Способ получения изоили терефталевой кислоты

ОП ИСАКИИИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ш 1 9105 ЯЗ Сфюв СвввтсимнСфцмвиистмчвсимнРвсиублми(61) Дополнительное к авт, сеид-ву(22)Заявлеио 03,12.80 (21) 3008301/23-04 1)М. Кл.С 07 С бЗ/24 С 07 С 63/26 С 07 С 51/2 ниМ соединением дарственный каинтет СССР) Приоритет 3) УДК 547.58 .07(0888) аа делам нзабретенн н атерытнй 7.03.82Бюллетень М 9вания описания 07.03.82. Опублнкова Дата опуб"Химволокно" им. В.И.Ленина 1) Заявители ТЕ РЕФТАЛЕВ ОЙ 4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОКИСЛОТЫ Изобретение относится к органическому синтезу, а именно к способу получения ароматических поликарбоновых кислот к которым относятся изо- и те" рефталевая кислоты (ИФК и ТФК), - ценные промышленные продукты, применяемые в производстве пластмасс, пла" стификаторов, красителей, консервантов, полимерных волокон и др.Известны многочисленные способы получения ароматических голикарбоновых кислот в мягких условиях при относительно низких температурах в среде уксусной кислоты. Для ускорения реакции окисления в этих случаях используют различные инициирующие добавки - альдегиды, спирты, кетоны, сахариды, силоксаны, алифатические углеводороды и др. 1-4 .Так, известен способ получения терефталевой кислоты (ТФК) окислением П-ксилола в среде уксусной ки слоты кислородсодержащим газом при 120-145 С в присутствии соли кобалтта, метилэтилкетоналифатического углтана. ТФК, полученсобу, содержит 0,8бенэальдегида (П-Крительной очисткиполучения полиэфирИзвестен такжеТФК окислением П-кв присутствии ацетф бавок Н"бутана илиции и ацетальдегид ыщенногода, Н-буеводор ная по -1,8% П БА) и не при этому сп -карбокс еэ пред одна дл окон 5 ных во пособ получения илола при 160 С та кобальта;и д бензиновой фрак Е 63 стнь недостатком извявляется низкое као целевого продуктимесей 0,5% и вышепоскольку процессуксусной кислоты вк, происходит окислнкция уксусной кислк потере растворитезкономических пока Общимсобовчаемогние пртого,средедобаводеструводитжениюпроцес ество полу- (содержа- Кроме оводят врисутствтельная ты, что придя и к снителеи3 91059Наиболее близким к предлагаемомуспособу по технической сущности идостигаемым результатам являетсяспособ получения ароматических поликарбоновых кислот, например ТФК,путем жидкофазного окисления г 1-ксилола кислородсодержащим газом в присутствии катализатора - смеси ацета- .тов кобальта и марганца и промоторабромида натрия, взятого в количест Ове по крайней мере 0,18 от веса реакционной смеси, при этом концентрация ацетата кобальта в расчете наметалл составляет 0,12-0,25 от весарастворителя, концентрация марганцапо отношению к кобальту - 1-30 вес, ,суммарное содержание ацетатов кобальта и марганца в реакционной смеси0,38-1,15 вес.Х и процесс проводят всреде уксусной кислоты при 160-180 С.оПолученный целевой продукт содержит 0,05-0,06 П-КБА. Потери уксусной кислоты, выраженные в виде суммывыделившихся в реакции СО и СО,составляют при этом 0,5-0,6 моль на1 моль окисленного п-ксилола, т.е.00"120 кг/т ТФК 71.Недостатками такого способа являются сравнительно низкое качество целевого продукта, поскольку получаЗОемая кислота может быть использованатолько после дополнительной обработки ее в течение 2 ч 95 -ной водной уксусной кислотой при 150 С,при этом процесс требует применения ЭЗвысоких концентраций катализатора, атакже значительные потери уксуснойкислоты,Целью изобретения является повышение экономичности процесса и каче- фОства целевого продукта.