Способ очистки терефталевой кислоты Советский патент 1982 года по МПК C07C63/26 C07C51/42 

(54) СПОСОБ ООДСТКИ ТЕРЕФТАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ

}

Изобретение относится к органическому синтезу, конкретно к способу очистки терефталевой кислоты, являющейся важным мономером в производстве полимерных материалов.

Известно, что терефталевая кислота, получаемая при окислении п-ксилола, содержит, в зависимости от режима процесса, в большем или меньшем количестве продукты его неполного окисления. Одним из самых нежелательных из них является п-карбоксибензальдегид, содержание которого в очищенной терефталевой кислоте строго регламентируется и не должно превьшать 0,002-0,005%.

Терефталевая кислота с большим содержанием данной примеси не пригодна для получения высококачественных полиэфирных пленок и волокон.

Известны способы очистки терефта- левой кислоты от ароматических альдегидов, которые заключаются в растворении 1ерефталевой кислоты в вод-

ном растворе щелочи с последукщей обработкой раствора сильным окислителем, например К МпО l.

Однако осуществление зтого способа связано с необходимостью использования дорогостоящих окислителей и удаления после окисления 4мльтроват нием твердых неорганических соединений, например образовавшуюся двуокись марганца, или же значительными энергетическими затратами для нагревания растворов солей тереф.талевой кислоты до высоких температур.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является периодический способ очистки терефталевой кислоты путем пропускания водного раствора ее дикалиевой или динатриевой, или диаммониёвой соли через слой активированного угля при соотношении 0,7108 вес.ч. ТФК на 1 вес.ч. угля с последугадим вьоделением .кислоты из раствора с помощью С02, SOj HCl, HnSU, после чего выделенные крисraruibi про -1ывают и сушат 2, Недостатками известного способа являются то, что он может быть реализован только как периодический процесс, а таюке использование боль шого количества активированного угля. Цель изЬбретения - интенсификация процесса. Поставленная цель достигается описываемым непрерывным способом очистки терефталевой кислоты путем пропускания водного раствора ее дииатриевой или дикалиевой соли через слой активированного угля древесного происхождения с размером частиц 0,005-0,05 мм, при этом процесс осу ществляют со скоростью пропускания 0,8-72 г растворенной терефталевой кислоты в 1 ч на 1 г активированног угля с регенерацией отработанного у ля при 80-99°С водой и целевой продукт выделяют путем обработки раствора кислотой. Отличительными признаками процес са являются использование в качеств активированного угля - угля древесного происхожд/-Ния с размером частиц 0,005-0,05 мм и проведение процесса со,скоростью пропускания 0,8-72 г растворенной терефталевой кислоты с регенерацией отработанного угля при 80г99°С водой, что позволяет интенсифицировать процесс. Предлагаемый способ позволяет очистить терефталевую кислоту (ТФК) от п-карбоксибензальдегида (п-КБЛ). Обычно обработку углем проводят как вспомогательный прием для осветления после удаления п-карбоксиальдегида другими способами, например, доокислением.. Предлагаемый способ очистки возможно осуществить только с использованием предлагаемого высокоэффективного адсорбента, а именно активи рованных углей древесного происхождения с диаметром частиц менее или равным 0,05 мм (марки ОУ-Л и ОУ-В), облада1одих высокой селективностью по удалению п-КБЛ. Примене ше углей других марок, например мелкодисперсного угля КАД молотого, не позволяет получить ТФК высокой чистоты. 74 Регенерация применяемых активирован1й,1х углей другими извест{1ыми способами, а не предложенным (водой при 80-99°с) не позволит осуществить очистку в непрерывном , так как длительность процесса регенерации значительно увеличится. Предлох енный способ осуществляют на сырой терефталевой кислоте, содержащей ,13-0,044% Ц-карбоксибензальдегида. Пример 1. В два угольных адсорбера (делительные воронки с пористым дном с объемом 200 см ) загружают по 7,5 г активированного угля (d частиц 0,005 - 0,05 мм) древесного происхождения, например, марки ОУ-Б. Терефталевую кислоту, полученную окислением п-ксилола, содержащую 1,13% п-карбоксибензальдегида, цветность 5-%-го раствора в диметилформамиде при дпине волны 340 нм - 22,3 единицы Хазена, кислотное число - 670, растворяют при 20 С в водном растворе едкого натра в соотношении тере- фталевая кислота: NaOH: вода 6:6: :100 вес,ч. Попученный раствор подают в адсорбер f I со скоростью 100 мл/ч (0,8 г растворенной терефталевой кислоты в час на I г активироранного угля). После пропускания через адсорбер № 1 50 мл раствора (первый цикл адсорбции п-карбоксибензальдегида дпя адсорбера № О подачу очищаемого раствора переключают на адсорбер № 2 с той же скоростью. Активированный уголь адсорбера I I в это время регенерируют путем подачи 150 мл воды при 99°С. После пропускания 30 мл очищаемого раствора через угОЛЬадсорбера № 2 (первый цикл адсорбции И-карбоксибензальдегида для адсорбера № 2), его подачу с той же скоростью переводят на адсорбер & 1 (второй адсорбции п-карбоксибензальдегида дня адсорбера № l), а уголь адсорбера № 2 в это время регенерируют и т.д. ОчищенйЬй раствор терефталевой кислоты после каждого цикла адсорбции подкисляют до рН 2-4 соляной кислотой, выпавшие кристаллы два раза пpo ывaют горячей водой и высушивают при I . Показатели терефталевой кислоты, очищенной по примеру I, приведены в табл. 1 (для адсорбера f О ,

