Способ получения ароматических карбоновых кислот

(11) 42646 СПИ ИЗОБ Союз Советских Социалистических Республик(51) М, Кл,е С 07 С 51/3 С 07 С 63/1 Государственный комитет Соввта Министров СССР па делам изаоретений и открытий2) Авторы изобретен есоюзный научно-исследовательский и проектный институтмономеров) Заявите 4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ ДИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ2 а не меньше 95% нию образования проду реакционную массу выв и обрабатывают 0,1-5- реакционной массы кол бу получеислот, явз зоны реакции при изгократным по ъемуной0 С товлении полиэфирных волокоИзвестен способ получени кислоты путем окисления П лородсодержащим газом при ичеством уке не ниже ефталевойилола, кисшенных твин ката одукта альдег в 0,0 повы ного способа является ия процесса в две жание и-карбоксиьта ени- упроа коболее близким к описыв технической суши щение процесса нечного продук Поставленна повышен ачес бретению по тату являет цель ается описыва способ непреры ких дикарбонов я ароматич получения ароматических д ример терействия аола, кисло от путем непрерывной пода- и уксусной кислоты в соотгаза при 2 с использо и е Изобретение относится к спос ния ароматических дикарбоновых ляющихся исходными мономерами температуре и давлении в присут лизатора окисления - солей кобал марганца с использованием уксусной кислоты в качестве среды. Полученная этим способом кислота требует дополнительно очистаемому изоости и резуль- ц ного получех кислот, напутем взаимомер П -ксиодержащегоии 28-45 атм лоты в кафталевои кислоты,килбензолов, наприода или кислородс0-250 С и давленоанием уксусной кис честве органической среды, в присутствкатализатора окисления, содержащего скобальта и марганца и бромид, По дост кислоты при температурЧистота получаемого пр99,96 вес.%, содержание0,097 вес.%.Недостатком известнеобходимость проведенстадии и высокое содербензальдегида.11 ель предлагаемого из мым способом карбоновых кис чи алкилбензол ношении 1:3-6 рой 200-230 Туда же пода ли кобальта и/ держащий, напр мид в весовом в зону реакции с температ;С и давлении 24-27 кг/смют катализатор окисления (соили марганца и бромид), соимер, соль кобальта и бросоотношении 2:1КонцентраПредлагаемый способ отличается высокими технико- экономическими показателями, поскольку позволяет проводить процесс в одном аппарате и получить кислоту высокой степени чистоты.П р и м е р 1. В реакционный сосуд из титана, снабженный перемешиваюшим устройством, дозируют исходную реакционную смесь таким образом, что среднечасовой расход компонентов составляет:и Ксилол 155 млУксусная кислота98%-ная 465 млАцетат кобальта(тетрагидрат)Бромистый аммоний 60 3,93 г 1,58 г 55 ция уксусной кислоты в реакционной зоне70 , катализатора в пересчете на соль кобальта 0,5-1%. Окисление ведут в течение1-1,2 час, по истечение которого образуется 85-95% ароматической дикарбоновойкислоты, При достижении образования продукта в количестве 85-95% реакционнуюомассу при 220-250 С обрабатывают уксуснокислым раствором катализатора, состоящим из солей марганца, хрома и брома примольном соотношении компонентов 1:1:2,или 1:3:4, или 3:1:1, при одновременнойподаче кислородсодержашего газа и общей-йконцентрации катализатора 2.1 10 мол/лреакционного раствора. Суспензию выводят 15и выделяют чистую карбоновую кислоту ссодержанием и -карбоксибензальдегида0,01-0,00 5/о,Кроме того, для повышения качества целевого продукта реакционную массу после 20обработки ее раствором катализатора дополнительно обрабатывают противоточной свежей уксусной кислотой, подаваемой в триповысотно расположенные точки таким образом, что ее количества, подаваемые в следу юшие друг за другом точки, ступенчато изменяются с 1 до 5 кг на кг кристаллического продукта при времени контакта в каждойточке 0,2-3 час и кислородсодержашим газом. Полученную суспензию выводят и выделяют чистую карбоновую кислоту с содержанием П -карбоксибензальдегида 0,002%.Отличительным признаком предложенногоспособа является проведение процесса при2Удавлении 24-27 кг/см до достижения об- З 5разования целевого продукта 85-95%, с последующим введением в полученную реакционную массу уксуснокислого раствора катализатора, состоящего из солей марганца,хрома и брома, взятых в соотношении 1:1:2,40или 1:3:4, или 3:1:1 при одновременной подаче кислородсодержашего газа,Воздух подают из расчета 15 л на 1 лреакционной смеси. Температура в аппарате 230 С, давление 25 кг/см . Оксидато 2имеет следующий состав, вес.:и -Толуиловая кислота (п-ТК) 0,45П -Карбоксибензальдегид(п-БКА ) 1,13Терефталевая кислота 23,05Уксусная кислота 64,85Вода 7,48Примеси 3,04Проба кристаллической терефталевой кислоты содержит 6,26 вес.