Способ получения фталевого ангидрида

Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельства ЪЪ МПК С 07 с 69/7 Заявлено 11.71.1969 ( 13367112с присоединением заявкиПриоритетОпубл икова Комитет по деламизобретений и откры ДК 547,584.0ри Совете Министров СССР, Е. Хчеян, Л. Н. Самтер, И. Е. Мак и В, Н. Кобза Заявител СОБ ПОЛУЧЕНИЯ фТАЛЕВОГО АНГИДРИ 2 Известен способ получения фталевого ангидрида жидкофазным окислением о-ксилола кислородом или кислородсодержащим газом в присутствии катализаторов - соединений металлов переменной валентности при повышенной температуре и давлении от 1 до 100 атм, осуществляемый в три стадии:1) жидкофазное окисление о-ксилола в о-толуиловую кислоту при температуре 130 - 300 С и давлении 1 в 1 атм;2) бескатализаторная этерификация о-толуиловой кислоты метанолом при температуре 300 С и давлении 200 атм;3) жидкофазное окисление метилового эфира о-толуиловой кислоты во фталевый ангидрид при температуре 160 - 300 С и давлении 5 атм при расходе воздуха 480 л(час.Товарный продукт выделяют вакуумной дистилляцией. Выход фталевого ангидрида 95%; т. пл. 120 - 127 С.Недостатком такого метода является более низкая скорость окисления эфира по сравнению с ксилолом. При оформлении процесса по непрерывной схеме это приводит к увеличению объема аппаратуры на стадии окисления эфира.Другим недостатком является сложная технологическая схема, вызванная оформлением процессов окисления ксилола и эфира в виде отдельных стадий и необходимостью выделения промежуточных продуктов, полученных при окислении. Значительные трудности вызывает транспортировка кристаллической высокоплавкой о-толуиловой кислоты на этери фикацию. Выделение товарного продукта вакуумной дистилляцией не обеспечивает высокого качества фталевого ангидрида, так как при этом не удается полностью отделить его от фталида, В товарном фталевом ангидри де остается до 20 вес. % фталида, что приводит к снижению температуры плавления фталевого ангидрида на 3 - 4 С по сравнению с рекомендованной ГОСТ.Согласно предлагаемому изобретению до стигается увеличение скорости окисленияэфира за счет проведения сопряженного окисления эфира совместно с о-ксилолом, упрощение технологической схемы и повышение качества продукта. По предлагаемому способу 20 выход фталевого ангидрида 95%; чистота99,9%; т. пл. 130,6 С.Цель достигается проведением сопряженного окисления о-ксилола и эфира о-толуиловой кислоты, при котором легко окисляющий ся в данных условиях о-ксилол инициируетокисление эфира. В результате инициирования эфир окисляется с более высокой скоростью, чем при раздельном окислении.Оксидат подают на гидролиз весь, без из влечения пспрорсагировавшпх о-ксилола и295754 Предмет изобретения Составитель Т. ЛавриненкоРедактор Л. Г. Герасимова Тсхрсд Н. И. Наумова Корректор Л. Б. Бадылама Заказ 793/5 Изд. М 365 Тираж 473 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр, Сапунова. 2 фра. Седуская о-толуиловая кислота по предлагаемому способу находится в растворе эфира и легко транспортируется, не требуя насосов с паровой рубашкой и паровых спутников к трубопроводам. Все это позволяет упростить технологическую схему и повысить выход фталевого ангидрида до 95%.Гидролиз продуктов окисления избытком воды для перевода фталевого ангидрида во фталевую кислоту и промывка раствора фталевой кислоты о-ксилолом с последующей дегидратацией ее позволяет получать фталевый ангидрид высокой степени чистоты 99,9%.П р и м е р 1. В металлический реактор загружают 800 кг свежего эфира о-толуиловой кислоты, 106 кг о-ксилола со стадии промывки водного слоя (в ксилоле содержится б кг о-толуиловой кислоты), 105 кг возвратного о-ксилола и 0,2 кг ацетата кобальта. Смесь окисляют воздухом при 190 С и давлении 10 ата., Расход, воздуха 150 кг/час. Отходящие из реактора газы охлаждают до 10 - 20 С, Образующийся при охлаждении конденсат отделяют от газов.и разделяют на водный и ксилольный слои. Ксилольный слой возвращают в реактор. Из водного слоя извлекают метанол (20 кг), который возвращают в процесс. Из отходящих из разделителя газов после дросселирования выделяют о-ксилол (0,3 кг) и возвращают его в процесс,Жидкие продукты окисления содержат, кг; толуиловой кислоты 134,5, фталевого ангидрида 119, метилового эфира о-толуиловой кислоты 670 и о-ксилола 106, Для выделения фталевого ангидрида продукты окисления гидролизуют водным маточным раствором со стадии кристаллизации фталевой кислоты при 95 С и отношении продуктов окисления - вода, равном 1:3, При гидролизе фталевый ангидрид гидратируется во фталевую кислоту, которая растворяется в избытке воды и таким образом выделяется из продуктов окисления. Водный слой стадии гидролиза отделяют от углеводородного, промывают 100 кг свежего о-ксилола, охлаждают до 10 - 20 С и отделяют полученные при охлаждении кристаллы фталевой кислоты. Кислоту используют как товарный продукт или дегидратируют и получают фталевый ангидрид 99,9% чистоты. Выход фталевого ангидрида 95%,Углеводородный слой стадии гидролиза(смесь о-метилтолуата, о-толуиловой кислоты и о-ксилола) смешивают с метанолом и этерифицируют кислоту при сверхкритических для 5 метанола условиях без катализатора (350 Си 150 атм), Из продуктов этерификации отгоняют метанол и возвращают в процесс, смесь ксилола с метиловым эфиром о-толуиловой кислоты отмывают от загрязнений, ди стиллируют в вакууме и возвращают в процесс на стадию окисления.П р и м е р 2. На этерификацию подают360 ьг этанола, 150 кг о-этилтолуилата и 125 кг о-толуиловой кислоты, Режим этерифи кации: температура 350 С, давление 200 атм,время реакции 10 мин, В результате этерификации получают, кг: о-этилтолуата 287, этанола 330, о-толуиловой кислоты 3, смола - остальное.20 Применение этилового эфира о-толуиловойкислоты вместо метилового облегчает окисление. 1. Способ получения фталевого ангидридапутем жидкофазного окисления о-ксилола кислородом или кислородсодержащими газами при повышенной температуре и давлении 30 в присутствии катализатора - солей металлов переменной валентности, этерификацией полученной при этом о-толуиловой кислоты алкиловым спиртом при нагревании под давлением и жидкофазным окислением образую щегося алкилового эфира о-толуиловой кислоты, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения качества продукта, окислению подвергают смесь о-ксилола с алкиловым эфиром о-толуиловой кисло ты, взятую в соотношении от 1:1 до 5;1, выделяют известными приемами образующийся при этом фталевый ангидрид, этерифицируют остаток и полученный алкиловый эфир о-толуиловой кислоты направляют на окисление, 45 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что окисление о-ксилола и алкилового эфира о-толуиловой кислоты ведут при 185 в 1 С и давлении 10 атм,50 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что этерификацию смеси ведут при температуре 350 С и давлении 200 атм.