Способ получения терефталевой кислоты Советский патент 1986 года по МПК C07C63/26 C07C51/09 

1

Изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения терефталевой кислоты .

Целью изобретения является упрощение процесса.

Смесь метанола с водой, отводимая в качестве головного продукта гидролиза, содержит 10-90 вес.% метанола Эта смесь частично используется для обогрева испарителя, применяемого на стадии отгонки диметилтерефталата, что позволяет сократить расход энергии на отгонку диметилтерефталата из продукта эте- рификации.

Часть смеси, используемой для обогрева испарителя на стадии отгонки диметилтерефталата, подают на ректификацию и получаемый при зтом чистьш метанол рециркулируют на стадию этерификации продукта окисления.

На фиг. 1-3 представлена технологическая схема предлагаемого способа, причем на фиг. 1 и 2 - процесс начиная со стадии гидролиза, а на фиг. 3 - процесс получения исходного диметилтерефталата.

Согласно фиг. 1 подаваемую в качестве потока 1 воду нагревают до 260-290 С в испарителе 2 и получаемый нагретый во.дяной пар под давлением примерно 45-80 бар подают в нижнюю часть реактора 3, в верхнюю часть которого подают нагретый до 190 С диметилтерефталат (поток 4) Образующийся в реакторе 3 метанол в виде смеси с водой, имеющей температуру 240-250 С, отводят на конденсаторе 5 (поток 6). I

Реакционную смесь, получаемую в нижней части реактора 3, частично рециркулируют через испаритель 7 и частично подают через дроссельные клапаны в кристаллизаторы 8 и 9, снабженные мешалками и теплообменниками 10 и 11 (поток 12). Одну часть конденсата, получаемого в теплообменниках 10 и 11, выводят из процесса, а другую часть рециркулируют в кристаллизаторы 8 и 9.

Получаемую суспензию подают на стадию промывки горячей водой, подаваемой в качестве потока 13. Стадия промывки состоит из трех последовательно включенных гидроциклонов 14-16. После пропускания через стадию промывки суспензию подают в

12057572

сборник 17, снабженный мешалкой. Из сборника 17 суспензию подают в кристаатаизаторы 18 и 19, снабженные конденсаторами 20 и 21 соответствен5 но. В кристаллизаторах 18 и 19 суспензию доводят до 100 С. Затем суспензию подают в центрифугу 22, в которой она разделяется на терефта- левую кислоту (поток 23) и фильтрат

О (поток 24), Маточный раствор стадии промывки выводят из процесса (поток 25). Терефталевую кислоту выводят из процесса через сушилку 26. Вторичный пар сушилки конденсируют

15 в теплообменнике 27 и получаемый конденсат соединяют с фильтратом центрифуги 22.

Технологическая схема по фиг. 2- отличается от фиг.1 лишь тем, что

20 вместо гидроциклона 15 установлена противоточная промывная колонна 28. При этом гидроциклоны 14 и 16 служат только для концентрации твердого вещества в суспензии.

25 Согласно фиг. 3 на окисление 1, проводимое при 140-470 С и давлении 4-8 бар, подают: Л -ксилол - по трубопроводу 29; сложный метиловый эфир fi -толуиловой кислоть - по тру30 бопроводу 30, воздух - по трубопроводу 31 и кобальто-марганцевый катализатор - по трубопроводу 32,

Со стадии 1 окисления отводят: отходящий газ - по трубопроводу 33; отходящую воду - по трубопроводу 34 и продукт окисления - по трубопроводу 35. Продукт окисления подают на этерификацию I I подаваемым по трубопроводу 36 метанолом при 250 - 280°С и давлении 20-25 бар. Продукт этерификации по трубопроводу 37 подают на двухстадийную вакуумную перегонку 1V, причем головной продукт первой стадии, представляющий собой фракцию сложного метилового эфира и -толуиловой кислоты, подают в сборник 38 по трубопроводу 39, а головной продукт второй стадии, представляющий собой фракцию диме50 тилтерефталата, подают по трубопроводу на 40 на перегонку V, осуществляемую при 150-190°С, давлении 15-tOO мбар и флегмово числе 0,3-1. На перегонке V получают фракцию

55 сложного метилового эфира терефта- лальдегидной кислоты в качестве головного продукта, отводимого по трубопроводу 41, и фракцию диметил3

терефталата в качестве куборого про дукта, подаваемого по трубопроводу на гидролиз водой,

В примерах приняты следующие условные сокращения: ДМТ - диметил- терефталат , ТК - терефталевая кислота, ДМИ/ИФК - сложный диметиловый эфир изофталевой кислоты/изофтале- вая кислота , ДМО/ОФК - сложный диметиловый эфир ортофталевой кислоты/о тофталевая кислота; МТАК/ТАК - сложный метиловый эфир терефталальде- гидной кислоты/терефталальдегидная кислота , ММТ - монометилтерефталат; М-ТК - и -толуиловая кислота.

