Способ получения терефталевой кислоты Советский патент 1980 года по МПК C07C63/26 C07C51/33 

кому с;1пТйзу, / :;:ii - - i,, с:::: :-.- .получения тарефгалевой кислстг;- ко;торая кспо. з качестпе ;.:око „ мера дли произзолстза с кгет ес:огс волокна i

получекяя :;зуэ;::т.-йБОй KV;C.I:O г .: ( ,

Известен спссО5 получен :. терефтв-,.... левой кислсть .:::;:.;лекиs -: п-кс;: сла киcлojэoдcoдep;кгши ; газом з прксутсгЕик катализ тог-г селей ко5а.льта и маргани и ;:рс;.:кцов а среда у., су с кой кислота с Г1сс.пелую:чек Осра5о7л:ой реак-циоккой масс-; уксусной кислоте-.. Получавт терзфталэз -;о кислоту с содержанием п-;;ароо;сс:;5анзальцэг-5да О,03 sec-%, у ксуость зкпажен л оптической плст -:о:гьд 0,02-0,05 л,

Терефталевая кислота с указанной - цветностью непр1;годна для непосредственной полимеризации,

Известен такке способ полугекия терефта.левой чьс.юты, пркгодла для 25 кепосредстЕй.:: но-; полимеризации .утем йсидкофазного окисления п-кс-и5ола г;ри использовании катализатора/ со.цержа щего 0.05--0f5 вас„й металлического кобальта в расчете на нес раствори- jg

, -о марганца от веса -б-О вее,ч. брома нА г--, Содержание примесей : г-лтс.юте составляет

частво примесей в ТФК 1C. ска:-зывается на полиспособ очистки терефта:- от примесей в ос станово:1О:-: в присутствии паллализатора основной гтри:j: 5 GH3 альдегида 3 или :; .глоокисления продуктов исления (альдегидов, унповъ-х кислот) окнсли;n.;epf пермангакатом катслсиы.ш соединенняьш 4. ф;.31;ческих способов очистъзуют процесс растворев уксусной кислоте или орктелях 5}.

близким по технической ;ocT;-rae-MbTivi результатам соб получения терефтале К 5.акостнык окислением среце уксусной кислоты ржаьшм газом в присутстэл нона брома при 180220с и давлении 3,5-17,6 эти в присутствии катализатора, содержащего соли кобальта( марганца и добавок соединений металлов, выбранных из группы (никель, медь, цинк, олово или железо), Суммарная концентрация кобальта и марганца 0,05-0,10 вес.%, концентрация никеля в реакционной смеси превышает 0,01%, при этом соотношение Со:Мп 0,8; Мп: Ni . 0,15 1,0, Цветность полученной терефтапевой кислоты составляет 0,39-0,06 б

Недостатком способа является недостаточно высокое для использования непосредственно в полимеризации, качество целевой кислоты, что приводит к необходимости дополнительной стадии очистки ТФК,

Цель изобретения - упрощение процесса и улучшение качества целевого продукта.

Поставленная цель достигается тем что для получения терефталевой кислоты жидкофазным окислением п-ксилола в среде уксусной кислоты, кислородсодержа11(им газом в присутствии инициатора иона брома при температуре на первой ступени 210-230 С и давлении 24-27 ати в присутствии катализатора, содержащего кобальт, маргане и никель, с суммарной концентрацией кобальта и марганца 0,045-0,15 вес.% на исходную реакционную смесь, при весовой концентрации никеля 0,00050,005% и при соотношении Mn:Ni -. 3,0-100. После полного превращения п-ксилола реакционную смесь переводя на вторую ступень, где при 160-2 и .цавлтении 5-10 ати в жидкой среде ее обрабатывают Парогазовой смесью, содержащей nsipH воды, уксусной кислоты и кислорода в следующих количествах, %: уксусная кислота 40-70, вода 10-20, азота 15-50, кислородз. 0,11,5.

Далее реакционную смесь охлаждают ступенчато и выделяют терефталевую кислоту известными приемами. Полученная терефталевая кислота имеет цветность 0,007-0,01 (приводится в виде оптической плотности) и в качестве примесей п-кapбoкcибeнзaJlьдe- гид 0,012-0 ,026%и менее 0,005% п-то.пуиловой кислоты.

Предложенный способ окисления п ксилола в .чистую терефталевую кислту отличается от известных исключительно -высокой селективностью, а, следовательно, и чистотой получаемой терефталевой кислоты.

Для получения волокна терефталева кислота должна быть очищена по крайней мере до 9а,9% по содержанию основного вещества.

