СПОСОБ ОБРАБОТКИ КРИСТАЛЛОВ АДИПИНОВОЙ КИСЛОТЫ Российский патент 2003 года по МПК C07C55/14 C07C51/42 C07C51/47 

Настоящее изобретение относится к способу получения адипиновой кислоты, в частности кристаллов адипиновой кислоты.

Более конкретно, изобретение относится к способу обработки кристаллов адипиновой кислоты, получаемых на выходе процесса кристаллизации.

Адипиновая кислота является важным полупродуктом, в частности в области полимеров и, более конкретно, в области получения полиамида и в синтезе полиуретанов.

Адипиновую кислоту обычно синтезируют окислением азотной кислотой смеси циклогексанон/циклогексанол в присутствии катализаторов окисления, таких как ванадий и медь.

Адипиновую кислоту выделяют и очищают последовательными операциями кристаллизации.

В процессе этих операций адипиновую кислоту, в частности, отделяют от других образующихся дикарбоновых кислот, таких как глутаровая и янтарная кислота.

Получаемые на выходе процесса кристаллизации кристаллы адипиновой кислоты обычно имеют продолговатую форму и очень неровную поверхность.

Адипиновую кислоту обычно хранят в бочках или контейнерах больших размеров и, при необходимости, транспортируют к месту ее использования, например на установки получения полиамида или соли адипиновой кислоты с гексаметилендиамином.

При этом хранении и возможном транспортировании часто происходит комкование, то есть склеивание между собой нескольких кристаллов. Этот феномен является очень обременительным, поскольку сильно уменьшает текучесть адипиновой кислоты при подаче кристаллов на установки, например на установку полимеризации.

В патенте US 5471001 предлагается способ кристаллизации адипиновой кислоты с использованием ультразвука. Получаемые при этом кристаллы обладают лучшей текучестью и более слабой склонностью к комкованию при хранении и транспортировке.

Одной из целей настоящего изобретения является разработка способа, позволяющего получать кристаллы адипиновой кислоты, обладающие формой и состоянием поверхности, подходящими для получения хорошей текучести при погрузке и выгрузке или, в более общем случае, при транспортировке кристаллов, и пониженной склонностью к "комкованию".

С этой целью изобретение предлагает способ получения адипиновой кислоты, состоящий в обработке кристаллов, получаемых после кристаллизации согласно способу, включающему стадию диспергирования названных кристаллов в жидкой среде, стадию перемешивания названной жидкой среды в течение определенного времени для получения желаемых формы и состояния поверхности кристаллов с последующим отделением обработанных кристаллов от названной среды.

Согласно другому признаку изобретения жидкой средой преимущественно является вода или смесь воды с уксусной кислотой в любых соотношениях.

Температурные условия для проведения названной обработки и, в частности, в стадии перемешивания жидкой среды, не являются критическими.

Однако предпочтительно, чтобы растворимость адипиновой кислоты в жидкой среде в выбранном температурном интервале оставалась низкой, например на уровне значения приблизительно 2 г/л при 20^oС. Предпочтительным для изобретения температурным интервалом является 20-70^oС, более предпочтительно 20-60^oС.

В некоторых случаях целесообразно перед отделением кристаллов от жидкой среды охлаждать эту жидкую среду до температуры ниже 20^oС.

При этом мощность перемешивания должна быть достаточной для того, чтобы избежать слишком больших градиентов концентрации адипиновой кислоты или других содержащихся в среде соединений. Однако эта мощность не должна быть слишком высокой во избежание разрушения кристаллов.

Согласно еще одному признаку изобретения весовая концентрация кристаллов адипиновой кислоты в жидкой среде превышает 5% (массовое отношение: твердая масса/твердая масса + жидкая масса) и предпочтительно составляет 5-60 мас.%
Концентрация кристаллов может оказывать влияние на результат обработки. Действительно, чем больше количество кристаллов, тем большим может быть эффект выравнивания их поверхности. Однако слишком высокая концентрация может оказаться неблагоприятной для процесса, так как она не позволит получить эффект упорядоченного выравнивания и может повлечь за собой взаимную агломерацию кристаллов.

Согласно изобретению предпочтительно, чтобы предназначенные для диспергирования кристаллы адипиновой кислоты обладали средним размером 100-1000 мкм, лучше 200-700 мкм.

Эти кристаллы могут быть подвергнуты предварительному размолу, если их средний размер после кристаллизации является слишком большим.

После обработки в соответствии со способом изобретения средний размер кристаллов составляет приблизительно 50-1000 мкм.

Однако указанные выше средние размеры приведены лишь в качестве иллюстрации и соответствуют предпочтительным интервалам. Способ изобретения может быть также применен к кристаллам с меньшим или большим средним размером.

Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления изобретения обработку кристаллов можно проводить путем приведения в движение жидкой среды. Этого приведения в движение жидкой среды можно достичь перемешиванием этой среды, осуществляемой с помощью одной или нескольких мешалок с различной формой подвижного элемента, которые традиционно используют для перемешивания суспензий.

