CS212247B2 - Method of making the terephtale acid - Google Patents

Method of making the terephtale acid Download PDF

Info

Publication number
CS212247B2
CS212247B2 CS796670A CS667079A CS212247B2 CS 212247 B2 CS212247 B2 CS 212247B2 CS 796670 A CS796670 A CS 796670A CS 667079 A CS667079 A CS 667079A CS 212247 B2 CS212247 B2 CS 212247B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
acid
water
oxidation
xylene
catalyst
Prior art date
Application number
CS796670A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Jacques D V Hanotier
Original Assignee
Labofina Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Labofina Sa filed Critical Labofina Sa
Publication of CS212247B2 publication Critical patent/CS212247B2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/255Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of compounds containing six-membered aromatic rings without ring-splitting
    • C07C51/265Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of compounds containing six-membered aromatic rings without ring-splitting having alkyl side chains which are oxidised to carboxyl groups
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

Terephthalic acid is prepared by oxidizing a substantially homogeneous liquid reaction mixture, comprising p-toluic acid, optionally in admixture with p-xylene and partially oxidized p-xylene derivatives, 5% to 80% by weight of water, and a catalytically-active metal compound selected from manganese compounds, cobalt compounds and mixtures thereof, with a molecular oxygen-containing gas. At least a minimum amount of M millimoles of the catalytically-active metal compound per kg of the liquid reaction mixture is used, wherein M is defined by the following equation: <IMAGE> wherein Y represents the molar ratio of water/p-toluic acid in the reaction mixture, x represents the molar ratio of manganese/total manganese + cobalt in the catalyst composition <IMAGE> A equals about 0.200, B equals about 10.9, C equals about 4.35; and D equals about 0.0724.t

Description

(54) Způsob výroby kyseliny tereftclové(54) Method for producing terephthalic acid

Tento vynález te týká oxidačního postupu a zvláště způsobu výroby kyseliny tereftalové oxidací kyseliny p-toluové nebo směsí této kyseliny s p-xylenem a/nebo s jeho částečně oxidovanými deriváty, jako je p-tolueldehyd.The present invention relates to an oxidation process, and in particular to a process for preparing terephthalic acid by oxidizing p-toluic acid or mixtures thereof with p-xylene and / or its partially oxidized derivatives such as p-tolueldehyde.

Ksseina tereftalové je z průmyslového hlediska velmi důležitá pro vzrůssající použití jak ve formě výchozího mať^e^iálu pro výrobu vysokomooekuulrmích. pryskyřic, tak pro polyestery tvořící vlákna a filmy.Terephthalic acid is very important from an industrial point of view for increasing use as both the starting material for the production of high molecular weight. resins, as well as for polyester-forming fibers and films.

Dřívější publikace dávají návod na řadu postupů pro oxidaci aromatických sloučenin sub štikovaných alkylem v kapalné fázi na arommaické karboxylové kyseliny. Jedním z prvních patentů v této oblasti je USA patent č. 2 245 528, který uvádí jednostupnový způsob oxidace alkylaromatických sloučenin mooBkilárním kyslíkem v přítomooti kovového katalyzátoru, rozpouutědla, jako kyseliny octové, a popřípadě iniciátoru oxidace. I kdyi se přísně dodržuuí podmínky, výtěžek dikarboxylových kyselin je nízký.Previous publications provide guidance on a number of processes for liquid-phase oxidation of aromatic alkyl-substituted aromatic compounds to aromatic carboxylic acids. One of the first patents in this field is U.S. Pat. No. 2,245,528, which discloses a one-step process for oxidizing alkylaromatic compounds with molar alkali in the presence of a metal catalyst, a solvent such as acetic acid, and optionally an oxidation initiator. Although strictly adhering to the conditions, the yield of dicarboxylic acids is low.

Naaříklad při oxidaci soOsí xylenů vzduchem v kyselině octové, obsah^ící octan kobaltnatý i manganatý jako katalyz^or, za teploty 185 20° °C a ^aku 5,0 Ш*а v pHtorniooti diethylketonu jako iniciátoru činí výtěiek kyseliny ftalové pouhé 2 % a hlavními reakčními produkty jsou kyselina toluová spolu s dalšími meeiprodukty oxidačního postupu.Soos Naaříklad in the oxidation of xylenes with air in acetic acid, a content of the ICI cobalt acetate and manganese-like catalysis or at temperatures of 18 5 2 0 ° C and 5,0-battery Ш * а pHtorniooti in diethyl initiator makes výtěiek phthalic acid only 2% and the main reaction products are toluic acid along with other intermediate products of the oxidation process.