Поставленная цель достигаетсятем, что изо- или терефталевую кислоту получают путем жидкофазногоокисления соответствующего алкил- Юбензола кислородсодержащим газом вприсутствии катализатора - смеси ацетатов кобальта и марганца, а такжепромотора бромида натрия, взятогов количестве 0,1-0,13 от веса реакционной массы, при этом концентра"ция ацетата кобальта в расчете наметалл составляет 0,04-0,06 отвеса растворителя, концентрация мар-ганца в50 . от веса кобальта, ысуммарное содержание ацетатовкобальта и марганца в реакционной смеси - 0,15-0,30 вес,и 3 фпроцесс проводят в среде уксусной кислоты, при 210-220 С и давлении 24-26 кг/см 1 в присутствии насыщенных алифатических углеводородов С -В "7 обычно Н-гексана или фракции С -"-у У содержащей 60-70 М-пентана, при молярном соотношении алкилбензола, углеводорода, кислорода 1:0,3-0,5: :5,0-8,5 соответственно.Полученный целевой продукт содержит 0,018-0,053 КБА. Потери уксусной кислоты составляют 1-8 кг нат ароматической карбоновой кислоты.Отличительными признаками такого способа являются проведение процесса окисления при 210-220 ОС и давлении 24-26 кг/см в присутствии насыщенных алифатических углеводородов при молярном соотношении алкилбензола, углеводорода и кислорода :0,3- 0,5:5,0-8,5 соответственно, а также при концентрации ацетата кобальта в расчете на металл 0,04-0,06 от веса растворителя, концентрации мар-, ганца по стношению к кобальту 50 вес.и суммарном содержании ацетатов кобальта и марганца в реакционной смеси 0,15-0,30 вес. , что позволяет повысить экономичность процесса и качество целевого продукта.Потери уксусной кислоты по показаниям газоанализаторов на СО и СО рассчитывают по реакциям окислительной деструкции:СН,СООНда Ж+Сап.+2 НяРсн,сн,);си,+,ю,- сн,соон+СО+2,СО+4 НпсСнижение потерь уксусной кислоты при одновременном повышении качества целевого продукта достигается при использовании в процессе алифатического углеводорода и катализатора в указанных вьппе количествах. При этом соотношение Со:Мп остается всегда постоянным, равным 2;1П р и м е р 1. Окисление п-ксилола проводят при 215 ОС и давлении 2 Й кг/см в реакторе из титана рабочей емкостью 0,7 л, снабженном мешалкой, обратным холодильником, пробоотборником, устройствами для контроля и регулирования температуры, давления и расхода воздуха. Исходную реакционную смесь состава, г ( l ): 133,8 1,15) П-ксило а", 26,76 (37 Нгексана, 2,68 0,31 ацетатов кобальта и марганца при соотношении5 91 Со:Мп 2:1, 0,89 (О,Ж от веса исходной смеси) бромида натрия, 713,31 1(79,96) уксусной кислоты и 14,56 (1,64) воды с помощью плуижерного насоса непрерывно дозируют в реактор со скоростью 0,9 л (892 г) в 1 ч.Воздух от компрессора, пройдя фильтры очистки от масла и двуокиси углерода, через регулятор давления подают в зону реакции со скоростью 12 нл/мин. Расход воздуха устанавливают перед началом опыта с помощью дроссельного вентиля по ротаметру. Время контакта 32 мин. От;,одящие из реактора газы после конденсатора, где происходит конденсация паров уксусной кислоты и воды, которые в виде флегмы возвращаются в реактор, поступают дляанализа состава на содержание 02 и СО, СО на непрерывнодействующие газоанализаторы типа МН и ОА соответственно. Образующуюся реакционную смесь по перетоку отводят в сборник оксидата, находящийся под давлением реактора.