DE1189058B - Verfahren zur Gewinnung von reinem p-Xylol und m-Xylol aus diese enthaltenden Gemischen aromatischer Kohlenwasserstoffe - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung von reinem p-Xylol und m-Xylol aus diese enthaltenden Gemischen aromatischer Kohlenwasserstoffe Zusatz zur Anmeldung: B 616111V b/12 o -Auslegeschrift 1 185 599 In der Hauptpatentanmeldung B 61 611 IVb/l2 o ist ein Verfahren zur Gewinnung von reinem p-Xylol und m-Xylol aus diese enthaltenen Gemischen aromatischer Kohlenwasserstoffe durch selektive Sulfonierung, Abtrennung und Destillation der nicht sulfonierten Anteile, Hydrolyse der sulfonierten Anteile und Destillation des hydrolysierten Gemisches beschrieben, wobei man zur Sulfonierung Chlorsullonsäure mit einem Eisengehalt unter l 01o in das zu trennende Kohlenwasserstoffgemisch einbringt oder Chlorsulfonsäure dieser Reinheit und das zu trennende Kohlenwasserstoffgemisch gleichzeitig in ein Reaktionsgemisch einbringt, das aus Chlorsulfonsäure dieser Reinheit und p- und m-Xylol enthaltenden Kohlenwasserstoffgemischen in einem vorhergehenden Ansatz erhalten wurde, und die Sulfonierung bei einer Temperatur unterhalb 60"C, vorzugsweise zwischen - 0 und 20"C, durchführt.
• Es wurde nun gefunden, daß sich das Verfahren nach dem Hauptpatent sehr vorteilhaft durchführen läßt, wenn man die Sulfonierung in Gegenwart von etwa 1 bis 30 Molprozent, bezogen auf Chiorsulfonsäure, mindestens 400/,der Schwefelsäure durchführt.
• Die verdünnte Schwefelsäure kann zu Beginn der Sulfonierung oder während der Umsetzung, zweckmäßig in der ersten Hälfte der Reaktionszeit, zugegeben werden. Man verwendet etwa 1 bis 30 Molprozent Schwefelsäure, bezogen auf Chlorsulfonsäure.
• Der Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß die Schwefelsäure die Sulfonbildung verhindert, ohne in nennenswerter Menge an der Sulfonierung selbst teilzunehmen. Die übrigen Bedingungen entsprechen denen des Hauptpatents.
• Die Schwefelsäure kann der Chlorsulfonsäure oder den aromatischen Kohlenwasserstoffen oder beiden Reaktionsteilnehmern zugesetzt werden. Die Umsetzung wird bei einer Temperatur unterhalb 600 C, vorzugsweise zwischen 0 und 20"C, durchgeführt.
• Das Molverhältnis des Kohlenwasserstoffs zur Chlorsulfonsäure wird bevorzugt so gewählt, daß die Summe der Molzahlen aller aromatischen Kohlenwasserstoffe außer p-Xylol und die Molzahl der Chlorsulfonsäure etwa dem Verhältnis 1:1 entsprechen.
• Jedoch ist die Anwendung eines Molverhältnisses größer als 1:1 möglich, wenn man nur Wert auf die Gewinnung von reinem m-Xylol legt. Da die Sulfonierung sehr rasch erfolgt, kann man das Verfahren sehr leicht kontinuierlich durchführen. Die Verweilzeiten sollen hierbei, um Nebenreaktionen zu vermeiden, kleiner als 10 Stunden, vorzugsweise kleiner als 30 Minuten sein. Man kann zur Vervollständigung der Reaktion nach dem Vermischen der Reaktions- teilnehmer kurzzeitig bei etwa 60 bis 70"C arbeiten.
• Da bei der Umsetzung Chlorwasserstoff abgespalten wird, ist es zweckmäßig, diesen Chlorwasserstoff mit Hilfe eines inerten Gasstroms, z. B. mit Luft oder Stickstoff, aus dem Reaktionsgemisch zu verdrängen.
• Man kann den aromatischen Kohlenwasserstoff auch durch ein inertes Lösungsmittel verdünnen, z. B. durch aliphatische oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe oder halogenierte aliphatische Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Oktan oder Cyclohexan, Äthylenchlorid oder Tetrachlorkohlenstoff.
