NO139171B - Fremgangsmaate for fremstilling av indol med hoey renhet - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av indol med høy renhet hvor en strøm av o-etylanilin-utgangsmaterial, fortrinnsvis i nærvær av et inert fortynningsmiddel for reaksjonen, ledes til en reaktor hvor den fortrinnsvis i nærvær av en katalysator underkastes en oksyderende behandl ing vedhøy temperatur og hvor den varme produktstrøm fra reaktoren underkastes en varmeveksling for avkjøling og etterfølgende separasjon til en kondenserbar del og en ikke-kondenserbar del, hvor den kondenserte del av produktstrømmen etter separasjonen sendes til en rensebehandling dels for utvinning av rent indol, fortrinnsvis ved hjelp av fraksjonert destillasjon, og dels for resirkulasjon av utgangsmaterial og dannede biprodukter til reaktoren og hvor den ikke-kondenserte del av produktstrømmen etter separasjonen i form av en avgass etter en eventuell rensing av denne resirkuleres til reaktoren , og det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er kombinasjonen av de i og for seg kjente trekk at varmevekslingen av den varme produkt-strøm fra reaktoren foregår ved indirekte varmeveksling med den strøm av o-etylenanilinutgangsmaterial som føres til reaktoren og at den nevnte ikke-kondenserte del av produktstrømmen i form av den nevnte avgass vaskes av den tilførte strøm av o-etylanilin-utgangsmaterial for kondensering og fjernelse av avgassen» innhold av damper og røk for resirkulasjon av disse komponenter til reaktoren mens resten av den rensede avgass ledes bort.

Disse trekk ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen

fremgår av patentkravet.

Disse fordeler oppnås ved at fremgangsmåten lar seg gjennom-

føre som en kretsløpsprosess og ved hjelp av en spesiell kombinasjon av vasking i skrubber eller vasketårn og varmeveksling.

Den særegne kombinasjon av i og for seg kjente trekk som utgjør oppfinnelsen er ny og fordelaktig og ikke nærliggende på bak-grunn av tidligere kjent teknikk, for eksempel representert ved U.S. patentskrift 3.441.569 hvor det omhandles omtrent samme fremgangsmåte ved den dehydrogenerende ringslutning som den som ut-gjør et forutgående trinn ved fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse, men hvor det ellers bare generelt angis at uomsatt utgangsmaterial og dannede biprodukter fjernes ved rensing eller resirkuleres. Noen kretsløpsprosess som fører til et tilsvarende rent produkt som ved den foreliggende oppfinnelse læres imidlertid ikke, og heller ikke ved noen mulig kombinasjon med den teknikk som er kjent fra for eksempel U.S. patentskrifter 2.953.575 og 2.4o9.676 hvorav andre og noe mer spesifikke rense-, gjenvinnings- og varme-gjenvinningsprosesser fremgår, men fremdeles uten at prosessene fremstår som ekte kretsløpsprosesser med de fordeler dette og en høy renhet av indolproduktet medfører.

Det har nå vist seg at det er mulig å oppnå indol med høy renhet i høyt utbytte ved hjelp av den enkle og økonomiske prosess som utgjør oppfinnelsen.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte hvor en blanding av o-etylanilin og oksygen, eller oksygenholdig gass sendes gjennom en reaktor med høy temperatur, fortrinnsvis i nærvær av vanndamp eller et annet inert fortynningsmiddel, over en katalysator som fordelaktig er dannet av aktivert silika.'

Molforholdet mellom oksygen og o-etylanilin varierer fordelaktig fra o,2 : 1 til 5 : 1.

Ved å arbeide med verdier lavere enn o,2 : 1 oppnås vanligvis lavere utbytter mens ved å arbeide med molforhold høyere enn 5 : 1 vil det bli et for stort overskudd av oksydasjonsprodukter.

Et særlig foretrukket område for forholdet mellom oksygen og o-etylanilin er fra o,8 : 1 til 2,5 : 1.

Som fortynningsmiddel for reaksjonen kan det benyttes vanndamp, nitrogen, argon, karbondioksyd, mettede hydrokarboner som.

n-pentan, iso-pentan, n-heksan, n-heptan eller andre substanser som ikke reagerer under reaksjonsbetingelsene.

Bruk av vanndamp i et molforhold til o-etylanilin i et område

fra 5 : 1 til 75 : 1 er særlig fordelaktig.

