцией К2 и направл ют на стадию кристаллизации К , где производ т охлаждение до температуры tj,-20C. В результате кристаллизации К получают кристаллический продукт в количестве К,88,4 кг/ч, представл ющий собой 99%-ный ПДХБ, и йаточник M,f в количестве 115 кг/ч состава %: ПДХБ 15,3; ОДХБ 78;НЦХБ 5,2; примесей 1,5. Маточник М смешивают с кубовым остатком W и направл ют на стадию ректификации Р (температура в кубе колонны , в верхней части колонны 128°С, давление 200 мм рт.ст.). После перегонки (осветлени ) кубового остатка получают продукт V. в количестве 74 кг/ч, представл ющий собой 98% ОДХВ, Дистилл т Пу, содержащий 50% ПДХБ, 26,2% ОДХБ, 22% ВДХБ и 1,2% примесей, направл ют на стадию кристаллизации К,, где его охлаждают до температуры , С. Кристаллическую фазу К, содержащую 94% ПДХБ, расплавл ют и возвращают на стадию ,, а маточник Mj, содержащий 14% ПДХБ, 47% ОДХБ, 37% МДХБ и 2% примесей, направл ют на ректификацию Р (температура в кубе 130,5°С температура в верху колонны 127 С,

давление 180 мм рт.ст.). Кубовый остаток Wo2, содержащий 15,8% ПДХБ, 72% ОДХБ, 10% ЬЩХБ н 2,2% примесей, возвращают на ректификацию Р, а дистилл т П в количестве 5,9 кг/ч содержащий 10% ПДХБ, 77,6% МДХБ, 10% ОДХБ и 2,4% примесей, отбирают в качестве фракции, обогащенной МДХБ. Выход получаемых продуктов разделени  по сравнению с теоретически возможным (коэффициенты извлечени ) приведены в таблице.

П РИ м е р ы 2-4. Производ т ра деление той же смеси, что и в примере 1, только процесс разделени  производитс  при других температурах охлаждени  смесей на стади х K-j и К,, Результаты разделени  приведены в таблице. Там Же приведены данные, полученные при использовании способа прототипа. Из приведенных данных видно, что С повьппением температуры охлаждени  на стади х К, и К снижаетс  выход очищенных ПДХБ и ОДХБ, а также снижа етс  содержание ВДХБ в продукте П,. Кроме этого, с повьшением этих темпе ратур существенно увеличиваетс  нагрузка на ректификационные колонны и пов 1шаютс  энергетические затраты на осуществление процесса. Таким образом, рассматриваемый способ разделени  смеси изомеров дихлорбензола позвол ет исключить из схемы р д стадий: декантации D, азеотропной сушки АС, осветлени  0, а также одну стадию ректификации. Это, с одной стороны, упрощает аппаратурное оформление процесса, а с другой стороны, приводит к снижению термического разложени  продуктов разделени . Способ позвол ет также исключить периодический слив всей смеси из оборудовани  и коммуникаций, так как в данном случае не происходит накопление НЦХБ в системе. Все это позвол ет значительно повысить выход .очищенных ПДХБ и ОДХБ (до 80-90% от их содержани  в исходной смеси) и соответственно снизить количество отходов. Предлагаемый способ позвол ет получить

также фракцию, значительно обогащенную МЦХБ. Кроме этого,.использование данного способа разделени  смеси изомеров дихлорбензола существенно снижает загр знение окружающей среды, так 5

как при его использовании исключает-, с  сброс воды, загр зненной дихлорбензоломи , а также значительно уменьшаетс  количество сжигаемых отходов производства.

Claims (2)

1. СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСИ ИЗОМЕРОВ ДИХЛОРБЕНЗОЛА с выделением из нее п-дихлорбензола методом фракционной кристаллизации и о-дихлорбензола методом многоступенчатой ректификации, отличающийся· тем, что, с целью увеличения выхода п-дихлорбензола и о-дихлорбензола, снижения отходов производства, охраны окружающей среды, а также получения фракции, обогащенной м-дихлорбензолом, исходную смесь изомеров дихлорбензола охлаждают на первой стадии кристаллизации до (-18) - (-24)°С с получением при этом в кристаллической фазе чистого п-дихлорбензола, маточник первой стадии кристаллизации направляют на первую стадию ректификации, полученный при этом кубовый остаток после его дополнительной перегонки отбирают как чистый о-дихлорбензол, а дистиллят ректификации направляют на вторую стадию кристаллизации, где его охлаждают до (-20) - (-30)°С, кристалли- § ческую фазу второй стадии кристаллизации возвращают на первую стадию кристаллизации, а маточник второй стадии кристаллизации направляют на вторую стадию ректификации, кубовый остаток которой смешивают с маточником первой стадии кристаллизации, а дистиллят отбирают в качестве фракции, обогащенной м-дихлорбензолом.

   1б£АбОГ^,,_ПЁ>

   i

   40-55

   35-45
2. 2-4

   0,5-2 смеси изомеров