Sada dalších patentů popisuje způsob oxidace p-xylenu v jednom stupni se zlepšeiými výtěiky kyseliny tereftalové. Tyto patenty se týkají hlavně pouuití zvláštních aktivátorů, jako sloučenin obsahujících brom (USA patent . č. 2 833 816), ketonů (USA patent č. 2 853 514) nebo aldehydů (USA patent č. 3 036 122). Ačkoliv některé z těchto postupů se průmyslově уу^^а^, přesto maj řadu vážných nevýhod. Například při pouuití aktivátorů obsahujících brom vzniká řade problémů s působením koroze. Použije-li se ketonu, nebo aldehydu, část z nich se nevyhnutelně ztrácí a zbytek se převádí hlavně na kyselinu octovou, která se musí shrumažSíouat, čistit a upravovat pro výrobu, aby byla hospodárně proveditelná. Nicméně se vzdor těmto výhodám pooíiií aktivátoru považuje za nezbytný - požadavek pro účinnou výrobu kyseliny tercí tátové z xylenů.A number of other patents disclose a process for oxidizing p-xylene in one step with improved terephthalic acid effluents. These patents relate mainly to the use of special activators, such as bromine-containing compounds (U.S. Patent No. 2,833,816), ketones (U.S. Patent No. 2,853,514), or aldehydes (U.S. Patent No. 3,036,122). Although some of these processes are industrially уу ^^ а ^, they still have a number of serious disadvantages. For example, when using bromine-containing activators, a number of corrosion problems arise. When a ketone or aldehyde is used, some of them are inevitably lost and the remainder is mainly converted to acetic acid, which must be collected, purified and treated for production to be economically feasible. However, in spite of these advantages of activator, it is considered necessary - a requirement for efficient production of tartaric acid from xylenes.

V mnoha případech se takě chrání poošití rozpouštědla, které je nutně. K tomuto účelu se všeobecně pooSivají alifatické kyseliny o nízké molekulově hi^ncos!, a zvláště kyselina octová. Dodávané mnooitví rozpouštědla musí postačovat k tomu, aby se bez ohbíi! udržely reakční. složky a reakční produkty v ' roztoku nebo alespoň v s^epenni. Tím se dosáhne toho, že - se reakční směs snadno míchá, zlepší se iitparguvataloutt kyslíku, snnží na minimum vznik vedlejších produktů a reakční teplo se snadno odstraňuje odpařováním rozpouštědla.In many cases, this also protects the sewing of the solvent, which is necessary. Low molecular weight aliphatic acids, and in particular acetic acid, are generally used for this purpose. The quantity of solvent supplied must be sufficient to be free from bending! kept the reaction. the components and the reaction products in solution or at least in solution. As a result, the reaction mixture is easily stirred, oxygen is improved, the formation of by-products is minimized and the heat of reaction is easily removed by evaporation of the solvent.

Avšak za běžně používaných rcakčních podmínek se významná část rozpouštědla ztrácí tím, že dochází k jeho společné oxidaci. Kromě toho se rozpouštědlo musí oddělovat od ostatních složek reakční smmsi a potom čistot a re^r^tovat. Sjmouřaemř spotřeba části rozpouštědla a operace k získání zbývvaící jeho částo způsooují dodátečné výrobní náklady.However, under commonly used reaction conditions, a significant portion of the solvent is lost due to its co-oxidation. In addition, the solvent must be separated from the other components of the reaction mixture and then the purity and recovered. Excluding the consumption of a portion of the solvent and the operations to obtain the remaining portion thereof will incur additional manufacturing costs.

Aby se vyhnulo svrchu uvedeným význimným problémům, by to' navrženo provádět oxidaci p-xylenu v nepřítomnost rozpouštědla. V tomto případě je samouřaemě zapoořebí pracovat při teplotě, která lež v rozmezí teploty tání kyseliny p^otoové, tj. asi při 160 °C, aby se získala kapalná reakční směs. Volba teploty proto je ommzena. Kromě toho v nepřítomnost rozpouštědla je obtížné zpracovat reakční směs, stejně jako odd^lt a v^2^čE^si^,t kyselinu tercí tátovou. Obecně se reakce ukončí ve chvvíi, kdy obsah kyseliny tereftátové ve smmsi přefroočl 60 a s výhodou 45 % hmoOnootních. Mimo toto rozmezí dochází k obtížím při oxidaci reakční srnmčs, stejně jako suspenze, a proto provádění reakce má nepříznivý účinek (via USA patent č. 3 883 584).In order to avoid the above mentioned significant problems, it would be suggested to carry out the oxidation of p-xylene in the absence of a solvent. In this case, it is necessary to operate at a temperature which lies within the melting range of the acid, i.e. at about 160 ° C, in order to obtain a liquid reaction mixture. The temperature selection is therefore limited. Moreover, in the absence of solvent, it is difficult to treat the reaction mixture, as well as odd and LT ^ ^ 2 ^ CE ^ a ^ t acid tert- dad. Generally, the reaction is terminated when the terephthonic acid content of the mixture exceeds 60 and preferably 45% by weight. Outside this range, there are difficulties in oxidizing the reaction mixture as well as the suspension, and therefore the reaction has an adverse effect (via U.S. Patent No. 3,883,584).