Prosessen utføres ved en temperatur varierende fra 35o - 7oo°C. Trykket kan variere fra noen få mm ttj og opp til lo atmosfærer,

men det er foretrukket at fremgangsmåten utføres ved atmosfærisk trykk.

Kontakttiden mellom reaksjonskomponentene og katalysatoren velges

i området fra o,l til lo sekunder, fortrinnsvis i området fra o,2 til 2,5 sekunder. Som kontakttid mellom reaksjonskomponentene og katalysatoren menes forholdet mellom volumet av katalysator-laget og strømmen av reaksjonskomponentene i gassform ved reaksjonsbetingelsene.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vil nå bli beskrevet: Som det fremgår av figuren sendes o-etylanilinutgangsmaterial gjennom 1 til 2, hvor det benyttes som vaskestrøm for å fjerne røk og damper som kommer ut fra separatoren 13 gjennom 14, sammen med ukondenserbare produkter og utgjør omtrent lo% av den organiske tilførsel. Deretter gjennom 3 føres o-etyl-

anilin sammen med luft og vanndamp som kommer gjennom 4, og sammen med en resirkulert strøm fra destillasjonskolonnen 16 tilført gjennom 17 sendes dette til reaktoren 8 (altså ved hjelp av ledningssystemet 3, 5, 7), etter å ha blitt varrae-vekslet med den fri varme fra produktet i den indirekte varme-veksler 6.

Utstrømningen fra reaktoren 8 sendes gjennom 9 inn i separatoren 13 via 12 etter å ha blitt varmeutvekslet med tilførselen i 6 og blir via lo utsatt for en ytterligere avkjøling i varmeveksleren 11. De ukondenserbare produktene som kommer ut fra separatoren 13 føres gjennom ledningen 14 til vaskeinnretningen

og

2 hvor de frigjøres for røk og damper sendes ut gjennom skorstein-en 46.

Vannfasen som skiller seg ut på toppen av separatoren 13 sendes ved hjelp av ledninger 19 og 2o til strippekolonnen 21 for gjenvinning av organiske forbindelser som er løst i denne på basis av vannløseligheten av disse. Vanndampen kommer ut fra destillasjonskolonnen 21 gjennom 23 og krysser varmeveksleren 24 og gjennom ledningen 25 kommer den fram til separatoren 26, hvor de to fasene separeres og den organiske går ut gjennom 28 og blander seg med den organiske fase som kommer fra separatoren 13 gjennom ledningen 15. Vannet returneres til kolonnen 21 ved hjelp av ledninger 27 og 2o.

Overskudd av vann slippes ut i kloakken fra bunnen av kolonnen 21 gjennom ledningen 22.

Produktblandingen tilføres gjennom 15 til vakuumdestillasjons-kolonnen 16 og fra toppen av denne kolonnen fjernes de mest flyktige produkter gjennom 18, mens blandingen av o-etylanilin og o-aminostyren tappes ut fra en mellomliggende plate og resirkuleres gjennom ledningen 17 til reaktoren 8. Indol av de tunge bi-produktene slippes ut fra bunnen av kolonnen 16 gjennom ledningene 29 og 3o.

Blandingen av indol og tunge biprodukter kommer via 3o til kolonnen 31 hvor de underkastes en vanndampdestillasjon og vanndamp tilføres til kolonnen gjennom ledningen 33.

Indol som er blandet med vann gjenvinnes ved 34, avkjøles i

35 og går inn i separatoren 37 gjennom 36 hvor den separeres i smeltet tilstand. Det oppnås et produkt med en renhet 9856 som gjennom ledningen 38 sendes til en lagringsplass 39, hvor det kan fjernes gjennom 4o uten ytterligere rensing.

Det vann som utskilles i separatoren 37 sendes via 47 til kolonnen 21.

Fra bunnen av kolonnen 31 slippes overskuddet av vannet ut i kloakken via 32.

Hvis det ønskes et indol med en høyere renhet enn 98% kan det foretas en endelig rensing ved å ta forbindelsen ut fra tanken 39 ved via 41 og sende det til kolonnen 42, som arbeider under vakuum.

Det rene sluttprodukt tas ut fra en mellomliggende plate gjennom 43. Fra toppen, via 44, fjernes vann og forurensninger som har et lavere kokepunkt, mens det fra bunnen skilles ut en fraksjon med et høyere kokepunkt, som gjennom 45 sendes til vanndampdestillasjon i kolonnen 31.