• Man kann, besonders bei der kontinuierlichen Durchführung, auch so verfahren, daß man das fertige Reaktionsgemisch aus einem vorhergehenden Ansatz vorlegt und in dieses gleichzeitig unter Rühren die zu trennenden Kohlenwasserstoffe und die Chlorsulfonsäure einbringt, wobei man die mindestens 400/0ige Schwefelsäure entweder zuerst mit dem vorgelegten Reaktionsgemisch vermischt oder zusammen mit der Chlorsulfonsäure zuführt.
• Die Aufarbeitung des Reaktionsgemisches erfolgt anschließend in an sich bekannter Weise. Die sulfonierten und die nicht sulfonierten Anteile werden getrennt, indem man die unveränderten Kohlenwasserstoffe, zweckmäßig unter vermindertem Druck, abdestilliert oder indem man die Sulfonsäuren durch Zugabe von Wasser löst und dann die wäßrige und die organische Schicht trennt. Aus den nicht sulfonierten Anteilen wird durch fraktionierte Destillation das p-Xylol erhalten. Die sulfonierten Anteile werden hydrolysiert, zweckmäßig in mehreren Stufen bei steigender Temperatur von etwa 100 bis 200"C. Das hydrolysierte Gemisch wird ebenfalls fraktioniert destilliert, wodurch man das m-Xylol erhält.
• Im nachfolgenden Beispiel bedeuten Teile, soweit nichts anderes angegeben, Gewichtsteile, Gewichtsteile und Volumteile stehen im Verhältnis wie Kilogramm zu Liter.
• Beispiel In einem emaillierten Behälter mit Rührwerk werden 1060 Gewichtsteile Xylol-Isomerengemisch aus 61 °/o m-Xylol und 39 0/, p-Xylol mit 30 Teilen 850/oder Schwefelsäure vorgelegt. Im Laufe von 2 Stunden läßt man bei 14 bis 150 C 675 GewichtsteiletechnischeChlorsulfonsäure mit einem SO8-Gehalt von 3,3 °/0 und einem Eisengehalt von 0,15°/o zufließen. Anschließend wird das Gemisch auf 50"C erwärmt und bei dieser Temperatur 1/2 Stunde gehalten. Der entweichende Chlorwasserstoff wird in einem Absorptionsturm in Wasser aufgefangen.
• Dann kühlt man das Reaktionsgemisch auf 20"C ab und gibt 1000 Gewichtsteile Wasser hinzu.
• Nach der Abtrennung der wäßrigen Schicht werden aus der organischen Schicht durch Destillation 417 Gewichtsteile Xylol erhalten, die nach dem Raman- und Ultrarotspektnun zu 96°/o aus p- und zu 4°/0 aus m-Xylol bestehen. Die Ausbeute an p-Xylol beträgt 97% der ursprünglich vorhandenen Menge.
• Die wäßrige Xylolsulfonsäurelösung wird bei 140 bis 145"C in einem Destillierbehälter mit absteigen- dem Kühler mit Wasserdampf behandelt. Dadurch gewinnt man im Siedebereich von 140 bis 145"C ein Destillat, das 628 Gewichtsteile Xylol mit 97°/0 m-Xylol enthält.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Verfahren zur Gewinnung von reinem p-Xylol und m-Xylol aus diese enthaltenden Gemischen aromatischer Kohlenwasserstoffe durch selektive Sulfonierung, Abtrennung und Destillation der nicht sulfonierten Anteile, Hydrolyse der sulfonierten Anteile und Destillation des hydrolysierten Gemisches, bei dem man entsprechend der Hauptpatentanmeldung B 61 611 IVb/l2o Chlorsulfonsäure mit einem Eisengehalt unter 1°/o in das zu trennende Kohlenwasserstoffgemisch einbringt oder Chlorsulfonsäure dieser Reinheit und das zu trennende Kohlenwasserstoffgemisch gleichzeitig in ein Reaktionsgemisch einbringt, das aus Chlorsulfonsäure dieser Reinheit und p- und m-Xylol enthaltenden Kohlenwasserstoffgemischen in einem vorhergehenden Ansatz erhalten wurde, und die Sulfonierung bei einer Temperatur unterhalb 60"C, vorzugsweise zwischen 0 und 20"C, durchgeführt, dadurch gekennzeichnest, daß man die Sulfonierung in Gegenwart von etwa 1 bis 30 Molprozent, bezogen auf Chlorsulfonsäure, mindestens 400/0iger Schwefelsäure durchführt.