V nepřítomnost rozpouštědla způsobuje odstraňování reakčního tepla v průmyslovém městku další obtíže,' protože nastává nekontrolovaný průběh.výroby v reaktoru, i když kyselina naref‘tatoaé není příoomna ve velkém mimosst^. Tak v USA patentu č. 2 696 499, který se týká oxidace, xylenu na kyseliny totoové v nepřítomnost ruzpoujtёdlj,- je vysvětleno, že základní problém so^vasc! s chlazením oxidační smmsi xylenu je zabránnt usazování pevných látek.In the absence of solvent, the removal of the heat of reaction in an industrial town causes further difficulties because of uncontrolled production in the reactor, although the acid is not present in large quantities. Thus, in U.S. Pat. No. 2,696,499, which relates to the oxidation of xylene to this acid in the absence of ruzpoujtёdlj, it is explained that the basic problem is that of the vascular system. with cooling of the oxidation mixture xylene, solids are prevented from settling.

USA patent č. 3 406 196 popisuje dvoustupňový postup, ve kterém se jako suspendačního prostředku pro kyselinu nercftatovuj používá vody. V prvním stupni se alkylaromatická sloučenina a zvláště p-xylen, oxiduje vzduchem v nepřítomnost kteréhoкоoi dodatkového rozpouštědla na částečně oxidované sloučeniny, které se v druhém Suphi oxiduuí při vyšší teplotě ' v přítomnost značného množní vody, jako s^pe^aš^^ proastředí. Jako promotor oxidace misí být příoGmen brom nebo sloučenina, která brom obsáhle. K provedení koverze těchto částečně oxidovaných sloučenin na kyselinu tereftátovou jsou přesto potřebné velmi vysoké teploty v rozmezí 200 až 275 °C a zvláště 225 až 250 °C.U.S. Pat. No. 3,406,196 discloses a two-step process in which water is used as the suspending agent for acid. In the first step, the alkylaromatic compound, and in particular p-xylene, is oxidized by air in the absence of any additional solvent to partially oxidized compounds which in the second Suphi oxide at higher temperature in the presence of a considerable amount of water, such as the environment. As the mission oxidation promoter, bromine or a compound that contains bromine can be present. Nevertheless, very high temperatures in the range of 200-275 ° C, and in particular 225-250 ° C, are required to convert these partially oxidized compounds to terephthatic acid.

Proto se nutně vy stejné nebo i větší . problémy s korozí, než ke kterém dochází při postupech, kdy se jako rozpouštědla používá kyseliny octové. Kromě toho se v tomto patentu uvádí, že dochází k značným ztrátám oezrcjguvaoě polyjlkylaromatické sloučeniny a jinými vedlejšími reakcemi, pokud se takové sloučeniny vystaví vyšším teplotám potřebným pro účinnou kon/vezi částečně oxidovaných produktů, které se vyrobily v prvním stupni oxidace, na arommaické polykjrUuχytoaé kyseliny. Je jasné, že se v tomto patentu zdůrazňuje,- že potuší velkého mwožsví vody i v přítomnost bromu jako promotoru nedává uspokojivé výsledky pro oxidaci - p-xylenu na kyselinu tercí tátovou v jednom stupni.Therefore, you necessarily have the same or even greater. corrosion problems than those encountered in processes using acetic acid as the solvent. In addition, the patent teaches that there is a significant loss of polyalkylaromatic compound and other side reactions when exposed to the higher temperatures required for the effective conversion of partially oxidized products produced in the first stage of oxidation to aromatic polycarboxylic acids. . It is clear that it is emphasized in this patent that, even if bromine as a promoter is present, it will fail to produce large amounts of water, and does not give satisfactory results for the oxidation of p-xylene to tartaric acid in one step.

