155184. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 1-etil-2,4-dinitrobenzol előállítására o-nitro-etilbenzolból
155184 A 980 7:69 sz. angol szabadalmi leírásban közölt nitrálási feltételek alkalmazása során kapott dinitro-etilbenzol végtermék — az elvégzett kísérletek szerint — több, mint 3% változatlan o-nitro-etilbenzolt, továbbá 1,9% nem kívánatos szennyező izomert (2,3- és 2,5-dinitro-etilbenzolt) és 1,3% oxidációs mellékterméket is tartalmaz. Ezek a szennyezések a szokásos mosási eljárással csak részben távolíthatók el. A jelen találmány szerinti eljárás feladata a szennyező izomerektől és oxidációs melléktermékektől mentes, változatlan o-nitroetilbenzolt, valamint trinitro-etilbenzolt nem tartalmazó, tiszta l-etil-S!,4-diiiiitrobenzol előállítása OHnitro-etilbenzol nitrálása útján. Azt találtuk, hogy az etilbenzol-diizocianát gyártására alkalmas jóminőségű l-etilH2,4-dinitrobienzol jó hozam! mal előállítható, ha az o-nitro-etilbenzol nitrálása során kialakult hulladéksav HNOs-tartalmát 1,8—i2%-ra (legfeljebb 2,5-%-ra), HaO-tertalmát pedig 11-^12%-ra (legfeljebb 14%-ra) állítjuk be. Ilyen feltételek alkalmazása és betartása esetén a díinitrálási reakció teljes befejeződése biztosítható, a változatlan o-nitro-etilbenzol menynyisége minimalism csökkenthető, az oxidációs melléktermékek képződése kismérvű, a trinitro-etilbenzol keletkezése pedig teljes mértékben k iküszöböühe t ő. A találmány szerinti szakaszos-, vagy folytonosüzemű új eljárás iparilag tiszta l-etil~2,4-dinitrobenzol előállítására o-nitro-etilbenzol nitrálása útján, azzal jellemezhető, hogy az o-nitro-etilbenzolt kénsav- salétromsav-víz elegyből álló kevertsawäl, 1 :2,4—I2,i6 súlyarány betartásával, erélyes keverés közben, két lépésben nitrálunk, s eközben az első nitrálási lépést 60— 65 C°, a második nitrálási lépést pedig 70—80 C° közötti hőmérsékleten vezetjük; a felhasznált kevertsav összetételét úgy állítjuk be, hogy a dinitrálás során nyert hulladéksav HN03-tartalma 2,5—3%, előnyösen 1,8—42'%., H2 0-tartalma pedig 8—14%,, előnyösen 11—1(2% legyen; a nitrált reakcióelegyből ismert módon a szerves fázist elválasztjuk, vízzel savmentesre mossuk, majd pH: 7—9 szinten nátriumszulfit oldattal kezeljük, végül megszárítjuk. A nitrálás időtartama a fenti reakeiófeltételek betartása esetén kb. 1,5 óra. Az elválasztott hulladéksavat a kiindulóanyagként felhasználásra kerülő o-nitro-etilbenzollal extraháljuk, majd az elválasztott szerves fázist a nitrálási lépésbe visszavezetjük. Folytonosüzemű eljárás esetén a szükséges reakcióteret célszerűen megosztjuk. A nitrálási hőmérséklet fokozatos emelése, valamint a nitrálási reakció gyakorlatilag telj esse tétele céljából előnyösen 4 sorbakapcsolt reaktort alkalmazunk. Az előnitrálóban 60 C°, az utónitrálókban pedig 70—480 iC° hőmérsékletet tartunk. A folytonosüzemű nitrálás során képződött hulladéksav 1,8—2% HNOs -t és 5—6% szerves nitro-testet tartalmaz. Ezt a hasznosítható HN03 és. szervesanyag tartalmat könnyen, s csaknem teljes mértékben kinyerhetjük, ha az elválasztott hulladéksavat a következő nitrálásra kerülő o-nitro-etilbenzollal extraháljuk, majd az itt '•elválasztott szerves fázist az előnitrálóba visszavezetjük. 5 A hulladéksavtól elválasztott, melegvízzel, majd nátriumszulfit oldattal mosott és megszárított l-etil-2!,4-dinitrobenzol 4—ö% 2,:6-dinitro-etilbenzolt is tartalmaz, amely a további felhasználás szempontjából a késztermék minősé-10 gét hátrányosán nem befolyásolja. Az ily módon nyert késztermék nem tartalmaz szennyező izomereket (2,3- és 2,5-dinitro-etilbenzolt), sem oxidációs melléktermékeket legfeljebb csak nyomokban, változatlan o-nitro-15 -etilbenzol tartalma legfeljebb 0,15%. A szulfitos mosás eredményeként nyert késztermék a kívánt célra, vagyis etilbenzol-diiaocianát gyártására,. megfelelő tisztaságú és kiindulóanyagként felhasználható. Az elért kiter-20 melés a számított érték 97,5%na (mosott és szárított tiszta dinitro-etilbenzolra vonatkoztatva). A lerögzített előnyös hulladéksav-összetétel meghatározza a nitrálásra alkalmazandó kevertsav mennyiségét és százalékos összetételét. Gaz-25 daságossági szempontból általában a kevertsav mennyiségének lehető csökkentésére törekszünk. Felismerésünk szerint azonban a kevertsav mennyiségét bizonyos határon túl nem csökkenthetjük, mivel a nitrálás folyamán kapott emul-30 zió elválasztása szempontjából fontos a szerves fázis és a hulladéksav közötti megfelelő térfogat-arány betartása is. A savas dinitro-etilbenzol (szerves fázis) és hulladéksav térfogatarányát úgy állítjuk be, hogy 1 : 1,25 érték alá 35 ne csökkenjen. Ez az előnyös térfogat-arány megszabja a dinitrálásra alkalmazandó kevertsav mennyiségét; a felhasznált kevertsav %-os összetételét pedig a fentiek szerint megválasztott és lerögzített hulladéksav-összetétel határozza 40 meg. A találmány szerinti eljárás további részleteit az alábbi kiviteli példák kapcsán ismertetjük. Az 1. példa szakaszosüzemű, a 2. példa pedig folytonos-üzemű eljárás kivitelezését szemlél-45 téti. 1. példa: 50 Szakaszos eljárás: A felhasznált o-nitro-etilbenzol jellemzői: Forráspont (12 Torr): 100 C° Törésmutató, n20 D: 1,5361 55 Ez a kiindulóanyag az etilbenzol nitrálása során kapott eddig iparilag nem értékesíthető melléktermék. A dinitrálásra felhasznált kevertsav összetétele : 60 H2 S0 4 = 70,5% HN'03 , = 24,2% H2 0 = 5,3% Az o-nitroetilbenzol/kevertsav-arány = 1 : 2,5 65 A két adagolótölcsérrel, hűtővel, hőmérővel és t