Очистка до столь высокой чистоты очень сложна и требует высоких затрат, составляющих 30-35% от стоимости продукта.

Полученная терефталевая кислота имеет цветность D 0,007-0,01 (приводится в виде оптической плотности) и Е качестве примесей п-карбоксибензальдегид О , 01 2-0., 026% и менее 0,005% п-толуиловой кислоты. Такое количество примесей монокарбоновых кислот в терефталевой кислоте допустимо и она может быть использована без дополнительной очистки для переработки в волокно {в действующих ТУ примеси могут составлять для бензойной кислоты 0,005%, для п-карбрксибензальдегида (п-КБА) 0,004% и п-толуиловой кислоты (п-ТК) 0,025% (суммарное количество 0,034%) .

Данный способ позволяет получить ТФК весьма высокой чистоты 99,97 - 99, в одну стадию, исключив тем самым сложную и дорогсстоющую очистку .

Подача парогазовой смеси на вторую ступень в указанных количествах и составах обеспечивает необходимый температурный режим массообмена и реакционных превращений. Обработка парами воды и содержащийся в реакционной массе никель снижают скорость нежелательных побочных процессов деструктивного окисления растворителя и реакционных продуктов,

Содержащийся -в парах кислород способствует более полному окислению промежуточных к побочных продуктов реакции (п-КБА, п-ТК, окрашенные продукта) , находящихся в растворе, и переходящр х в раствор из кристаллической фазы вследствие массообмена при нагреве и охлаждении реакционной массы (частичное испарение более нагретого растворителя при дросселировании и возврат охлажденного растворителя из конденсатора) и улучшает качество ТФК.

Пример 1, В титановый реактор, снабженный перемешивающим устройством емкостью 2,8 м непрерывно подают исходную смесь в количестве 2il , включающую 315 кг п-ксилола, 1728,4 кг уксусной кислоты, 52 f 5 кг воды, 3,68 кг ацетата кобапь,та (тетрагидрат), 2,22 кг ацетата марганца (тетрагидрат), 0,084 кг ацетата никеля (тетрагидрат) и 3,24 кг бромида натрия. Туда же подают 1120 воздуха, обеспечивающего избыток по кислороду 1,8%, температуру реакции поддерживают в пределах 210-230 С и давлении 24-27 атм. После полного превращения п-ксилола реакционную массу из первого реактора непрерывно подают во второй, где при 160-210°С и давлении 5-10 ати обрабаО тывают 160 парогазовой смесью, содержащей 1,5% кислорода, 20,0% азота, 14,5% воды, 64% уксусной кислоты. Далее реакционную массу ступенчато охлаждают: 180-170 С, 160-140°С, 5 110-100с, центрифугируют, осадок последовательно обрабатывают уксусной кислотой, водой и направляют на сушку. Полученная терефталевая кислота содержи примеси п-карбоксибенэальдегид 0,016%, п-толуиловая кислота 0,005%, бензойная кислота следы, :цветность (представлена а виде оптической плотности) .

Последующие примеры проведены аналогично примеру 1 и результаты представлены в таблице.

Проведение процесса указанным способом позволяет сократить стадию очистки терефталевой кислоты и получить кислс ту, пригодную для изготовления волокна. Формула изобретения Способ получения терефталевой кис лоты путем жидкофазного окисления п-ксилола в среде уксусной кислоты кислородсодержащим газом в присутстВИИ катализатора, содержащего кобаль марганец и никель, а также инициатор иона брома при повышенной температуре идавлении, отличающийс я тем, что с целью упрощения процесса и улучшения качества целевого продукта, окисление ведут в 2 ступени на первой ступени - при 210-230 С и Дсшлении 24-27 ати в присутствии катализатора, с суммарной концентрацией кобальта и марганца 0,045-0,15% на исходную реакционную смесь, при весовой концентрации никеля 0,0005 0,005% и при соотношении Мп:Ni - 3,0100 до полного превращения п-ксилола с последующей обработкой реакционной массы, на второй ступени - при 160210 с и давлении 5-10 ати парогазовой смесью, содержащей,: 40-70 уксусной кислоты, 10-20 воды, 15-50 азота, 0,1-1,5 кислорода.с последующим ступенчатым охлаждением и выделением целевого продукта. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент СССР 257374, кл. С 07 с 63/26, 1967. 2.Патент СССР 499799, кл. С 07 С 63/26, 1971. 3.Патент Франции 1480013, кл. с 07 С, 1971. 4.Авторское свидетельство СССР № 313829, кл. 63/26, 1969. 5.Патент США 3.708.532, кл. 260-525, 1973. 6.Патент Великобритании I 851562, кл. С 2 (3) , 1960.