' Nřni je již dlouhou dobu známo, že voda je jed pro katalyzátory používané k oxidační reakci (USA patent č. 2 696 499). Podle rozšířeného náhledu má voda nepříznivý účinek na reakční rychlost, kterou ovlivňuje od počátku. Proto platí obecné pravidlo, vyhnout se pokud možno maximálně její přítomnosti, bez ohledu na to, zda je přítonrno rozpouštědlo a/nebo aktivátor. Tak USA patent č. 3 064 044 popisuje zlepšený postup pro udržení konce oxidace (promotorem je brom) za v podstatě bezvodých podmínek. V USA patentu č. 3 519 684, který se týká oxidačního postupu za použžtí kyseliny perfctové jako proooooru, je upřesněno že se s výhodou používá takřka bezvodých podmínek, ačkoliv se může povooit obsah vody přibližně až do 10 %, přičemž se dává přednost tomu, aby ooaimOání obsah vody nebyl v^ttší než 5'NR i n it has long been known that water is a poison for catalysts used for the oxidation reaction (U.S. Pat. No. 2,696,499). According to a widespread view, water has an adverse effect on the reaction rate which it affects from the outset. Therefore, as a general rule, avoid as much as possible its presence, whether or not the solvent and / or activator is present. Thus, U.S. Pat. No. 3,064,044 discloses an improved process for maintaining the end of oxidation (the bromine promoter) under substantially anhydrous conditions. U.S. Pat. No. 3,519,684, which relates to an oxidation process using perfacic acid as a prooor, states that almost anhydrous conditions are preferred, although a water content of up to about 10% may be preferred, the water content should not exceed 5%

Při nepřetržitém způsobu oxidace xylenů v nepřítomnoti libovolného promotoru a kde se částečně oxidované omelprodukty neppeeržitě vracejí, se voda odstraňuje z výtekaaící kapaliny před jejj^m reciгkutovánío, aby se udržel obsah vody v reakční soOsi menší než 15 % a s výhodou oonší než 5 % z celkové reakční směji (USA patent č. 3 700 731 ).In a continuous process of oxidizing xylenes in the absence of any promoter and where the partially oxidized omelproducts are continuously returned, water is removed from the effluent prior to recycle to maintain a water content of the reaction mixture of less than 15% and preferably less than 5% of the total. reaction mixture (U.S. Patent No. 3,700,731).

Nedávno bylo neočekávané objeveno, že se oxidace p-xylenu na kyselinu tereftéovou může provádět v přítoonooti podstatného m^noží^t^ií vody jako rozpouštědla, a to také v nepřítomno^! některé sloučeniny bromu jako aktivátoru, která byl.a dříve pokládána za základní nutnou složku. Tento postup je popsán v čs. patentu č. 194 694 autorem tohoto vynálezu. Tyto postupy zahrnují oxidaci p-xylenu v kapalné fázi plynem obštahiuící kyslík v příooonosti kyseliny p^obiové, vody a soli těžkého kovu jako katalyzátoru při teplotě asi od 140 do 220 °C, za tlaku postačujícího k udržení alespoň části vody v kapalné fázi.Recently, it has been unexpectedly discovered that the oxidation of p-xylene to terephthenic acid can be carried out in the presence of a substantial amount of water as solvent, also in the absence of water. some of the bromine compounds as activator, which was previously considered to be an essential necessary component. This procedure is described in MS. No. 194,694. Such processes include oxidizing the p-xylene in the liquid phase with an oxygen-containing gas in the presence of p -butic acid, water and a heavy metal salt catalyst at a temperature of about 140 to 220 ° C, at a pressure sufficient to maintain at least a portion of water in the liquid phase.

Protože je vzájemná rozpustnost p-xylenu a vody při pracovní teplotě nízká, mohou se směsi vody, p-xylenu a kyseliny p^oliové, rszdSlit na dvě fáze, vodnou fázi a organickou fázi, bohatou na uhlovodíky a obsaHLufcí významný poddl kyseliny p^o^Luové přítomné v reakční směěi. V tomto případě probíhá oxidační reakce hlavně v organické fázi, kde je koncentrace vody relativně milá. Proto je požadovaný účinek vody jako rozpouštědla částečně snížen. Kromě toho je uvedené oddělování fází příčinou významných technických obb^íží, vzhledem k homo^ctě, dispergování kyslíku a účionosti přenosu hmoty.Because the mutual solubility of p-xylene and water at the working temperature is low, mixtures of water, p-xylene and polyolic acid can be reduced to two phases, an aqueous phase and an organic phase rich in hydrocarbons and containing a significant proportion of the acid. The Lu are present in the reaction mixture. In this case, the oxidation reaction takes place mainly in the organic phase, where the water concentration is relatively nice. Therefore, the desired effect of water as solvent is partially reduced. In addition, said phase separation is the cause of significant technical difficulties due to homogeneity, oxygen dispersion and mass transfer efficiency.

Předmětem tohoto vynálezu je způsob výroby kyseliny tereftalové oxidací p-xylenu, při kterém se kyselina tereftalová získává ve vysokém výtěžku a dobré čistotě a při kterém odpeddaí nevýhody uvedené svrchu při popisu dřívějších postupů.It is an object of the present invention to provide a process for the production of terephthalic acid by oxidation of p-xylene, wherein terephthalic acid is obtained in high yield and good purity and in which the disadvantages of the above-described processes are avoided.

Dalším znakem tohoto vynálezu je, že je zajištěn postup, při kterém není zapotřebí zařízení odolného vysoké korozi a může se pracovat v obvyklém zařízení z nerezavějící oceli.Another feature of the present invention is that a process is provided in which a high corrosion resistant device is not required and can be operated in a conventional stainless steel device.

Dalším znakem vynálezu je, že je zajištěn postup, který se může provádět v přítomno^i podstatného onooství vody, aniž musí být pří^mno jakékoli další rozpouštědlo.A further feature of the invention is that a process is provided which can be carried out in the presence of a substantial amount of water without the need for any additional solvent.

Dalším znakem vynálezu je, že umožňuje postup, při kterém se kyselina tereftalová vyrábí oxidací reakční sOs^í, kterou v podstatě tvoří homogeenoí vodný roztok, obselhuJící hlavně preku^^y kyseliny tereftelové, které se oojí oxidovat, vodu a oxidační katalyzátor ', který je v ní rozpuštěn.A further feature of the invention is that it allows a process in which terephthalic acid is produced by oxidizing a reaction mixture consisting essentially of a homogeneous aqueous solution, mainly containing terephthalic acid precursors which will be oxidized, water and an oxidation catalyst. is dissolved in it.

Dalším znakem vynálezu je, že umožňuje postup, při kterém není zapotřebí používat prtooOor, jako sloučeninu bromu, dodatkově k 'oxidačnímu katalyzátoru.A further feature of the invention is that it allows a process in which it is not necessary to use prtooOor, as a bromine compound, in addition to the oxidation catalyst.

Dalším znakem vynálezu je, že umožňuje postup, při kterém se kyselina tereftalová může snadno získávat z oxidované reakční smOsi při relativně nízké teplotě.A further feature of the invention is that it allows a process in which terephthalic acid can be readily obtained from the oxidized reaction mixture at a relatively low temperature.

Dalším znakem vynálezu je, že umožňuje postup, při kterém se katalyzátor a oxidační meziprodukty mohou získávat a znovu používat k oxidaci.A further feature of the invention is that it allows a process in which the catalyst and oxidation intermediates can be recovered and reused for oxidation.

Dalším znakem vynálezu je, že umořuje postup, při kterém se kyselina tereftalová může vyrábět v průmyslovém měřítku při rel^^vně nízkých nákladech.A further feature of the invention is that it ameliorates a process in which terephthalic acid can be produced on an industrial scale at a relatively low cost.

Dalším znakem vynálezu je, že umožňuje provádět postup šaržovým způsobem, stejně jako kontinuálně.A further feature of the invention is that it allows the batch process to be carried out as well as continuously.

Další znak vynálezu umožňuje provádět postup, při kterém je možno snadnó spočítat množství katalyzátoru, vody a kyseliny p-toluové, kterých je zaptřebí к zabezpečení účinné oxidace výchozího materiálu.A further feature of the invention makes it possible to carry out a process in which it is easy to calculate the amounts of catalyst, water and p-toluic acid required to ensure efficient oxidation of the starting material.

Pro dosažení shora uvedených znaků tohoto vynálezu se navrhuje způsob výroby kyseliny tereftalové oxidací kyseliny p-toluové nebo směsí kyseliny p-toluové a p-xylenu a/nebo částečně oxidovaných derivátů p-xylenu, v přítomnosti vody v množství alespoň 5 % hmot., které stačí pro získání zpracovatelné suspenze, v přítomnosti oxidačního katalyzátoru zahrnujícího alespoň jednu katalyticky aktivní sloučeninu manganu a/nebo sloučeninu kobaltu a popřípadě sloučeninu niklu, olova a/nebo ceru, plynem obsahujícím molekulární kyslík při reakční teplotě 140 až 220 °C a za tlaku postačujícího к udržení alespoň části vody v kapalné fázi při reakční teplotě, jehož podstata spočívá v tom, že se používá katalyzátoru v množství pohybujícím se v rozmezí od minimálního množství M milimolů katalyticky aktivní sloučeniny kovu na 1 kg kapalné reakční směsi, přičemž M je dáno rovnicí 1, у (x + A) + Bx “ =-----5x > D v níž у znamená molární poměr vody ke kyselině p-toluové v reakční směsi, x značí molární poměr manganu к celkovému množství manganu a kobaltu v katalyzátoru,To achieve the above features of the present invention, a process for the production of terephthalic acid by oxidation of p-toluic acid or mixtures of p-toluic acid and p-xylene and / or partially oxidized p-xylene derivatives in the presence of water in an amount of at least 5 wt. it is sufficient to obtain a workable suspension, in the presence of an oxidation catalyst comprising at least one catalytically active manganese compound and / or a cobalt compound and optionally a nickel, lead and / or cerium compound with a molecular oxygen-containing gas at a reaction temperature of 140-220 ° C and a pressure sufficient to maintaining at least a portion of the water in the liquid phase at the reaction temperature of using a catalyst in an amount ranging from a minimum of M millimoles of catalytically active metal compound per kg of liquid reaction mixture, M being given by Equation 1, у (x + A) + Bx '= - ---- 5x> D where у stands for the molar ratio of water to p-toluic acid in the reaction mixture, x stands for the molar ratio of manganese to total manganese and cobalt in the catalyst,