После выхода процесса на станцинарный режим из реактора через пробоотборник отбирают пробу оксидата для анализа и регистрируют показания газоанализаторов. Пробу оксидата с ,помощью газожидкостной хроматографиианализируют на содержание П-ксилола и 1-гексана, конверсия которых в опыте достигает практически 100/, а также с помощью титрования - на содержание уксусной кислоты. Твердую часть пробы отфильтровывают, промывают горячей уксусной кислотой и после сушки до постоянного веса анализируют на содержание О-КБА.0593 6Результаты приведены в таблице.В результате проведения процессаполучают ТФК пригодную для поликонденсации, содержащую основную при-,месь П-КБА в количестве 0,02 Х, иснижают потери уксусной кислоты до8-1 кг на 1 т ахроматической карбоновой кислоты. Расход катализатора в исходной смеси снижается сО 0,381,15 до 0,3-0,153,П р и м е р 2. В условиях примера 1 при температуре 210 С и содержании бромида натрия О, 1 ЗХ отвеса исходной смеси окислению подвергают М-ксилол и получают ИФК, содержащую следы м-КВА, Потери уксуснойкислоты в процессе окисления составляют 1 кг на 1 т ИФК.2 ОП р и м е р ы 3-5. В условияхпримера 1 окисляют П-ксилол при 25220 фС в присутствии 3-53 фракции насыщенных алифатических углеводоро дов С 5-С с т.кип. 37-67 С, содержащей 60-703 Н-пентана. Результатыопытов приведены в таблице.П р и м е р ы 6 и 7. В условияхпримера 3 при 215 и 220 фС окисляют зо 6-ксилолКонцентрация кобальтмарганцевого катализатора (Со:Мп=2: 1) висходной смеси 0,153.П р .и м е р ы 8"11.- сравнительные.Результаты этих опытов, представленные в таблице иллюстрируют влияние соотношения дозируемых реагирующих компонентов (примеры 8-10),а также температурного режима (пример 11) на качество ТФК и потериуксусной кислоты.вв лео Ле О О л ОСЧщФ ССл вои в 3 СО л а в СС М (О О л л (Г Г 4 в л(С э о л в .4 СЧ о юл СЧ СЧ ОО мв РСЧ лоЛ е. Способ получения иэо- или тере" фталевой кислоты путем жидкофазного окисления соответствующего алкилбен"зола кислородсодержащим газом в присутствии катализатора - смеси ацета" тов кобальта н марганца и промотора - бромида натрия, взятого в количестве 0,1-0,132 от веса реакционной 10 массы, в среде уксусной кислоты при нагревании, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности процесса и качества целевого продукта, окисление.проводят при 210- 1 2200 и давлении 24-26 кг/см в присутствии насыщенных алифатическнх углеводородов С-С при молярном соот 1ношении алкилбенэола, углеводорода и кислорода 1:0,3-0,5:5,0-8,5 соответственно, а также при концентрации ацетата кобальта в расчете на металл 0,04-0,06% от веса растворителя, кон" центрацин марганца по отношению к ко" бальту 50 вес.и суммарном содержа 93 10нии ацетатов кобальта и марганца в реакционной смеси О,5-0,30 вес.й2. Способ по c. р о т л и ч аю щ и й с я тем, что, в качестве насыщенных апифатических углеводородов используют индивидуальный М-гек сан или фракцию -С, содержащую 60"703 й-пентана. Источники информации,принятые во внимание при зкспертизе1. Патент США У 3240803,кл. 260-524, опублик. 1966.2. Патент США 1 3284493,кл. 260-524, опублик. 1966.3. Патент США У 3036122,кл. 260-524, опублик. 1962.4. Патент США У 3649682,кл. 260-524, опублик. 1972.5. Патент Великобритании У 1186029кл. С. 2 С, опублик, 1970.6. Патент франции У 1421268,кл. С 07 С опублик, 1965.7. Патент Англии М 15181,кл. С 2 С, опублик. 1978 (прототип) .Составитель Е. УткинаРедактор З.Бородкина Техред М,Рейвес Корректор Й.ШарошиЗаказ 1018/23 Тираж 448 ПодписноеВНИИ 11 И Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4