Способ получения фталевых кислот

25 О 766 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Сева Советокиз Социалиотическиз РеолуеливЗависимый отЗаявлено 28.1,1966 ( 1051598/23-4) Кл, 12 о, 14 МПК С 07 с иорите нитет оо лелем изооретений и открытори Совете МиииотроСССР К 547.584.07(088 публиковано 12,Ч 111.1969. Бюллетень26ата опубликования описания 26,1.1970 Авторыизобретения Иностр анцы Берту и Клод Жербсло-БарриллоЗаявитель ПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТАЛЕВЫХ КИСЛ Данное изобретение относится к процессам окисления алкилароматических углеводородов.Известен способ непрерывного получения фталевой кислоты или ее ангидрида окислением ксилслов кислородом воздуха в присутствии солей тяжелых металлов в среде уксусной кислоты. Известный способ предусматривает проведение окисления в трех последовательно расположенных реакторах, между которыми предполагается конденсирование паров реакционной смеси при возрастании давления и температуры от одного реактора к другому,Для упрощения процесса и обеспечения возможности работы вне взрывоопасных пределов газовой фазы в предложенном способе окисление во всех трех реакторах, расположенных каскадом, ведут при постоянном давлении, равном 3 - 15 ат.Процесс иллюстрируется чертежом,Окисление проводят в трех реакторах Р, Р и Ъ, которые расположены на разных уровнях так, чтобы жидкость могла перетекать из одного реактора в другой, проходя при этом через расширительные резервуары 1 и 2, Питание ксилолом, алифатической кислотой и катализатором происходит через трубопровод д с выходом 4, подведенным к реактору Я а жидкость перетекает из одного реактора в другой через резервуары 1 и 2 и через трубопроводы 5 и б, к которым присоединены циркуляционные насосы 7, 765 и 8. Воздух, необходимый для окисления, подают через грубку 9 к трубам 1 О и 11, выходные отверстия ко 5 чорых расположены внизу реакторов Р и Йз.Избыточный воздух, который выделяется в этих реакторах, весь целиком направляегся к нижней части реактора Р 1 через трубопровод 12, зачем по трубопроводу 13 он поступает10 в дистилляционную колонку, за которой стоитконденсатор С, отстойник С 1 и выходит через патрубок 14.Однако свежий воздух одновременно можтнаправляться в нижние части всех трех реак 15 торов Рт, Я; и Рз. Газовый поток, выходящийиз реактора 1 сз, направляется в реактор Яь а газовые отходы реакторов Р и Йг -- непосредственно в азеотропную колонку.Колонка дистилляции В через трубопровод15 питается бензолом, который производит дегидратапию поступающего через трубопровод 13 воздуха, насыщенного парами алифатической кислоты, воды и ксилола. Ксилол и кислота, рекуперированные внизу колонки, направляются непосредственно в систему шпания через трубопровод 1 б. Выделенная в примыкающем конденсаторе С водяная фракция сливается чеоез патрубок 17, а бензольная фракция через трубопровод 18 возвращается 30 в олоьку 0Далее реакционная масса, слизаемая черезруоопровод 19, в тех случаях, когда она содержит смесь ортофталевсй кислоты и фталевого ангидрида, подвергается последовательным операциям гидролиза, фильтрования осадка фгалевой кислоты, промывания его уксусной кислотой и сушки, а затем непрерывной дегидратацни и непрерьвной ректификации ангидрида при уменшенно давлении. В том ,лучае, когда полученный продукт являетс.я изо- и;или терефталевой кислотой, то достаточно отфильтровать реакционную массу, а затем промыть и высушить полученный осадок сислоты. Маточный раствор фильтрования и уксу ная кислота промывания осадка фталевой кнсоты собираются вместе, проверяется их конценграция и доводится до концентрации свежих реактивов, после чего онн по трубопроводу 20 поступают в систему питания реактора К 1, Кроме того, эти маточные растворы могут вновь полностью или частично подаваться через трубог 1 ровод 2 в колонку О,11 р и м е р 1. Окисление о-ксилола воздухомпроизводят непрерывно в серии из трех реакторов сдинакового полезного обьема, равного трем литрам. Реакционная смесь, содержащая 20 вес. ч. о-ксилэла (чистоты 99,5 Ъ) и 80 вес. ч, уксусной кислоты, так же как и катализатор по трубопроводу с выходом 4 поступает