Способ получения терефталевой кислоты

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПАТЕНТУ и 1 56722(31)17458/70 (33) ЯпонияОпубликовано 30,04.77. Бюллетень1 Государственный комитет Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий(53 7.584.088.8) ата опубликования описания 29.06,7 72) Авторы изобретени Иностранцы Есило Екота, Хирохико Намбу, Ясухи и Сигето Накагава(Япония) Иностранная фирма Мицуи Петрокемикал Индастри(71) Заявител Лтд СОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРЕФТАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ к усовершенствоварефталевой кислоты, оизводстве полимерусловливает высокие Изобретение относитсянию способа получения тешироко применяемой в прных материалов, что обтребования к ее качеству.Известен способ получения терефталевой кислоты путем окисления и-ксилола кислород- содержащим газом в среде уксусной кислоты при повышенной температуре и давлении в присутствии кобальтсодержащего катализатора с одновременным удалением образующихся в процессе газов и паров, конденсацией их и возвратом конденсата в зону реакции с последующим выделением целевого продукта путем кристаллизации и отделения кристаллов и рециркуляцией маточного раствора в зону окисления.Недостатком известного способа является недостаточно высокое качество получаемого продукта (степень чистоты 97%, число Хазена 250, содержание и-карбоксибензальдегида 1,3%).С целью повышения качества продукта: снижения цветности и содержания и-карбоксибензальдегида предложено отгоняемые из зоны реакции газы и пары подвергать фракционированной перегонке с выделением и возвратом в зону реакции чистой уксусной кислоты, которую используют для промывки целевого продукта и отделять из кристаллического продукта реакции частицы размером не менее 40 мк. Остаток вместе с катализатором возвращаюг в зону окисления. В результате содержание гг-карбоксибензальдегида в целевом продукте снижается до 0,1%, а число Хазена снижается до 16.Из жидких продуктов реакции после отгонки из реакционной зоны газообразных и парообразных продуктов, путем мгновенного испа рения вьделяют кристаллическую терефталевую кислоту, при этом отбирают частицы нс менее 40 мк, а остаток возвращают в зону окисления.П р и м е р 1. В окислительный реактор, 15 соединенный в верхней части с колонной с30 тарелками, подают в час 150 кг гг-ксилола, 1200 кг 95%-ной уксусной кислоты и в качестве катализатора окисления 1,5 кг ацетата кобальта, 0,8 кг ацетата марганца и 1,8 кг бро мистого натрия. Смесь нагревают при температуре 190 С и барометрическом давлении 12 кг/см и подают воздух в донную часть реактора, Смесь паров, состоящую преимущественно из уксусной кислоты и водяного пара, 25 перегоняют в колонне при температуре верхней части колонны около 160 С. Водяной пар удаляют из верхней части колонны вместе с неконденсирующимся газом, а конденсированную уксусную кислоту рециркулируют. Содер жанне воды в системе реакции поддерживаютФормула изобретения1. Способ получения терефталевой кислоты путем жидкофазного окисления л-ксилола кислородсодержацим газом в среде уксусной кислоты при повышенной температуре и дав ленни в присутствии кобальтсодержащего катализатора с одновременным удалением реакционных газов и паров из зоны реакции и последующим выделением целевого продукта из жидкого продукта реакции путем кристал лизации с возвратом маточного раствора взону окисления, отличающийся тем, что, с целью повышения качества целевого продукта и увеличения его выхода, удаляемые из зоны реакции газы и пары подвергают фрак ционной перегонке, полученную при этом уксусную кислоту, возвращают в зону окисления, жидкий продукт реакцчи подвергают кристаллизации путем мгновенного испарения, отделяют выпавшие кристаллы полученной тере фталевой кислоты с размером не менее 40 мк,которые промывают уксусной кислотой, а остаток