Сульфирование бензола и его гомологов

Сульфирование бензола осуществляется, главным образом, с целью получения фенола и резорцина:

бензолсульфокислота фенол

резорцин

Сульфирование бензола до бензолсульфокислоты может быть осуществлено при использовании 94%-ной серной кислоты (купоросное масло) или моногидрата (100%-ная серная кислота). Однако в этих условиях возможно протекание побочной реакции, приводящей к образованию дифенилсульфона:

Кроме того, при таком проведении процесса используется большой избыток серной кислоты, что снижает экономическую эффективность производства. Поэтому в 1928-1931 годах Р.К.Эйхманом был разработан так называемый ²метод сульфирования в парах². Принципиальная технологическая схема этого процесса представлена на рисунке 3.3.

Бензол из хранилища 1 центробежным насосом 11 через расходомер 3 подается в испаритель 4, где нагревается до 150-160^оС. Серная кислота из хранилища 2 погружным насосом 10 подается в мерник 5, откуда самотеком поступает в сульфуратор 6. Пары бензола барботируют через слой серной кислоты. Температура в сульфураторе поддерживается в интервале 140-150^оС, что обеспечивается подачей пара в рубашку. Избыток бензола вместе с парами образующейся в ходе реакции воды через брызгоотбойник 13 направляется в холодильник-конденсатор 7, и далее смесь бензола с водой поступает в сепаратор 8. Бензол отделяют и возвращают обратно в процесс. Таким образом удается снизить расход серной кислоты и уменьшить количество отходов. По окончании процесса сульфомасса передавливается на нейтрализацию.

Практическое значение имеет также сульфирование бензола до бензол-1,3-дисульфокислоты, которая используется в производстве резорцина. Введение второй сульфогруппы в бензольное кольцо протекает намного медленнее, чем моносульфирование. Процесс можно вести в одну или две стадии. При одностадийном методе бензол сульфируют олеумом. Однако в этом случае образуется большое количество сульфонов. Поэтому чаще используется двухстадийный процесс. Сначала, при 50-80^оС бензол обрабатывают моногидратом и получают бензолсульфокислоту, которую затем сульфируют 60%-ным олеумом при 30-80^оС с образованием бензол-1,3-дисульфокислоты. Последнюю выделяют в виде раствора динатриевой соли, который далее упаривают и направляют на производство резорцина.

Толуол сульфируется намного легче бензола. При этом образуются все три возможных изомера, содержание и выход которых зависят от условий проведения процесса. Использование метода ²сульфирования в парах² позволяет увеличить содержание пара-изомера до 85-90%. При использовании в качестве сульфирующего агента олеума при низких температурах преобладающим продуктом является орто-изомер. Орто- и пара-толуолсульфокислоты используются, соответственно, для получения орто- и пара-крезолов:

о-крезол

п-крезол

Сульфирование толуола олеумом приводит к толуол-2,4-дисульфокислоте, которую используют для получения бензальдегид-2,4-дисульфокислоты: