Способ получения терефталевой кислоты

)Фуй ," н "1, т -. тф," И Е Сфюз Советски кфцналнстнческнкРеспублик 1 ц 10514 БРЕТЕ К,ПАТЕНТУ(32) 11.05,76 (тЗ) Франци С 07 С 63/26 С 07 С 51/33 Государственный коинте сссР но лелан нвобретеннй н открытнй(73) Авторы изобретеиия Иностранцы ан-Клод Шуле и Андре ЛэлИностранная ФирмафРон-Пуленк Эндюстрн, .(Франция) Заявител ПОСОВ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРЕФТАЛЕВОтт КИСЛОТЫ Изобретение относится к областиорганического синтеза, конкретно,к улучшенному способу получения терефталевой кислоты - важного мономера для производства полиэфирного волокна,Известен способ получения терефталевой кислоты из двукалиевого терефталата, получаемого в свою очередь путем дисмутации бенэоата ка-лия 1 т,Обычно осуществляют преобразование двукалиевого терефталата в терефталевую кислоту в два этапа. Напервом этапе осуществляют реакциюдвукалиевого терефталата с бенэойиойкислотой. На втором этапе образовавшийся кислый терефталат преобразуютс помощью дополнительного количест- тт(1ва бензойной кислоты в терефталевуюкислоту. Наиболее близким к изобретению тто технической сущности и достигаеитм результатам является способ получены терефталевой кислоты путем взаимодействия разбавленного водного раствора дикалийтерефталата,содержащего 1-15 или 0,04-0,6 моль соли на 1 кг воды,с бензойной кислотой, цри мольном соотношении днкалнйтерефта- лата и кислоты 1-2,5,при 100-140 оС, с последующим выделением прй температуре не внае 60 оС образовавшейся твердой терефталевой кислоты в смеси с бензойной кислотой и кислый терефталатом калия, которую затем подвергают многократной пере- кристаллизации иэ води (2). Содержание бензойной кислоты в терефталевой составляет не менее 100 млн ". Кислотное число 668.Недостатком известного способа является необходимость проведения многократной перекристаллизации целевого продукта. И даже при этом не получают терефталевую кислоту, непосредственно пригодную для изготовления полиэфирных волокон высокого качества.Цель изобретения заключается в .Упрощении процесса и повышении качества целевого продукта.Поставленная цель достигается предлагаемым способом получения терефталевой кислоты путем взаимодействия разбавленного водного раствора дикалийтерефталата, содержащего 0,1-0,4 моль соли на 1 кг воды,с бенэойной кислотой при мольномсоотношении кислоты и дикалийтерефталата 4-12, в присутствии бенэоата калия в количестве 0,2-0,8 мольна 1 кг воды, процесс проводят при90-250 С с последующим выделениемобразовавшейся твердой терефталевой кислоты при 85-160 С и проведением однократной перекристаллизациииэ воды.Отличительными признаками процесса являются проведение взаимодействия в разбавленном водном растворе, содержащем 0,1-0,4 моль дикалийтерейталата на 1 кг воды и про.ведение процесса при мольном соотношении бензойной кислоты и дикалийтерефталата 4-12, в присутствии бензоата калия в количестве 0,2"0,8 мольна 1 кг воды, при 90-250 С, с после-дующим выделением образовавшейсякислоты при 85-160 С и однократнойперекристаллизацией, что позволяетупростить процесс и повысить качество целевого продукта.Предлагаемый способ относится,в частности к использованию двукалиевого терефталата, полученногопо процессу Хенкеля в результате. дисмутации бенэоата. калия. Однакоможно испольэовать двукалиевый терефталат, полученный другим путем,Компоненты можно вводить в зонуреакции любым способом. Загрузкуможно, например, осуществлять тремяпотоками. Первый поток - водногораствора двукалиевого терефталата,полученного в результате дисмутациибензоата калия, второй поток вбеиэойной кислоты и третий - воды,содер. -жащей необходимое количество бенэоата калия,Если реакционная эона состоитиэ нескольких зон (серия реакторовили.реактор с несколькими отделениями), то подача отдельных потоковможет быть фракционирована. Вовсех случаях, однако, необходимоввести в первую реакционную зонутребуемое количество бензоата калия.На выходе из зоны реакции тереФталевую кислоту отделяют любымизвестным способом, например Фильтрованием или центрифугированием, Отделение осуществляют при температуревыше 80 С, предпочтительно при85-160 вС, Далее производят очисткутерефталевой кислоты любым известнымметодом. Очистку можно, например,производить органическими растворителями, такими как спирт,.кетон,ароматический углеводород, но предпочтительно применять водную обработку, Кристаллы терефталевойкислоты можно, например, проьщтьгорячей водой (температура. последнейобычно составляет 80-250 СС, пред(4,625 моль) почтительно 90-150 С). Можно суспендировать кристаллы терефталевой кислоты в горячей воде, причем эту операцию осуществляют в несколько стадий: можно растворить кристаллы вгорячей воде с последующим охлаждением раствора. Во всех случаях использования для водной обработкивода может быть рециркулированав зону реакции, При этом возвращается и бенэоат калия,Способ может осуществляться непрерывно или периодически.П р и м е р 1. В реактор с мешалкой, температура в котором поддерживается 1600 С, непрерывно подают. в 1 ч:1,67 кг двукалиевоготерефталата (6, 872 моль)5,49 кг бенэойнойкислоты20 1,00 кг бенэоатакалия (6,25 моль)22,4 кг водыТаким образом, вводят 0,307 мольдвукалиевого терефталата и 0,279 моль25 бензоата калия на 1 кг воды; молярное соотношение бенэойной кислоты идвукалиевого терейталата равно 6,548,После реакции смесь направляют всушилку, работающую В иэотермическом30 режиме при 100 фС, Выделяют 1,18 кгтерефталевой кислоты, содержащей20 воды. Производят промывку кристаллов терефталевой кислоты, вводяв сушилку горячую воду из расчетаИ 2 кг/ч.Эти промывочные воды возвращаютв цикл. В итоге получают после сушки0,98 кг/ч чистой терефталевой кислоты, (Кислотное число 675; содерЩ жанне бензойной кислоты 100 млн-,Содержание других бенэолкарбоновыхкислот, калия и шлаков ниже 10 млн ",П р и м е р 2. В реактор смешалкой, температура в котором поддерживается 200 С, непрерво подают в 1 ч:1, 62 кг двукалиевоготере фт алат а (б,ббб моль)8,34 кг бенэойнойкислоты0,74 кг бенэоатакали я21,45 кг водыВводят О, 311 моль двук али евоготерефталата и О, 216 моль бенэоата55 калия на 1 кг воды; молярное соотношение бенэойной кислоты и двукалиевого терефталата равно 10,254.Терефталат калия поступает со стадии дисмутации. Используют промывные60 воды со стадии очистки, а также 3 маточного раствора, полученного после отделения кристаллов терефталевой кислоты.После реакции смесь направляютВ сушилку, работающую в изотерми(11,562 моль) 55 60 ческом режиме при 150 ОС. Отделяютматочный раствор и 1055 г/ч терефталевой кислоты, содержащей 18,5воды, Затем кристаллы терефталевойкислоты суспендируют в 2000 г горячей воды (150 фС), Выделяют 1050 г/чвлажной терефталевой кислоты, Послевысушивания получают 0,87 кг/ч терефталевой кислоты со следующими характеристиками;Кислотное число 675Содержание бензойнойкислоты, млн " 90Содержание другихбензолкарбоновыхкислот, мпн " 10Содержание калия,млн -1Средний гранулометрический состав,мкм 95(99 массы имеет гранулометрический состав выше 25 мкм.П р и м е р 3; Реакцию проводят в трех реакторах с мешалками,температуру в которых поддерживают 220, 180 и 150 ОС соответственно.В первый реактор подают водныйраствор терефталата калия, получаемого на стадии дисмутации, воду после очистки кристаллов терефталевойкислоты и 37 вес. маточного раствора, полученного после отделениятерефталевой кислоты. Бенэойнуюкислоту подают .в каждый реактор израсчета 4,67 кг/ч в первый реактори 1,98 кг/ч в остальные реакторы,Общая подача на уровне первого реактора следующая;Двукалиевый тере-фталат 2 17 кг ч(15, 875 моль)Вода 695 кг/чТаким образом, вводят 0,128 мольдвукалиевого терефталата и 0,228 мольбенэоата калия на 1 кг води; молярное соотношение бенэойной кислоты,и двукалиевого терефталата равно4,286.После реакции смесь, выходящуюиз третьего реактора, направляют всушилку Отделяют при 150 фС маточныйраствор, часть которого возвращают. в цикл в первый реактор, и выделяют 1, 35 кг/ч влажной терефталевойкислоты, содержащей приблизительно16 воды,Затем производят промывку кристаллов терефталевой кислоты, вводя в сушилку горячую воду из расчета 2,5 кг/ч.Эти промывочные воды возвращаютв цикл в первый реактор, В итогеполучают после сушки 1,13 кг/ч чистой терефталевой кислоты (кислотное число 675; содержаниебенэойной кислоты 900 млн,П р и м е р 4. В реактор с мешалкой, температуру в котором поддерживают 160 С, непрерывно подаютв 1 ч1,34 кг двукалиевоготерефталата (5,514 моль)4,03 кг бенэойной10 кислоты (33,033 ьюль)1,85 кг бенэоатакалия22 кг воды.Таким образом, вводят 0,251 мольдвукалиевого терефталата и 0,525 мольбензоата калия на 1 кг воды; молярное соотношение бенэойной кислотыи двукалиевого терефталата равно5,99.После реакции смесь направляют20 в сушилку, работающую в изотерми- ческом режиме при 100 С, Отделяют2,06 кг/ч терефталевой. кислоты,содержащей 20 воды.Кристаллы терефталевой кислоты25 обрабатывают при помощи 2,5 кг горячей воды. После отделения и сушкиполучают 0,85 кг/ч терефталевой кислоты, имеющей характеристики, идентичные характеристикам, данным в30 примере 2П р и м е р 5, В реактор смешалкой, температуру в которомподдерживают 90 С, непрерывно вводят:.О, 567 кг/ч двукалиевого терефталата (2, 333 моль)1, 147 )г/ч бенэойнойкислоты (9,402 моль)0,760 кг/ч бензоатакалия (4, 752 моль)40 21,8 кг/ч водыТаким образом, вводят 0,107 мольдвукалиевого терефталата и 0,218 мольбензоата калия на 1 кг воды; молярМое соотношение бензойной кислоты45 и.двукалиевого терефталата равно4,03.После реакции смесь направляют всушилку, работающую при 90 ОС. Кислоту выделяют, как указано в примере50 4, Получают 0,455 кг/ч (зта кислотасодержит 20 воды). Перекристаллизовывая из горячей воды, получают терефталевую кислоту, содержащую не менее 100 млн-" бенэойной кислоты. П р и м е р 6Реакцию проводят аналогично примеру 3, температуру в трех реакторах поддерживают соответственно 250, 210 и 180 ОС.Получают 1,10 кг/ч чистой терефталевой кислоты (кислотное число 675; содержанче бенэойной кислоты 90 млн ".П р и м е р 7. Реакцию проводят аналогично примеру 1; темпера- гуру. поддерживают 220 С, Вводят1,.951 4 Формула изобретения Составитель Е.уткина Редактор Е.Хорина Техред Л.Алферова Корректор Е,ПаппЗаказ 8793/53 . Тираа 495 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб.,д,4/5 филиал ППП ффПатентф, г.уагород, ул.Проектная,4 7 7Ю2,102 кг/ч двукалиевого 4терефталата (8,650 моль)7,176 кг/ч бензойной кислоты (58,82 моль)О, 780 кг/ч бенэоата. калия (17,081 моль)21,9 кг/ч водыТаким образом, вводят 0,395 моль двукалиевого терефталата и 0,780 моль бенэоата калия на 1 кг водыу молярное соотношение бензойной кислоты и.двукалиевого терефталата равно 6,8.Терефталевую кИслоту. выделяют, как указано в примере 1, перекристаллизовывают из горячей воды и получают 1,35 кг/ч очищенной кислоты (кислотное число 675 у содераание бензойной кислоты 90 мпн ) Способ получения терефталевой кислоты путем взаимодействия разбавленного водного раствора дикалий 8,терефталата с бенэойной кислотойпрн нагревании с последующим выделением и перекристаллизацией целевого продукта, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощенияпроцесса н повышения качества целевого .продукта, взаимодействию подвергают водный раствор, содержащий0,1-0,4 моль дикалийтерефталатана 1 кг воды, и процесс проводят 1 р при мольном соотношении бензойнойкислоты и дикалийтерефталата 412, в присутствии бензоата калияв количестве 0,2-0,8 моль .на 1 кгводы, при 90-250 фС, с последующимвыделением образовавшейся кислотыпри 85-160 фС и проведением однократной кристаллизации. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 20 1. Авторское свидетельство СССР М 168680,. кл.С 07 С 63/26, 1962. 2. Патент США в 2846468,кл. 260-525, опублик. 1958 (прототип).