СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТАЛЕВОГО АНГИДРИДА Советский патент 1971 года по МПК C07D307/89 

Известен способ получения фталевого ангидрида жидкофазным окислением о-ксилола кислородом или кислородсодержащим газом в присутствии катализаторов - соединений металлов переменной валентности при повышенной температуре и давлении от 1 до 100 атм, осуществляемый в три стадии:

1)жидкофазное окисление о-ксилола в о-толуиловую кислоту при температуре 130- 300°С и давлении 1 - 100 атм;

2)бескатализаторная этерификация о-толуиловой кислоты метанолом при температуре 300°С и давлении 200 атм;

3)жидкофазное окисление метилового эфира о-толуиловой кислоты во фталевый ангидрид при температуре 160-300°С и давлении 5 атм при расходе воздуха 480 л/час.

Товарный продукт выделяют вакуумной дистилляцией. Выход фталевого ангидрида 95%; т. пл. 120-127°С.

Недостатком такого метода является более низкая скорость окисления эфира по сравнению с ксилолом. При оформлении процесса по непрерывной схеме это приводит к увеличению объема аппаратуры на стадии окисления эфира.

ния промежуточных продуктов, полученных при окислении. Значительные трудности вызывает транспортировка кристаллической высокоплавкой о-то.туиловой кислоты на этерификацию. Выделение товарного продукта вакуумной дистилляцией не обеспечивает высокого качества фталевого ангидрида, так как при этом не удается полностью отделить его от фталида. В товарном фталевом ангидриде остается до 20 вес. % фталида, что приводит к снижению температуры плавления фталевого ангидрида на 3-4°С по сравнению с рекомендованной ГОСТ.

Согласно предлагаемому изобретению достигается увеличение скорости окисления эфира за счет проведения сопряженного окисления эфира совместно с о-ксилолом, упрощение технологической схемы и повышение качества продукта. По предлагаемому способу

выход фталевого ангидрида 950/0; чистота 99,9%; т. пл. 130,6°С.

Цель достигается проведением сопряженного окисления о-ксилола и эфира о-толуиловой кислоты, при котором легко окисляющийся в данных условиях о-ксилол инициирует окисление эфира. В результате инициирования эфир окисляется с более высокой скоростью, чем при раздельном окислении. Оксидат подают на гидролиз весь, без изэфира. Следует отметить, что кристаллическая о-толуиловая кислота по предлагаемому способу находится в растворе эфира и легко транспортируется, пе требуя насосов с паровой рубашкой и паровых спутников к трубопроводам. Все это позволяет упростить технологическую схему и повысить выход фталевого ангидрида до 95о/о. Гидролиз продуктов окисления избытком воды для перевода фталевого ангидрида во фталевую кислоту и промывка раствора фталевой кислоты о-ксилолом с последующей дегидратацией ее позволяет получать фталевый ангидрид высокой степени чистоты 99,9э/о. П РИМ ер 1. В металлический реактор загружают 800 кг эфира о-толуиловой кислоты, 106 кг о-ксилола со стадии промывки водного слоя (в ксилоле содержится 6 кг о-толуиловой кислоты), 105 кг возвратного о-ксилола и 0,2 кг ацетата кобальта. Смесь окисляют воздухом при 190°С и давлении 10 ата. .,.,Расход, воздуха 1500 кг/час. Отходящие из реактора газы охлаждают до 10-20°С. Образующийся прй Охлаждении конденсат отделяют от гавов.и разделяют на водный и ксилольный слои. Ксилольный слой возвращают в реактор. Из водного слоя извлекают метанол (20 кг), который возвран1,ают в процесс. Из отходящих из разделителя газов после дросселирования выделяют о-ксилол (0,3 кг) и возвращают его в процесс. Жидкие продукты окисления содержат, кг:. толуиловой кислоты 134,5, фталевого ангидрида 119, метилового эфира о-толуиловой кислоты 670 и о-ксилола 106. Для выделения .фталевого ангидрида продукты окисления гидролизуют водным маточным раствором со стадии кристаллизации фталевой кислоты при 95°С и отношении продуктов окисления - вода, равном 1 : 3. При гидролизе фталевый ангидрид гидратируется во фталевую кислоту, которая растворяется в избытке воды и таким образом выделяется из продуктов окисления. Водный слой стадии гидролиза отделяют от углеводородного, промывают 100 кг свежего о-ксилола, охлаждают до 10-20°С и отделяют полученные при охлаждении кристаллы фталевой кислоты. Кислоту используют как товарный продукт или дегидратируют и получают фталевый ангидрид 99,9% чистоты. Выход фталевого ангидрида 95%. Углеводородный слой стадии гидролиза (смесь о-метилтолуата, о-толуиловой кислоты и о-ксилола) смешивают с метанолом и этерифицируют кислоту при сверхкритических для метанола условиях без катализатора (350°С и 150 атм). Из продуктов этерификации отгоняют метанол и возвращают в процесс, смесь ксилола с метиловым эфиром о-толуиловой кислоты отмывают от загрязнений, дистиллируют в вакууме и возвращают в процесс на стадию окисления. Пример 2. На этерификацию подают 360 кг этанола, 150 кг о-этилтолуилата и 125 кг о-толуиловой кислоты. Режим этерификации: температура 350°С, давление 200 атм, время реакции 10 мин. В результате этерификации получают, кг: о-этилтолуата 287, этанола 330, о-толуиловой кислоты 3, смола - остальное. Применение этилового эфира о-толуиловой кислоты вместо метилового облегчает окисление. Предд1ет изобретения 1. Способ получения фталевого ангидрида путем жидкофазного окисления о-ксилола кислородом или кислородсодержащими газами при повышенной температуре и давлении в присутствии катализатора - солей металлов переменной валентности, этерификацией полученной при этом о-толуиловой кислоты алкиловым спиртом при нагревании под давлением и жидкофазным окислением образующегося алкилового эфира о-толуиловой кислоты, отличающийся тем, что, с целью унрощения процесса и повышения качества продукта, окислению подвергают смесь о-ксилола с алкиловым эфиром о-толуиловой кислоты, взятую в соотношении от 1 : 1 до 5: 1, выделяют известными приемами образующийся при этом фталевый ангидрид, этерифицируют остаток и полученный алкиловый эфир о-толуиловой кислоты направляют на окисление. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что окисление о-ксилола и алкилового эфира о-толуиловой кислоты ведут при 185-190°С и давлении 10 атм. 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что этерификацию смеси ведут при температуре 350°С и давлении 200 атм.