SU598858A1 - Способ получени высокочистотного антрацена - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЧИСТОГО АНТРАЦЕНД

Изобретение относитс  к способам разделени  много дерных ароматических соединений , а именно к способам получени  высокочистого антрацена. Антрацен  вл етс  основным сырьем дл  получени  антрахинона. Качество антрахинона и затраты на его очистку определ ютс  чистотой исходного сырь . Основным источником сырь  дл  производства антрацена  вл ютс - фракции сырого антрацена, получаемые на коксохимических заводах . Такие технические смеси содержат 16- 270/0 антрацена, 8-23,3% карбазола, фенантрена а также содержат аценафтен, флуорен , многочисленные много дерные ароматические и гетероциклические соединени , смолы и масла. Выделение высокопроцентного антрацена из такого рода смесей представл ет значительные технические трудности, ввиду сходства физико-химических свойств соединений смеси, многокомпонентного характера сырь  и невозможности удалени  гетероциклических соединений и веществ, окрашивающих конечный продукт. Получению высокопроцентного антрацена посв щено большое число исследований, но все они имеют существенные недостатки, св занные с низким качеством выдел емого антрацена. Известен способ получени  высокопроцентного антрацена, согласно которому антраценовую фракцию сплавл ют с пиро.меллитовым ангидридом и обрабатывают растворителем (на пример, метилэтилкетоном), осадок комплекса отфильтровывают и разлагают водой при нагревании 1. При этом получают 94,8°/о-ный антрацен с выходом 78% от ресурсов во фракции . Водный раствор пиромеллитовой кислоты отдел ют от осадка углеводорода, раствор охлаждают , выдел ют кислоту и превращают в ангидрид при нагревании, ангидрид возвращают на стадию комплексообразовани . Недостаток способа заключаетс  в том, что из-за высокой температуры плавлени  антрацена , пиромеллитового ангидрида и комплекса сплавление компонентов необходимо проводить при 210-250°С. В этих услови х часть продукта осмол етс , конечный продукт получаетс  окрашенным с чистотой 94,8%. Кроме этого, дробление образующегос  твердого, монолитного комплекса  вл етс  трудоемкой операцией . Весьма важным условием реализации данного процесса  вл етс  регенераци  пиромеллитового ангидрида, так как стоимость его высока, поэтому процесс выделени  антрацена будет экономически рентабельным лишь при условии практически полной регенерации ангидрида . При осуществлении .сомплексообразовани  в расплаве примеси, сопутствующие антрацену, вступают в химическую реакцию с пиромеллитовым ангидридом с образованием прочного соединени , выделить из которого пиромеллитовый ангидрид не удаетс . Вследствие этого степень регенерации ангидрида не превышает 50%. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  процесс комплексообразовани  пиромеллитового ангидрида с антраценом в среде ацетона 2. При этом комплексы получали введением одного из компонентов в твердом виде в раствор другого и сливанием растворов компонен тов. Однако при извлечении антрацена из технических смесей описанным способом образующийс  комплекс антрацена с пиромеллитовым ангидридом содержит значительное количество примесей. Разложение такого комплекса дает продукт, содержащий не более 90% антрацена. Целью изобретени   вл етс  повышение чис тоты целевого продукта - антрацена. Поставленна  цель достигаетс  описываемым способом получени  высокочистого антрацена из технического антрацена путем комплексообразовани  сырь  с пиромеллитовым ангидРИДОМ при смешении суспензии сырь  и пиромеллитового ангидрида в ацетоне. Эффект от проведени  процесса комплексообразовани  компонентов сырого антрацена с пиромеллитовым ангидридом в суспендированном состо нии в ацетоне основываетс  на том, что в данных услови х происходит образование преимущественно такой формы комплексов со спутниками антрацена, котора  лучше растворима в ацетоне. В этих услови х комплекс с антраценом находитс  в твердом состо нии, а комплексы со спутниками антрацена остаютс  в растворе и не преп тствуют выделению вь сокопроцентного антрацена. Как известно, пиромеллитовый ангидрид и антрацен трудно растворимы в ацетоне, поэтому полное их растворение значительно увеличивает объемы перерабатываемых растворов. Осуществление взаимодействи  компонентов в суспензии не только улучшает качество выдел емого антрацена, но и в несколько раз сокращает объемы перерабатываемых растворов. Сущность способа заключаетс  в том, что сырой антрацен подвергают предварительному обогащению ацетоном. Мытый антрацен обрабатывают ацетоном при нагревании до 45°С и к полученной пульпе добавл ют суспензию пиромеллитового ангидрида в ацетоне, нагретого до 45°С (мольное отношение ангидрид:ант рацен 1:1). Полученный осадок комплекса отфильтровывают от маточного раствора и разлагают водой при кип чении. Пиромеллитовый ангидрид превращаетс  в кислоту и переходит в водный раствор, откуда кислота выдел етс  почти количественно при охлаждении до 10°С. Часть пиромеллитового ангидрида св зываетс  в комплексы, растворимые в ацетоне, и после отгонки ацетона из фильтрата выдел етс  дополнительное количество кислоты. При нагревании до 210°С под вакуумом кислоту перевод т в ангидрид. Степень регенерации пиромеллитового ангидрида составл ет 93-95%. Растворитель и вода рециркулируют, остаток после отгонки ацетона в промыщленных услови х возможно использовать, например, дл  производства сажи. При этом получают продукт с содержанием 99% антрацена и выходом 76,4% от содержани  в исходном сыром антрацене. Оптимальные услови  выделени  антрацена и регенерации комплексообразовател  иллюстрируютс  данными, сведенными в таблицы 1-2. Как видно из таблицы 1 при температуре отделени  кристаллического комплекса от жидкой фазы, равной 15°С и весовом соотношении технический продукт и ацетон равном 1:13,6 можно выделить антрацен 99%-ой степени чистоты с выходом до 76,4% от содержани  в исходном сыром антрацене. Повышение температурыдо 40°С, а соотношени  технический продукт и ацетон до 1:10 снижает качество получаемого продукта. Понижение соотношени  технический продукт и ацетон до 1:27,2 значительно уменьшает выход выдел е.мого антрацена . Одним из параметров, вли юших на процесс комплексообразование антрацена, . вл етс  температура. Оптимальна  температура комплексообразовани  равна 45°С. При температуре комплексообразовани  30°С чистота получаемого антрацена (95,4%) ниже, чем при 45°С. Повышение температуры выше 45°С ограничиваетс  невысокой температурой кипени  антрацена - 55°С. При получении высокопроцентного антрацена имеет значение температура отделени  антрацена от раствора пиромеллитоврй кислоты . При этом оптимальна  температура - 85°С, Отделение антрацена при температурах ниже 85°С приводит к выпадению кислоты из водного раствора в осадок и загр знению выдел емого антрацена. Повышение те.мпературы ограничиваетс температурой кипени  растворител  (вода). При проведении регенерации пиромеллитового ангидрида имеют значение следующие параметры: температура охлаждени  водного раствора пиромеллитовой кислоты, температура нагрева пиромеллитовой кислоты, врем  дегидратации кислоты. При охлаждении водного раствора пиромеллитовой кислоты до 10°С можно выделить основное количество кислоты и регенерировать из нее при 210°С пиромеллитовый ангидрид на 93-95% (табл. 2). Повышение температуры охлаждени  водного раствора кислоты до 20°С снижает ее выход. При температуре 230°С степень регенерации ангидрида несколько снижаетс  из-за развити  процессов смолообразовани , а при температурах ниже 200°С значительно уменьшаетс  скорость превращени  кислоты в ангидрид . Пример 1. Сырой ангидрид с содержанием 16% антрацена загружают в металлический реактор, добавл ют ацетон (весовое отношение сырого антрацена и ацетона :3,5),. смесь перемешивают при нагревании до 45°С в течение 30 мин., .затем продукт отфильтровывают и промывают чистым растворителем. 40 г мытого ацетоном сырого антрацена, содержащего 85% антрацена, обрабатывают 350 мл ацетона нри нагревании до 45°С. К полученной пульпе добавл ют суспензию пирометиллового ангидрида 8 ацетоне, нагретую до 45°С (42 г ангидрида в 450 мл ацетона, мольное отношение ангидрида и ацетона 1:1). Смесь перемешивают в течение 30 мин при 45°С, охлаждают до 15°С и выдерживают при этой температуре в течение 20 мин. Полученный осадок комплекса отфильтровывают от маточного раствора, добавл ют 700 мл воды и кип т т. Пиромеллитовый ангидрид в составе комплекса гидролизуетс  до кислоты, котора  переходит в водную фазу, а антрацен, нерастворимый в воде, отфильтровывают от растворител  при 85°С, промывают 100 мл гор чей воды и сушат при 100°С. Получено 30 г 99°/о-ного антрацена с выходом 76,4% от содержани  в исходном сыром