Чтобы улучшить эффект обработки, в реакторе, содержащем жидкую среду, могут быть установлены перегородки.

Названное приведение в движение жидкой среды может также быть достигнуто путем вращения жидкой среды в устройстве типа сушилки или центрифуги.

Наконец, в общем случае, изобретение включает все средства и устройства, способные приводить в движение жидкость в реакторе или в чане. В действительности, не выходя за рамки изобретения, можно было бы использовать и другие установки и устройства, отличные от тех, которые описаны выше.

Наряду с этим, способ изобретения может дополнительно быть использован для облегчения промывки кристаллов адипиновой кислоты. Благодаря этому значительно снижается содержание азотной кислоты.

Обработанные согласно способу изобретения кристаллы адипиновой кислоты обладают формой гранул с гладкой поверхностью. Гранулы имеют различную форму, в частности продолговатую, и не имеют никакой острой кромки.

Обработанные таким образом кристаллы обладают слабой тенденцией к комкованию. Кроме того, форма кристаллов без острой кромки и с гладкой поверхностью обеспечивает легкое перемещение одного агломерата относительно другого после того, как они выделены из жидкой среды и высушены.

Отсюда вытекает, что кристаллы адипиновой кислоты, получаемые по способу изобретения, обладают прекрасной текучестью и очень слабой склонностью к комкованию.

Таким образом, становится возможным хранить и транспортировать эти продукты в течение длительного времени и в неконтролируемых температурных условиях.

Заполнение контейнеров для хранения и транспортировки так же легки, как и разгрузка и подача в реакторы.

Изобретение может быть лучше понято при ознакомлении с примерами, которые приведены ниже исключительно с иллюстрационной целью и ссылкой на фиг. 1 и фиг.2:
- фиг. 1 иллюстрирует вид не обработанного способом по изобретению образца кристаллов адипиновой кислоты, получаемый в сканирующем микроскопе с электронной разверткой и коэффициентом увеличения 20;
- фиг. 2 иллюстрирует получаемый в сканирующем микроскопе с электронной разверткой и коэффициентом увеличения 20 вид представленных на фиг.1 кристаллов после их обработки способом по изобретению.

Кристаллы адипиновой кислоты, получаемые кристаллизацией из водного раствора адипиновой кислоты, имеют средний размер 600 мкм. Форма этих кристаллов иллюстрируется на фиг.1. Эти кристаллы образуют блоки продолговатой формы, имеющие очень неровную поверхность, включающую маленькие зерна, приклеившиеся или агломерированные на поверхности, а также многочисленные трещины или углубления. 200 г кристаллов диспергируют в 330 г воды, находящейся в чане, оборудованном мешалкой. Концентрация кристаллов в жидкой среде равна 40 мас.%.

Смесь перемешивают в течение 1 ч при 25^oС.

Кристаллы адипиновой кислоты, полученные после фильтрации и сушки в псевдоожиженном слое при 100^oC в течение 1 ч, имеют средний размер 600 мкм.

Внешний вид этих кристаллов, иллюстрируемый на фиг.2, четко доказывает эффективность способа изобретения. Действительно, кристаллы по-прежнему имеют форму продолговатой гранулы, но их поверхность является гладкой и содержит малое количество приклеившихся частиц.

После хранения кристаллов в традиционной таре в течение нескольких дней в нормальной атмосфере их подача в реактор не представила никаких проблем. Не было отмечено никакой агломерации или комкования.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения кристаллов адипиновой кислоты, применяемой при производстве полимеров, например для получения полиамида или полиуретанов. В частности, изобретение относится к способу обработки кристаллов адипиновой кислоты, полученных кристаллизацией адипиновой кислоты, который заключается в том, что диспергируют собираемые на выходе стадии кристаллизации кристаллы, имеющие средний размер 100-1000 мкм, в жидкой среде путем перемешивания этой жидкой среды и затем кристаллы отделяют от жидкой среды, при этом обработанные кристаллы имеют размер 50-1000 мкм. Способ позволяет получать кристаллы целевого продукта в форме гранул с гладкой поверхностью и слабой тенденцией к комкованию. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ обработки кристаллов адипиновой кислоты, полученных кристаллизацией адипиновой кислоты, заключающийся в том, что диспергируют собираемые на выходе стадии кристаллизации кристаллы, имеющие средний размер 100 - 1000 мкм, в жидкой среде путем перемешивания этой жидкой среды и затем кристаллы отделяют от жидкой среды, при этом обработанные кристаллы имеют размер 50 - 1000 мкм. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что жидкой средой является вода или смесь воды с уксусной кислотой. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что температура жидкой среды составляет 20 - 70^oС. 4. Способ по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что массовая концентрация кристаллов адипиновой кислоты в жидкой среде выше или равна 5%. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что массовая концентрация кристаллов адипиновой кислоты в жидкой среде составляет 5 - 60%. 6. Способ по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что жидкую среду охлаждают перед отделением обработанных кристаллов.