Eksemplet nedenfor vil beskrive fremgangsmåten mer detaljert som et praktisk gjennomført forsøk:

Eksempel

Nedenfor beskrives en fremgangsmåte for gjenvinning og rensning av et indol fremstilt ved dehydrogenerende ringslutning av o-etylanilin ifølge kjent teknikk.

19,2 kg silika "Ludox A.S.", forstøvet og med et overflateareal som tilsvarer 298 m 2/g (partikkelstørrelse: 9o% mellom 3o og 12o yum) ble tilført en reaktor med indre diameter 15 cm og en høyde 11 m og som ble oppvarmet ved hjelp av smeltede salter.

Reaktoren ble tilført o-etylanilin, luft og vann, foroppvarmet til 5oo°C, ved atmosfærisk trykk og et molforhold mellom 1^0

og o-etylanilin på lo : 1 og molforhold mellom og o-etylanilin på 1,2 : 1.

Ved å arbeide med temperatur 56o° C ble det oppnådd følgende resultater:

Blandingen som strømmet fra reaktoren 8, ble etter å ha blitt av-kjølt i varmevekslerne 6 og 11, sendt inn i separatoren 13.

I separatoren ble det utskilt en organisk fase med tetthet l,2o <:>ra vannfasen (den organiske fase var den nederste), mens det

ra toppen av separatoren kom ut ukondenserbare produkter sammen

.ed en del av reaksjonsproduktene som røk og damper. Den ukondens-jrbare produktstrøm (ca. 3 Nm 3/t) inneholdt o,25 kg/t røk med følgende sammensetning:

Røken og dampene ble fjernet ved vasking i en kolonne som hadde 2,5 m fylling med Raschig ringer bestående av et keramisk material, idet vasking foregikk med tilført o-etylanilin (3 kg/t).

Væsken samlet på bunnen av vaskekolonnen 2 sluttet seg til re-sirkulas j onsstrømmen og ble tilført reaktoren 8. Vannfasen inneholdt oppløste reaksjonsprodukter på basis av deres oppløselighet.

Den besto av en strøm på 5 kg/t med følgende sammensetning:

idet resten besto av vann. Strømmen ble sendt til strippekolonnen 21 dannet av en fylt kolonne som tilsvarte ca. lo trinn og som arbeidet ved atmosfærisk trykk.

På toppen (T = 95 - loo°C) ble det avdestillert en blanding som besto av flere azeotrope blandinger dannet av vann med hver av de oppløste organiske forbindelser, mens vann som inneholdt spor av de høytkokende komponenter ble sluppet ut i kloakken fra bunnen (T = lo5 - llo°C).

Den destillerte blanding ble etter avkjøling i varmeveksleren 24 skilt i to faser (26) . Den vandige fase ble resirkulert til strippingen mens den organiske ble forenet med den organiske fase som kom fra 13 og ble sendt til kolonnen 16 for vakuumfraksjoner-ing.

Til kolonnen 16 ble de tilført en strøm av 2,7 kg organisk fase med følgende sammensetning:

Kolonnen 16 hadde 6o plater formet som små klokker og fikk til-førsel på plate nr. 3o. Den arbeidet ved et topptrykk på 25 mm Hg og et ytre tilbakeløpsforhold L/D = 4. Temperaturen i kokeren var 18o - 185°C, mens temperaturen i toppen var lo2°C. Den resirkulerte strøm (1,3 kg/t) ble tatt ut ved plate nr. 5o. Den besto av 9o% o-etylanilin og lo* o-aminostyren. ;Fra bunnen kom det ut 1,3 kg/t av en blanding som inneholdt 92, 5% indol, som ble sendt til kolonnen 31 for vakuumdestillasjon. ;Denne besto både av en koker (T = llo - 115°C) hvor dampen ble sendt (12 - 12,5 kg/t) med innløpstemperatur 115°C, og av en av-driverdel med topptemperatur 99°C. ;Destillatet ble avkjølt til mellom 35 og 5o°C og gjenvunnet i separatoren 37. Vannfasen ble tilført strippekolonnen 21, mens den oljeaktige fase ble samlet i lagertanken og holdt ved en temperatur over 5o°C. ;1,2 kg/t av den oljeaktige fase ble samlet opp og den inneholdt indol med en renhet på 98,2*.

De største forurensningene var:

Det således oppnådde indol med smeltepunkt 49,5 - 5o,5°C

kunne benyttes slik det var for en lang rekke formål (farmasøytisk industri, farveri....).