в реактор Яь со скоростью 1 - 5 л/час.1(атализатор, составленный из смеси гидратированного бромистого бария, гидратированного хлористого марганца и гидратированного ацетата кобальта, содержит 0,004 лголь аждого из составляющих элементов на 1 ио гь ксилола, подлежащего окислению. Средний расход воздуха изменяется в пределах 1000 - 1500 л/час на входе в реакторы Я 2 и Яз и 950 - 1200 л/час на выходе, Давление поддерживают одинаковым во всей установке окисления (около 6 кг/слс- по абсолютной величине). а температуру в реакторах поддерживают в пределах 15 г - 162" С в реакторе К 152 - 157 С в реакторе К 2 и 47 в 152"С в реакторе Ка,После окисления реакционную массу непрерывно подвергают гидролизу (кипение в течение 1 час при нормальном давлении в присутствии воды), фильтрованию, а затем промыванию уксусной кислотой, сушке осадка фталевой кислоты и дегидратации при нагреванш в течение 2 час при 235 - 240 С и атмосферном даглении. Полученный при этом сыроп фталевый ангидрид очищают дистилляцией при уменьшенном давлении. Маточные растворы, содержащие уксусную кислоту, поступают обратно в систему через трубопровод 2(, ведущий к колонке Р, и после восстановления исходной концентрации направляют в реактор К 1. Воздух, насыщенный парами уксусной кислоты, ксилола и воды, выходящий пз реактора /х 1 через трубопровод 13, промывается в колонке О, питаемой бензолом через трубопровод 15 в количестве 900 - 1000 г/час и рекуперированные при этом уксусная кислота и ксилол через трубопровод 1 б посгупают вреактор Р, а водяная фаза в объеме 90 - 150 г/час из отстойника Сг непрерывно сливается в отход.Нижеследующая габлица приводиг величины степени конверсии и химического коэффициента полезного действия, полученные при окислении на каждой фазе возвращения в систему реакционной массы для серии из семи рециркуляций маточного раствора,10 Таблица Степень конверсии Химический к. п. д.,ог ф о"Химический коэффициент полезного действия определяется отношением число полученных моль кислоты и фталевого ангидрида число введенных,иоль о-ксилолавес полученного осадка вес осадка, теоретически рассчитанный60 для из офталевой кислоты Предмет изооретения1. Способ получения фталевых кислот путем непрерывного окисления о-, м- и/или и-ксилолов кислородом воздуха в присутствии солей Т, пл. фталевого ангидрида 130,8 С, а его 30 термическая стабильность, выраженная в градусах 1.1 АУЕ 1 ч после нагревания до 250 С в течение 2,5 час,20.П р и м е р 2. Работу проводят в тех же условиях и при тех же пропорпиях реактивов и ка тализатора, что и в первом примере, но дляокисления берут метаксилол. После серии из шести рециркуляций одного и того же маточного расгвора гюлучают чистую изофталевую кислоту при среднем коэффициенте полезного 40 действия 95%Пример 3, Работу проводяг так же каки в примере 1, но для окисления берут и-кси.лол. После восьми рециркуляций получают терефталевую кислоту при среднем химическом 45 коэффициенте полезного действия 97%.П р им е р 4. Окисление ведут при тех условиях, что и в примере 1, но при следующем составе смеси, %:ксилсл 86,8 (по весу)и-ксилол 12этилбензол 1,2После четырех рециркуляций получаютсмесь фгалевой и бензойной кислот при среднем коэффициенте полезного действия 95%.Этот коэффициент определяют по отноше- нию250766 Составитель Г. Андион овожилова Техред Л. В. Куклинарректоры: Л, Корогод и А, Николаева актор оказ 3720/17 Тираж 480 Подписное 1%Р.ПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Мпнисгров СССР Москва 5 К, Раугнская наб., д. 4/5 Типография, нр. Сапунова тяжелых металлов в среде уксусной кислоты с последующим гидролизом реакционной смеси, отделением полученного осадка при проведении процесса в последовательно расположенных реакторах при температуре 140 - 200 С, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, последний ведут противотоком при постоянном давлении, равном 3 - 15 атли с непосредствепнсй передачей реакционной массы из одного реактора в другой.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что 5 окисление осуществляется преимущественно в 3 реакторах, расположенных каскадом один за другим,