Способ выделения фенола, пирокатехина и гидрохинола, из их смеси с водой и смолообразными продуктами

 

Использование: химическая технология пирокатехника и гидрохинона, экстракция фенола и диоксифенолов из водных растворов. Сущность изобретения: смесь фенола, пирокатехина, гидрохинона и смолы с водой обрабатывают экстрагентом: простым или сложным эфиром или их смесью, или высшим спиртом, в присутствии добавки соли-бис(5-натрийсульфонатнафтил)-метана, взятой в количестве 15 - 50% от массы смолообразных продуктов. Затем отделяют водный слой, а из органического слоя перегонкой выделяют конечные продукты. 1 табл.

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в производстве пирокатехина и гидрохинона, которые находят широкое применение в качестве полупродуктов для производства антиоксидантов, лекарственных средств, красителей и т.д.

Общеизвестен способ отделения органических веществ и в частности фенола и диоксифенолов от их смолистых продуктов из водных растворов путем ректификации (1,2).

При этом последовательно отгоняют водно-фенольный азеотроп, фенол или воду в зависимости от концентрации исходного раствора, диоксифенолы. Основными недостатками указанного способа являются значительное смолообразование в результате терморазложения фенолов, катализируемое смолистыми продуктами, и низкая степень извлечения диоксифенолов для сохранения транспортабельности кубовой массы. Кроме того, образуется большое количество низкоконцентрированного водно-фенольного раствора, что требует решения вопроса по его утилизации.

Также известен способ выделения фенолов из водных растворов путем экстракции органическими растворителями (3). Наиболее близким техническим решением является способ отделения фенолов из их водных растворов экстракцией такими растворителями как высокомолекулярные спирты, бензол, каменноугольное масло, сложные и простые эфиры, в частности диизопропиловый эфир и бутилацетат (4).

Преимущество указанного способа заключается в том, что процесс проводят, как правило, в мягких температурных условиях (t 20-50^оС). Смолы удаляются с водной фазой, а фенолы могут быть легко выделены из органического растворителя путем его отгонки.

При всех достоинствах указанного способа его реализация в ряде случаев может быть ограничена. В частности, попытка отделения фенола, пирокатехина и гидрохинона от смол из водной реакционной массы, полученной при гидроксилировании фенола пероксидом водорода, путем их экстракции оказалась неудачной. Дело в том, что по мере удаления фенолов из водной фазы (независимо от рода экстрагента) происходит концентрирование и коагуляция смолистых продуктов.

Целью изобретения является повышение эффективности экстракции и улучшение технологичности процесса.

Данная задача решается заявленным способом, включающим процесс экстракции водного слоя органическими растворителями, выбранными из ряда простой эфир, сложный эфир, высший спирт или их смесь с последующей перегонкой органического слоя, отличительной способностью которого является то, что при экстракции в исходную смесь вводят натриевую соль динафталиндисульфонатметана формулы в количестве 15-20 мас.% от содержащихся в нем смолистых примесей.

Натриевая соль динафталиндисульфонатметана - твердое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде и плохо в органических растворителях. Технический продукт по ГОСТ 6848-79, торговое наименование - диспергатор "НФ", представляет собой 30%-ный водный раствор, либо сухой порошок с содержанием основного вещества 52%, что позволяет достаточно просто решать вопрос его дозировки. Продукт выпускается в большом объеме и не является дефицитом.

В процессе испытаний не было выявлено каких-либо характеристик, ограничивающих применение данного вещества как в индивидуальном виде, так и в виде технического продукта с пересчетом подачи на индивидуальный продукт.

П р и м е р 1. Процесс проводили в экстракционной колонне с насадкой в виде колец Рашига 3х5 мм. Высота колонны 3 м, диаметр 20 мм.

В исходную реакционную массу, полученную в процессе гидроксилирования фенола пероксидом водорода, в количестве 400 г вносится 3,4 г натриевой соли динафталиндисульфонатметана из расчета 30% от содержащихся смол. Полученный раствор подают на верх экстракционной колонны. В низ колонны подают диизопропиловый эфир в количестве 158 г. Полученный экстракт выводится сверху колонны, а водный раствор смолистых продуктов - снизу.

Результаты данного и последующих опытов, выполненных аналогичным образом, представлены в таблице. В качестве экстрагента применялся как диизопропиловый эфир, так и другие растворители. Водный раствор и экстрагент-растворитель подаются в противоток сверху и снизу колонны в зависимости от их плотности. Компонент с меньшей плотностью подают в низ колонны. Экстракт и водный раствор смол выводятся с противоположных сторон, и экстракт направляют на выделение целевых продуктов. Экстракция также может быть проведена в трехступенчатом объемном экстракторе периодического действия.

Как видно из таблицы, предложенный способ позволяет проводить экстракцию фенола, пирокатехина и гидрохинона из их водных растворов, полученных при гидроксилировании фенола пероксидом водорода со степенью извлечения 99,5-99,9%. Выход за пределы заявленных параметров приводит к ухудшению указанных показателей. Так, уменьшение содержания вносимого динафталиндисульфонатметана (см. опыты 10 и 11) приводит к частичному выпадению смолистых примесей и уменьшению степени извлечения фенолов. Увеличение содержания динафталиндисульфонатметана ведет к его нерациональному расходованию.

Таким образом, реализация предложенного способа обеспечивает эффективное отделение фенолов от смолистых продуктов в процессе их экстракции из водных растворов. При этом, благодаря более прогрессивной товарной форме выпускаемого дибутилдисульфонатметана - диспергатора "НФ" по сравнению с прототипом, улучшается технологичность процесса. Кроме того, добавка дибутилдисульфонатметана является более эффективной и может применяться в меньшей концентрации, данный продукт является менее дефицитным.

Формула изобретения

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ФЕНОЛА, ПИРОКАТЕХИНА И ГИДРОХИНОЛА, ИЗ ИХ СМЕСИ С ВОДОЙ И СМОЛООБРАЗНЫМИ ПРОДУКТАМИ, включающий экстракцию водного слоя органическими растворителями, выбранными из ряда: простой эфир, сложный эфир, высший спирт или их смесь, с последующей перегонкой органического слоя, отличающийся тем, что при экстракции в исходную смесь вводят натриевую соль динафталиндисульфонатметана формулы в количестве 15 - 50% от массы смолообразных продуктов.

РИСУНКИ

Рисунок 1