Примечание: 1

Пример 2.В два угольных адсорбера (делительные воронки с пористым дном объемом 200 см) загружают по 0,5 г активированного угля (d частиц 0,005 - 0,05 мм) древесного происхояадения, например, марки ОУ-А.

Терефталевую кислоту, полученную окислением п-ксилола (содержащую 0,044% п-карбоксибензальдег1зда, цветность 5%-ного раствора в диметипфорамиде при длине волны 340 нм - 14,4 единицы Хазена, кислотное число -679) растворяли в водном растворе гидроокиси натрия и очищали аналогично примеру 1. Скорость подачи очищаемоТаблица I

Результаты очистки терефталевой кислоты для адсорбера № 2 аналогичны приведенным в табл. i.

Показатели терефталевой кислоты, выделенной из ее динатриевой соли, полученной по примеру I, но не обработанной активирован1& 1ми углями, практически не изменяются.

. I

го раствора в адсорберы 600 мг/ч ((72 г растворенной терефталевой кислоты в час. на 1 г активированного угля) , Регенерацию угля адсорберов осу1цествпяют 150 мл воды при после пропускания 150 мп очищаемого раствора. Выделение терефталевой кислоты из оцепленного раствора производят серной кислотой при рН 2-4. Выпавшие кристаллы два. раза промывшэт горячей водой и высушивают при II0°С.

Результаты очистки терефталевой кислоты представлены в табл. 2 (для адсорбера № I)

9 9 9 9 9 9 9 9 9

1

2 3 4 5 6 7 8 20

римечание: 1. Результаты очистки теПример 3. Терефталевую кислоту с показателями, приведенными в примере 2, растворяют при в водном растворе гидроокиси калия в соотношении терафталевая кислота: КОН: вода 6:8,5:100 вес.ч. Очистку производят аналогично примеру 2. Скорость подачи очищаемого раствора в адсорберы - 250 мл в час (ЗО г растворенной терефталевой кислоты в час на 1 г активированного угля). Регенерацию уг ля в адсорберах производят 150 мл воды при 99°С после пропускания 25 мл очищаемого раствора. Очищенный раствор собирают в общий сборник. После пропускания 500 мп раствора (20 циклов адсорбции п-карбоксибензальдегида дпя адсорберов №1 и № 2) из него выделяют терефталевую кислоту подкислением уксусной кислотой до рН 2-4

Таблица 2

7,5

676

7,1 676 676 6,9 5,8 676 4,8 76 6,4 676 676 6,0 676 5,2 5.4 676

рефтапевой кислоты для адсорбера № 2 аналогичны приведенным в табл.2. 2. Показатели кислоты, выделенной из ее динатриевой соли, полученной по примеру 2, но не обработанной активированными углями, практически не изменяются .

Кристаллы терефталевой кислоты два раза горячей водой и сушат при . Очищенная активфованным углем адсорберов № I я № 2 терефталевая кислота содержит 0,002% примеси -карбоксибензальдегида,кислотное число - 676,цветность - 6 единиц Хазена.

Использование предлагаемого способа очистки терефталевой кислоты обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества: непрерывную очистку терефталевой кислоты от ароматических альдегидов и цветообразующих примесей до степени, необходимой для получения из нее высококачественных пленок и волокон, возможность многократной регенерации применяемых активированных углей горячей водой, что значительно снижает их расход.

992962710

Формула изобретения-пускания 0,8-7 г растворенной теСпособ очистки терефталевой кисло-тивированного угля с регенерацией

ты путем пропускания ее динатриевой.отработанного угля при 80-99°С воили дикалиевой соли через слой ак-5дои.

тивированного угля с последующимИсточники информации,

подкислением полученного раствора,принятые во внимание при экспертизе отличающийся тем, что,1, Патент Великобритании

с целью интенсификации процесса, в№ 1050312,- кл. С 07 С 63/26, опубкачестве активированного угля исполь- Олик, 1966. зуют уголь древесного происхоящения2. Патент США № 3344177,

с размером частиц 0,005-0,05 мм икл. 260-525, опублик. 1967 (протопроцесс проводят со скоростью про-тип).

рефталевой кислоты в 1 ч на I г ак