A se rovná 0,200 - 0,031,A is equal to 0.200 - 0.031,

В se rovná 40,9 ± ЦЗ,В is equal to 40.9 ± ЦЗ,

C se rovná 4,35 * 0» 17 aC equals 4.35 * 0 17 and a

D se rovná 0,0724 0,0117, do 40 milimolů, 8 výhodou do 30 milimolů, na 1 kg kapalné reakční směsi.D is 0.0724 0.0117, up to 40 millimoles, 8 preferably up to 30 millimoles, per 1 kg of liquid reaction mixture.

Při udržování koncentrace katalyzátoru alespoň na minimální hodnotě uvedené svrchu se dosahuje účinné oxidace některých výchozích látek směsi uvedené výše na kyselinu tereftalovou v homogenní kapalné fázi reakční směsi.By keeping the catalyst concentration at least at the minimum value mentioned above, effective oxidation of some of the starting materials of the above mixture to terephthalic acid in the homogeneous liquid phase of the reaction mixture is achieved.

Další znaky, charakteristické rysy a výhody vynálezu budou zřejmé z detailního popisu vynálezu a z jeho výhodných provedení, která jsou uvedena dále, vezme-li se zřetel na připojený výkres.Other features, features and advantages of the invention will be apparent from the detailed description of the invention and from the preferred embodiments thereof, given below with reference to the accompanying drawing.

Výkres představuje fázový diagram směsi p-xylenu, kyseliny p-toluové a vody při teplotě 185 °C.The drawing is a phase diagram of a mixture of p-xylene, p-toluic acid and water at 185 ° C.

Významným znakem tohoto vynálezu je, že zjištěný účinek vody, který byl všeobecně zkoumán již dříve, se může překonat, provádí-li se oxidace za podmínek upřesněných shora. Delším znakem tohoto vynálezu je, že se může provádět oxidace různých substrátů, které mohou obsahovat kyselinu p-toluovou samotnou nebo ve směsi s p-xylenem a/nebo částečně oxidovanými deriváty, jako p-tolualdehydem. Ještě jiným znakem tohoto vynálezu je, že se substráty mohou oxidovat v homogenním vodném roztoku, zvolí-li se množství katalyzátoru ve vzájemném vztahu s poměrem množství vody a kyseliny p-toluové, které jsou v systému.An important feature of the present invention is that the observed effect of water, which has been generally investigated before, can be overcome when the oxidation is carried out under the conditions specified above. A further feature of the present invention is that oxidation of various substrates, which may contain p-toluic acid alone or in admixture with p-xylene and / or partially oxidized derivatives, such as p-tolualdehyde, may be carried out. Yet another feature of the present invention is that substrates can be oxidized in a homogeneous aqueous solution if the amount of catalyst is selected in relation to the ratio of the amount of water and p-toluic acid present in the system.

Způsob podle tohoto vynálezu se může provádět bučí šaržovým, nebo kontinuálním postupem. Reakční složky se rozpustí ve vodě а к výslednému roztoku se přidá katalyzátor.The process according to the invention can be carried out either by batch or continuous processes. The reactants were dissolved in water and a catalyst was added to the resulting solution.

Do této směsi se zavádí kyslík při teplotě asi 140 až 220 °C a za tlaku se provádí oxidace.Oxygen is introduced into the mixture at a temperature of about 140 to 220 ° C and oxidation is carried out under pressure.

Tlak se volí takovým způsobem, aby se reakční směs udržela v podstatě v kapalné fázi za pracovní teploty. Z reakční směsi se odděluje kyselina tereftalová ve formě bílé krystalické sraženiny.The pressure is selected in such a way that the reaction mixture is maintained substantially in the liquid phase at the operating temperature. Terephthalic acid is separated from the reaction mixture as a white crystalline precipitate.