% П -карбоксибензальдегида, Оксидат указанного составаообрабатывают при 250 С и давлении27 кг/см уксуснокислым раствором смешанного катализатора, состоящего из ацетатов марганца, хрома и брсмистого аммония,который подают в аппарат в количестве465 мл/час в условиях непрерывного перемешивания и подачи воздуха, При взятиипробы кристаллическая терефталевая кислота имеет характеристику, представленнуюв табл. 1 (опыт 1),П р и м е р 2. В реактор в условияхпримера 1 загружают исходную реакционнуюсмесь таким образом, что среднечасовойрасход компонентов составляет, г:О -Ксилол 185 млУксусная кислота 98%-ная 560 млАцетат кобальта (тетрагидрат) 1,66Ацетат марганца (тетрагидрат) 3,04Бромистый аммоний 1,89Оксидат имеет следующий состав, вес.%;и -Толуиловая кислота 0,52и -Карбоксибензальдегид 1,51Терефталевая кислота 23,40Уксусная кислота 64,43Вода 7,30Примеси 2,85Оксидат этого состава обрабатывают при250 С и давлении 27 кг/см уксуснокисо 2лым раствором смешанного катализатора,содержащего ацетат марганца, хрома и бромид натрия в молярном соотношении 1:3:4,в условиях примера 1. Полученная терефталевая кислота, выделенная и промытая уксусной кислотой на воронке Бюхнера, имеет вкачестве примеси 0,01% п-КБА. П р и м е р 3. Реакционную смесь, полученную согласно примеру 1, подвергают ступенчатой обработке укс;сной кислотой при температуре 230-250 С, Результаты приведены в табл. 2,Далее выделяют терефталевую кислоту на воронке Бюхнера и промывают уксусной кислотой.Таблица 1 Ацетат марганца,ацетат хрома, бромид аммония 1;1:2Общая концентрация2, 1.10 моль/л 0,015 40 0,77 То же при соотношении 2:1:2 100 0,005 0,33 Ацетат марганца, ацетат хрома, бромид аммония 1:3:4 Общая концентрация 2,1,10моль/л 100 0,55 01 0,03 0,52 2,13 4,14 П р и м е р 4. В условиях примера 1опри температуре 200 С окислению подвергают М -ксилол. Получают оксидат следующего состава, вес.%:м -Толуиловая кислотаМ-КарбоксибензальдегидИзофталевая кислотаУксусная кислотаВодаПрочие примеси Оксидат указанного состава обрабатывают при 230 С и давлении 27 кг/см ук 2суснокислым раствором катализатора, содержащего ацетат марганца, ацетат хрома, бро мид аммония в молярном соотношении 1: 1:2, при обшей концентрации катализатора-22,1.10 моль/л в течение 60 мин, Полученная изофталевая кислота содержит в качестве примеси 0,01% м-карбоксибензаль дегида. П р и м е р 5. В условиях примера 2опри температуре 230 С окислению подвергают м-ксилол. Получают оксидат следующе го состава, вес,%: Ацетат кобальта,бромид аммония 1:1 100 Без катализатора 100 М -Толуиловая кислота 0,31 М -Карбоксибензальдегид О, 16 Изофталевая кислота 24,8 Уксусная кислота 63,9 Вода 7,62 Прочие примеси 3,21Оксидат указанного состава обрабатывают уксуснокислым раствором катализатора, содержащего ацетат марганца, ацетат хрома, бромид. аммония в молярном соотношении 1:1:2.Полученная изофталевая кислота содержит в качестве примеси 0,005% м-карбоксибензоальдегида и имеет цветность 0,5 Ц,П р и м е р 6. В условиях примера 4ооксидат обрабатывают при 230 С и давлении 27 кг/см уксуснокислым раствором катализатора, содержащего ацетат марганца, ацетат хрома и бромид аммония в молярном соотношении 1;1:2, при общей концентрации катализатора 2,1;10 с моль/л в течение 60 мин. После обработки уксусной кислотойопри температуре 230 С (табл, 2, опыт 1) изофталевая кислота содержит в качестве примеси менее 0,008% м-каобоксибензальдегида и имеет цветность 0 4 Ц,о426461 Таблица 2 Количество уксусной кислоты, подаваемое по точкам,Показатели качества очищенной ТФК Времяобработки,мин Опыт Общее количество уксусной кислоты подаваемой на обработку суспензии ТФК, кг/кг ТФК Цветность,о СодержаниеПКБК,% Содержание, ПТК,% кг 1 П 111 10 5 3 2 0,0015 0,002 0,20 60 3 5 3 5 1 0 0 002 0 005 0 24 60 25 15 110 0002 0005 6 4 - 0 006 0002 10 -- О) 010 0,024 0,24 60 0,4 60 0,75 60 10 10 25 30 Составитель Е. Щипанова Редактор Л. Герасимова Техред А, Богдан Корректор А. ЛакидаЗаказ 341/116 Тираж 569 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 формула изобретения 20 1. Способ получения ароматических дикарбоновых кислот путем взаимодействия алкилбензола с кислородсодержащим тазом, которые непрерывно подают в зону реакции при повышенной температуре и давлении, с использованием уксусной кислоты и катализатора окисления, содержащего соли кобальта и/или марганца и бромид, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса и повышения качества продукта, процесс ведут при давлении 24-27 кг/см2 до достижения образования целевого продукта в количестве 85-95%, с последующим введением в полученную реакционную массу уксуснокислого раствора катализатора,состоящего из солей марганца, хрома ибромида, взятых в соотношении 1:1:2, или1:3:4, или 3:1:1, при одновременной подаче кислородсодержашего газа. 2.Способпоп. 1, отличаюшийс я тем, что в реакционнуюмассу после обработки ее раствором катализатора вводят уксусную кислоту.3. Способ по п. 2, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что уксусную кислоту вводят через три точки, расположенные по высотеаппарата.