Способ выделения третбутилпирокатехина из смеси с третбутилфенолом
METHOD FOR ISOLATING TERT-BUTYLPYROCATECHOL FROM A MIXTURE WITH TERT-BUTYLPHENOL

Общеизвестен способ отделения органических веществ, в частности фенола и диоксифенолов, от их смолистых продуктов из водных растворов путем ректификации (1. Скобло А.И., Молоканов Ю.К., Владиморов А.И., Щелкунов В.А., Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии. М. 2000 г). 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 (2. Егуткин Н.Л., Сыркин А.М., Экстракция фенола из водных растворов метил-трет-бутиловым эфиром, 2014 г.).
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 (3. Патент №2318732 - Экстракция фенола из сточных вод). Преимущество указанного способа заключается в том, что процесс проводят, как правило, в мягких температурных условиях (t 20-50°С). 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 настоящего изобретения является повышение эффективности выделения трет-бутилпирокатехина (ТБПК) из смеси с третбутилфенолом (ТБФ) путем экстракции, чистоты целевого продукта, упрощение и улучшение технологичности процесса.
Достижение поставленной цели осуществляется последовательным экстрагированием парой экстрагентов - бензолом и бутанолом водно-щелочного раствора смеси ТБПК и ТБФ, предварительно подкисленного минеральной кислотой до определенных значений рН. При подкислении смеси до рН~5 ТБФ переходит в протонированную форму, а ТБПК остается в виде соли щелочного металла. После первой экстракции бензолом ТБФ удаляется из смеси, а дальнейшее подкисление смеси до рН~1 обеспечивает оптимальные условия для экстракции оставшегося ТБПК бутанолом.
Достижение поставленной цели иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1. К реакционной массе, содержащей третбутилпроизводные фенола и пирокатехина в виде водно-щелочного раствора, добавляют соляную кислоту до рН~5, затем равный объем бензола. Смесь интенсивно перемешивают в течение 1 мин. По окончании перемешивания смесь разделяется на водную и органическую фазы. К водной фазе добавляют соляную кислоту до рН 1 и подвергают повторной экстракции н-бутанолом объемом 50…100% от объема водного раствора.
Пример 2. Процесс разделения проводится, как указано в примере 1 с тем отличием, что в процессе подкисления смеси применяется раствор серной кислоты.
Пример 3. Процесс разделения проводится, как указано в примере 1 с тем отличием, что в процессе подкисления смеси применяется раствор фосфорной кислоты.
Пример 4. Процесс разделения проводится, как указано в примере 1 с тем отличием, что для первой экстракции применяется толуол.
Пример 5. Процесс разделения проводится, как указано в примере 1 с тем отличием, что для второй экстракции применяется хлороформ.
Пример 6. Процесс разделения проводится, как указано в примере 1 с тем отличием, что для первой экстракции применяется н-бутанол, а для второй - толуол.
Пример 7. Процесс разделения проводится, как указано в примере 1 с тем отличием, что для первой экстракции применяется н-бутанол, а для второй - хлороформ.
Пример 8. Процесс разделения проводится, как указано в примере 1 с тем отличием, что для первой экстракции применяется хлороформ.
Результаты по полноте выделения целевого продукта - ТБПК и его чистоте существенно зависят от объема и вида взятых на экстракцию органических растворителей как на первой экстракции, так и на второй стадии процесса, а также последовательности применения экстрагентов.
Примеры разделения смеси и выделения целевого продукта в зависимости от экстрагентов приведены в Таблице 1.
Экспериментальные результаты показывают, что наиболее эффективной парой экстрагентов для выделения ТБПК из смеси с ТБФ из водно-щелочных растворов является бензол и н-бутанол, причем именно в указанной последовательности, при изменении порядка добавления экстрагентов эффективность процесса резко снижается. Применение толуола и хлороформа в паре н-бутанолом оказалось менее эффективным, чем пара бензол-бутанол, причем при использовании хлороформа на первой стадии резко падает селективность разделения, как и при применении н-бутанола на первой стадии. Вид применяемой минеральной кислоты для достижения необходимого рН раствора существенного влияния на процесс экстракции не оказывает.