Při kontinuálním způsobu se sraženina odstraňuje nepřetržitě libovolnou běžnou metodou pro dělení pevných látek a kapalin, jako filtrací, odstřelováním nebo usazováním a dekantací, a zbývající kapalina, obsahující nepřeměněné reakční složky a meeiprodukty vzniklé oxidací, se recirkuluje do oxidační zóny. K náhradě úbytku za vzniklou kyselinu tereftalo' vou a vedlejSí produkty se nepřetržitě přidávají čerstvé reakční složky. Tak není zapotřebí přidávat zvláštní cUemikklie.In a continuous process, the precipitate is removed continuously by any conventional method for separating solids and liquids, such as by filtration, blasting or settling and decanting, and the remaining liquid containing unconverted reactants and oxidation products is recirculated to the oxidation zone. Fresh reagents are continuously added to compensate for the loss of terephthalic acid formed and by-products. Thus, there is no need to add extra cUemikklie.

Přesto se při provádění způsobu podle tohoto vynálezu může do reakční smmsi přidávat alespoň jedno organické rozpouštědlo, které neovlivní reakci a které je za pracovních podmínek relativně inertní. Příkladem takových sloučenin, které se mohou pouuít jako rozpouštědlo ve smmsi s vodou, je kyselina benzoová a kyselina octová. Tyto sloučeniny, které se současně prodírají v malých mnnožsvích během reakce, se mohou nechat ·nahromaď V určiéém rozsahu v reakční směsi. Avšak výhodných výsledků se při tomto vynálezu dosahuje bez závislosti·na přítomnooti takových sloučenin, které pooužjí-li se, by neměly být přítomny v mnnožtví, které převyšuje mnnožsví vody v systému.However, in carrying out the process of the invention, at least one organic solvent which does not affect the reaction and which is relatively inert under the operating conditions may be added to the reaction mixture. Examples of such compounds that can be used as a solvent in admixture with water are benzoic acid and acetic acid. These compounds, which simultaneously penetrate in small quantities during the reaction, may be allowed to accumulate to some extent in the reaction mixture. However, advantageous results in the present invention are obtained regardless of the presence of such compounds which, when used, should not be present in an amount that exceeds the amount of water in the system.

Množtví vody používané účelně při postupu podle vynálezu se může mmsnt v širokém rozmezí, například v rozmezí asi 5 až 80 % Unoonootních reakční sgěsi, v na různých okolnostech. Jak již bylo zdůrazněno, základní hledisko tohoto vynálezu spočívá v tom, že se oxidace provádí v homogenním vodném systému. Proto se množní vody bude především voUt tak, aby postačovalo k získání v poddtatS homogenního vodného roztoku reakčních složek, i když se berou v úvahu jiné proměnné parametry výroby, jako· je teplota a relativní mnnožtví různých sloučenin, které se me^í oxidovat.The amount of water conveniently used in the process of the invention may be varied over a wide range, for example in the range of about 5 to 80% of the afternoon-reaction mixture, in various circumstances. As already pointed out, the basic aspect of the invention is that the oxidation is carried out in a homogeneous aqueous system. Therefore, the plurality of water will primarily be sufficient to obtain a substantially homogeneous aqueous solution of the reactants, even taking into account other production variables, such as temperature and relative amounts of the various compounds to be oxidized.

Naapíklad použije-li se postupu k·oxidaci samotné kyseliny p-toluové· nebo její směsi s jiiými oxidovateliými sloučeninami, které jsou relat^ně rozpustné ve vodě, jako je p-tolualdeUyd, zvolí se mnOž^í vody pootačuuící k úplnému rozpuštění ^^seTiny p-toluové za pracovní teploty. Protože rozpustnost kyseliny p-toluové ve vodě prudce vzrůstá se stoupající teplotou, může se m^o^v! použité vody při vzrůstu teploty snížit. Jako obecné pravidlo však plia-tí, že mnoožtví vody nemá být mmnší než 5 a s výhodou než 10 % hmonootních reakční sísí..For example, if a process is used to oxidize p-toluic acid alone or a mixture thereof with other oxidizable compounds that are relatively water-soluble, such as p-tolualdehyde, a plurality of water is chosen to completely dissolve. p-toluic compounds at operating temperature. Since the solubility of p-toluic acid in water increases sharply with increasing temperature, it may be very low. reduce the water used when the temperature rises. As a general rule, however, the amount of water should not be less than 5 and preferably not more than 10% of the mono-monoxide reaction salts.