возвращают в зону окисления. Составитель И, ЮдинцеваРедактор Л. Герасимова Техред М, Семенов Корректор А, Степанова Заказ 1121/15 Изд.421 ираж о 60 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раугиская наб., д. 4,51 ипография, ир. Сапунова, 2 на уровне от 3 до 4%, время проведения процесса 60 мин. Жидкий продукт реакции отводят в кристаллизационный танк и, после охлаждения, разделяют на терефталевую кислоту и исходную жидкость. Полученную терефталевую кислоту затем промывают уксусной кислотой и сушат, Маточный раствор рецпркулируют в окислительный реактор. Выход терефталевой кислоты 97 мол, ,4 в расчете на п-ксилол, Цветной индекс (число Хазена) порядка 18, оптическая плотность при 380 ммк 0,020, содержание 4-карбоксибензальдегидаК о н т р о л ь. Пример 1 повторяют, за исключением того, что колонна в верхней части окислительного реактора заменена конденсатором, где конденсируются не только уксусная кислота и водяной пар. Выход терефталевой кислоты составляет 94 мол, %, степень чистоты 97%, число Хазена порядка 300, оптическая плотность при 380 ммк 0,670, содержание 4-карбоксибензальдегида 1,5%.Приме,р 2. Реакцию окисления проводят аналогично примеру 1, при подаче в час иксилола, ледяной уксусной кислоты и ацетата кобальта соответственно 80, 150 и 40 кг, при температуре реакции 130 С. Воду, образующуюся в процессе реакции, удаляют из верхней части перегонной колонны вместе с неконденсирующимся газом, а уксусную кислоту конденсируют и рециркулируют. Время проведения реакции порядка 2 час. Выход терефталевой кислоты составляет 90 мол. % в расчете на п-ксилол, степень чистоты 99%, число Хазена порядка 80.П ример 3. В окислительный реактор подают 100 кг/час п-ксилола, 90 кг/час 99%-ной уксусной кислоты и в качестве катализатора окисления 3,4 кг/час ацетата кобальта, 3,4 кг/час ацетата марганца и 1,7 кг/час бромистого натрия, а также 850 кг/час исходной жидкости, содержащей мелкоизмельченные частицы терефталевой кислоты размерами менее 40 мк. Реакцию окисления проводят в среднем 60 мин при температуре 190 С и при давлении 12 атм при подаче воздуха в доильную часть реактора со скоростью 10 м/мин, Газообразный продукт реакции перегоняют в колонне с 15 тарелками, соединенной с реактором при температуре в верхней части колонны 160 С и температуре донной части колонны 178 С, При этом :водяной пар удалялся вместе с отходящими газами, а уксусную кислоту конденсируют и вециркулируют в зону реакции. Содержание воды в системе реакции окисления тем самым поддерживается на уровне 5%. Продукт реакции выводят из реактора через регулирующий давление клапан и подают в камеру мгновенного испарения, находящуюсяпри нормальном атмосферном давлении.Часть растворителя при этом испаряется, икристаллизуется терефталевая кислота.Кристаллическую терефталевую кислоту сепарируют посредством фильтрации от исходной жидкости, содержащей мелкоизмельчен 1 О ные частицы терефталевой кислоты размеромменее 40 мк (весовое соотношение сепарированной кристаллической терефталевой кислоты к мелкоизмельченной тере фтал евой кислоте, содержащейся,в исходной жидкости, со 15 ставляет 97: 3). Маточный раствор рециркулируют в зону реакции после добавления свежейуксусной кислоты, и-ксилола и достаточногоколичества катализатора, чтобы пополнить соответствующие потери в системе. Кристаллы20 терефталевой кислоты направляют в сушилкупосле промывки в уксусной кислоте. Для промывки может быть использована уксуснаякислота, полученная при конденсировании паров со стадии кристаллизации. Выход тере 25 фталевой кислоты в расчете на и-ксилол составляет 96 мол. %.Чистота терефталевой кислоты 100%, числоХазена порядка 18, содержание 4-карбоксибензальдегида 0,10%,30 Мелкоизмельченная терефталевая кислота,содержащаяся в маточном растворе, имеет число Хазена порядка 160 и содержит 4-карбоксибензальдегида 0,30%,