45

1:27,2 1:18,0 45 1:13,6 45 45 30 1:1О,О 1:13,6 45 1:13,6 1:13,6 45 1:13,6 45 45 1:13,6

Таблица 1

61,3

98,6 97,2 63,5 76,4 99,0 79,3 96,8 75,1 95,4 76,2 95,8 97,5 68,4 60,8 96,0 58,9 94,4 антрацене. Из ацетонового раствора отгон ют растворитель, к остаткку добавл ют 150 мл воды и кип т т. Из водных растворов охлаждением до выдел ют 49,7 г пнромеллнтовой кислоты. При нагревании кислоты под вакуумом (100 мл рт.ст.) при 210°С получают Пиромеллитовый ангидрид. Степень регенерации - 93-95%. Возможность использовани  регенерирован ного пиромеллитового ангидрида дл  выделени  антрацена /.ллюстрирует пример 2. Пример .2. К 40 г предварительно мытого ацетоном сырого антрацена с содержанием антрацена 85% добавл ют 350 мл ацетона и полученную суспензию смешивают при нагревании до 45°С с суспензией пиромеллитового ангидрида в ацетоне (42 г регенерированного пиромеллитового ангидрида в 450 мл ацетона) Реакционную смесь обрабатывают в услови х , приведенных в примере 1. Выделено 29,3 г 98%-го антрацена, выход 70,7% от ресурсов в сыром антрацене. Степень регенерации ангидрида - 94%.

Температура нагрева пиромеппиговой кислоты , С

210 210 230 210

Claims (2)

1. Авторское свидетельство СССР № 416336, кл. С 07 С 7/02, 1972.

2. Палетова Г. П. и др. Комплексы пиромеллитового диангидрида с ароматическими углеводородами «Нефтехими , 1973, т. 13, № 2, с. 199-203.