■For å oppnå en høyere renhet for andre anvendelser (parfymeri, biokjemi...) var det nødvendig å utføre en ny vakuumdestillasjon (kolonne 42).

Den endelige rensning ble utført ved hjelp av kolonnen 16 ved

et arbeidstrykk i toppen på 2o mm Hg, koke-temperatur 19o - 195°C og topptemperatur lo5°C.

Ved tilførsel av 1,2 kg/t rå indol var det mulig å gjenvinne 1,1 kg/t indol med en høyere renhet enn 99,8% ifølge følgende analyse:

PATENTKRAV

Fremgangsmåte for fremstilling av indol med høy renhet hvor

en strøm (3) av o-etylanilin-utgangsmaterial, fortrinnsvis i nærvær av et inert fortynningsmiddel (4) for reaksjonen, ledes til en reaktor (8) hvor den fortrinnsvis i nærvær av en katalysator underkastes en oksyderende behandling ved høy temperatur og hvor den varme produktstrøm (9, lo) fra reaktoren (8) underkastes en varmeveksling (6) for avkjøling og etterfølgende separasjon (13) til en kondenserbar del og en ikke-kondenserbar del, hvor den kondenserte del (15) av produktstrømmen etter separasjonen (13) sendes til en rensebehandling (16) dels for utvinning av rent indol (4o), fortrinnsvis ved hjelp av fraksjonert destillasjon

og dels for resirkulasjon (17) av utgangsmaterial og dannede biprodukter til reaktoren (8) og hvor den ikke-kondenserte del (14) av produktstrømmen etter separasjonen (13) i form av en avgass etter en eventuell rensing av denne resirkuleres til reaktoren (8) karakterisert ved kombinasjonen av de i og for seg kjente t rekk at varmevekslingen av den varme produktstrøm fra reaktoren (8) foregår ved indirekte varmeveksling (6) med den strøm (3, 5, 7) av o-etylanilinutgangsmaterial som føres til reaktoren (8) og at den nevnte ikke-kondenserte del (14) av produktstrømmen i form av den nevnte avgass vaskes (2) av den tilførte strøm (1) av o-etylanilin-utgangsmaterial for kondensering og fjernelse av avgassens innhold av damper og røk for resirkulasjon av disse komponenter til reaktoren (8) mens resten av den rensede avgass ledes bort (46) .

Claims (4)

1. Koblingsanordning til transponering

av et frekvensbånd, karakterisert ved kombinasjonen av følgende trekk: a) der anvendes på i og for seg kjent måte en periodisk betjent bryter (T) foran hvilken og etter hvilken der til enhver tid er koblet et båndfilter (BP1 resp BP2), samtidig som båndf Utrenes gjennomslipningsområder til enhver tid faller sammen med et sidebånd fra det frekvensspektrum som oppstår ved avtastningen av det frekvensbånd som skal transponeres, b) bryteren (T) er på i og for seg kjent måte koblet i serie med en langsinduktivitet (Lt) mellom to tverrkapasiteter (Cl, C2), samtidig som disse komponenter og bryterens slutningstid er slik fastlagt at der skjer en ladningsutbytning mellom ka- pasitetene i form av en halvsvingning.

2. Koblingsanordning som angitt i på-stand 1, karakterisert ved at kapasitetene er bestanddeler av båndpassfiltrene.

3. Koblingsanordning som angitt i på-stand 1 eller 2, for anvendelse i bærefre-kvens-systemer, karakterisert ved at der er anordnet flere transponeringsveier med båndfiltre og mellomliggende brytere, og at de båndfiltre som ligger på den ene side av bryterne, fører til den ene ende ;av en felles overføringsvei, hvis annen ende er tilsluttet transponeringsveier av tilsvarende oppbygning.

4. Koblingsanordning som angitt i på-stand 1 eller 2, til å forbinde en abonnentgruppe med ,sentralen i et tidsmultipleks-overf øringssystem, karakterisert ved at gruppens enkelte abonnenter på i og for seg kjent måte over lavpassfiltre og periodisk betjente brytere er tilsluttet en multipleksledning, hvorfra forbindelsen til sentralen over ytterligere periodisk betjente brytere og dertil sluttede båndpassfiltre er ført over en felles forbindelsesledning, hvortil der er sluttet tilsvarende båndpassfiltre som er anordnet i sentralen, og som over periodisk betjente brytere mater en ytterligere multipleksledning som tilhører sentralen.