Пример 1. Процесс проводят в установке по фиг, 1 и 3,

400 кг/ч п-ксилола и 465 кг/ч сложного метилового эфира П -то- луиловой кислоты подвергают жидко- фазному окислению 300 воздух при 140°С и давлении 4 бар в присутствии катализатора, состоящего из 100 г кобальта и 75 г марганца в виде ацетатов, растворенных в 10%-н водной уксусной кислоте. Получаемый продукт окисления подвергают этери- фикации 400 кг/ч метанола при 250 с и давлении 20 бар. Продукт этерифи- кации подвергают непрерывной двух- стадийной.фракционной перегонке, причем на первой стадии работают при.температуре в кубе 150 С, дав- лении15 мбар и флегмовом числе 0,3, а на второй - при температуре в кубе 190 С, давлении 100 мбар и флегмовом числе 1,0, При этом получают 1264,8 кг/ч диметилтерёфталата, содержащего еще 5,1 кг/ч ДМИ/ИФК, 2,5 кг/ч ДМО/ОФК, 1,3 кг/ч МТАК/ТАК и 0,6 кг/ч п -ТК, Этот поток с температурой 190 С подвергают гидролизу 3587 кг/ч водяного пара,имеющего температуру 290 с и давление 80 бар и подаваемого противотоком диметил- терефталату. После достижения степени конверсии диметилтерёфталата 97,7% (в пересчете на терефталевую кислоту) со стадии гидролиза в качестве головного продукта отводят имеющую температуру 240 С смесь 420 кг/ч метанола с 657 кг/ч воды, которую после конденсации подают в качестве флегмы на гидролиз и в качестве рецикла - в процесс. В качестве кубового продукта со стадии гидролиза отводят поток с температурой 276 С, состоящий из 1057,2кг/ ТК, 2691,2 кг/ч воды, 27,2 кг/ч

057574

метанола, 4,4 кг/ч ДМИ/ФИК, 2,2 кг/г ДМО/ОФК, 1,2 кг/ч МТАК/ТАК, 27,2,кг/ч ММТ и 0,6 кг/ч h -ТК. Оставшийся кубовый продукт рециркулируют на

5 гидролиз. После кристаллизации продукт гидролиза промывают 3000 кг/ч воды с температурой 100 С, Маточный раствор стадии промывки, состоящий из 3243,8 кг/ч воды, 55,4 кг/ч ТК,

10 12,1 кг/ч метанола, 4,0 кг/ч ДМИ/ИФК, 2,0 кг/ч ДМО/ОФК, 0,6 кг/ч МТАК/ТАК 24,5 кг/ч ММТ и 0,54 кг/ч h , выводят из процесса, а промытую суспензию подвергают кристаллизации

15 с последующим центрифугированием. Получают 1000 кг/ч (89,6% теории) терефталевой кислоты со степенью

-чистоты 99,84%.

Пример 2. Процесс прово- 20 дят в установке по фиг. 2 и 3.

400 кг/чh-ксилола и 465 кг/ч сложного метилового эфира h -то- луиловой кислоты подвергают жидко- фазному окислению 300 возду- 25 ха при 170 С и давлении 8 бар в присутствии катализатора, состоящего из 100 г кобальта и 75 г марганца в виде ацетатов, растворенных в 10%-ной водной уксусной кислоте. ,р Получаемый продукт окисления подвергают этерификации 400 кг/ч метанола при и 25 бар. Продукт зтерификацйи подвергают непрерывной двухстадийной фракционной перегонке, причем на первой стадии работают при температуре в кубе 150 С, давлении 15 мбар и флегмовом числе 0,3, а на второй - при температуре в кубе 190 С, давлении 100 мбар и флегмовом числе 1,0. При этом получают 1266 кг/ч диме- . тилтерефталата, содержащего 30,7 кг/ч ДМИ/ИФК, 15,4 кг/ч ДМО/ОФК, О,.13 кг/ч МТАК/ТАК и 6,6 кг/ч h -ТК. Этот поток с температурой 190 С подвергают гидролизу 3676 кг/ч водяного пара,

имеющего температуру 260°С- и давление 45 бар и подаваемого противотоком диметилтерефталату. После достижения степени конверсии 97,7% (в пересчете на терефталевую кислоту) со стадии гидролиза в качестве головного продукта отводят имеклцую температуру 250 С смесь

5 433 кг/ч метанола с 677 кг/ч воды, которую после конденсации подают в качестве флегмы на гидролиз и в качестве рецикла - в про50

цесс. В качестве кубового продукта со стадии гидролиза отводят поток с температурой 275°С, состоящий из 1057,6 кг/ч ТК, 2755,2 кг/ч воды, 27,8 кг/ч метанола, 26,3 кг/ч ДМИ/ИФК, 13,1 кг/ч ДМО/ОФК, 0,12 кг/ч ИТАК/ТАК, 27,8 кг/ч ММТ и 6,6 кг/ч Л-ТК. Оставшийся кубовый продукт рециркулируют на гидролиз. После кристаллизации продукт гидролиза подвергают противоточной промывке 2250 кг/ч воды с температурой 200 С,

12057574

Маточный раствор стадии промывки состоящий из 3255,2 кг ч воды, 55,8 кг/ч ТК, 27,8 кг/ч метанолр 26,3 кг/ч ДМИ/ИФК, 13,2 кг/ч 5 ДМО/ОФК, 0,09 кг/ч МТАК/ТАК, 27,8 кг/ч ММТ и 6,6 кг/ч И -ТК, выводят из процесса, а промытую .суспензию подвергают кристаллизации с последующим центрифугированием. 10 Получают 1000 кг/ч (89,6% теории) терефталевой кислоты со степенью .чистоты 99,998%.

гз

JO