Je-li p-xylen také složkou reakční směs., nemělo by m^ožU! vody překročit hranici, nad níž dochází k rozdělování směsi do dvou kapalných fází. Toto mnnožsví je samozřejmě závislé na mano^ví p-xylenu ve směsi. Na výkresu je znázorněn trojúhelníkový fázový diagram směsi p-xylenu (p-xyy)., kyseliny p-toluové (p-Ta) a vody · při teplotě 185 °C (v % UmoonciotnícU). V tomto diagramu v pásmu A je systém homogenní roztok a v pásmu B je dvoufázový. Jak odbooníci v oboru snadno ^ζη^ί, mezní křivka mezi oběma těmito pásmy se s teplotou příliš nemění. Je zřejmé,· že pro zabránění přítomno ti v podstatě organické · fáze se musí omeezt mnnožtví p-xylenu.If the p-xylene is also a component of the reaction mixture, it should not be very low. water to cross the boundary above which the mixture is divided into two liquid phases. This amount is of course dependent on the mannitol of p-xylene in the mixture. The drawing shows a triangular phase diagram of a mixture of p-xylene (p-xyy), p-toluic acid (p-Ta) and water at a temperature of 185 ° C (in% UM). In this diagram, zone A is a homogeneous solution and zone B is a two-phase solution. As the man skilled in the art readily ^ ζη ^ ί, the boundary curve between the two bands does not change much with temperature. Obviously, the amount of p-xylene must be limited to prevent the presence of the substantially organic phase.

Proto při provádění oxidace p-xylenu způsobem podle vynálezu je výhodný šaržový postup a·p -xylen by se měl přidávat do reakční smmsi postupně, buá občasně, nebo oepřetržitě, takovou rychUoosí, aby se systém udržoval v pásmu A. Podle výhodného provedení vynálezu se reakce provádí · nepřetržím proudovým postupem, čímž se nezreagovaný p-xylen spolu s meziprodukty oxidace, tj. hlavně kyselinou p-toluovou, neppřίζίί ^cirkuluje do reakční zóny.Therefore, when carrying out the oxidation of p-xylene by the process of the invention, a batch process is preferred and p-xylene should be added to the reaction mixture gradually, either occasionally or continuously, at such a rate that the system is maintained in zone A. The reaction is carried out by a continuous flow process, whereby unreacted p-xylene, together with the oxidation intermediates, i.e. mainly p-toluic acid, is not directly circulated into the reaction zone.

V tomto případě mooární poměr kyseliny p-toluové a p-xylenu v reakční v ustáleném stavu bude v rozmezí asi 3 až 15, v závvslosti hlavně na teplotě. Jinak vyjádřeno, reakční směs bude v diagramu na výkresu v ploše vymezené přerušovanými čarami. Je zřejmé, že tato plocha je téměř zcela v pásmu · A, tj. odpovídá hlavní části homogenního roztoku.In this case, the molar ratio of the p-toluic acid to the p-xylene in the steady state reaction will be in the range of about 3 to 15, depending mainly on the temperature. In other words, the reaction mixture will be in the diagram in the drawing in the area delimited by dashed lines. Obviously, this area is almost entirely in the · A band, ie it corresponds to the major part of the homogeneous solution.

Ze shora uvedeného vyplývá,· že · vždy je možné · upraví teplotu a/nebo · poi^Ž^d^t' · eeoOítví vody, jako rozpouštědla, podle tohoto vynálezu · takovým způsobem, že se získá Uomoogemnzí systém.It follows from the above that it is always possible to adjust the temperature and / or the temperature of the water as the solvent according to the invention in such a way that a Uomo system is obtained.

Providl-li se způsob podle. · vynálezu kontinuálně-, je výhodné použit oepřetríitéUo postupu, který jě popsán autorem tohoto vynálezu v čs. patentu· č. 194 694.If the method according to. Continuously, it is preferable to use a process which is described by the inventor in U.S. Pat. No. 194,694.

V úvahu je zapotřebí vzít také další okolnosti; jelikož požadovaný Drodukt, kyselina tereftalové, je v podstatě nerozpustná v reakční smei., musí se přidáváš miožství vody tak, aby bylo postačující k získání zpracovatelné suspenze. Avšak není výhodná, aby te použilo většího mnoožtví vody, než například 10 %, vztaženo na množtví kyseliny tereftalové rozpuštěné při pracovní teplotě. Další faktor, který je zapotřebí vzít v úvahu, je reakční rychlost. I když je možné při způsobu podle vynálezu provádět oxidační reakci v prostředí, které obsahuje až 80 % hmoOnoDtních nebo i více vody, příoomnost nadměrného množte! vody může mít opačný účinek na reakční rychlost.Other circumstances should also be taken into account; since the desired product, terephthalic acid, is substantially insoluble in the reaction mixture, an amount of water must be added so as to be sufficient to obtain a workable suspension. However, it is not preferred that you use more water than for example 10% based on the amount of terephthalic acid dissolved at the working temperature. Another factor to consider is the reaction rate. Although it is possible in the process of the invention to carry out the oxidation reaction in an environment containing up to 80% of mono- or even more water, the presence of an excessive amount is present. of water may have the opposite effect on the reaction rate.

Kromě toho v některých případech může část katalyzátoru pozbýt tvé katalytické funkce za vzniku černé sloučeniny, která se vysráží z oxidačního prostředí. Dále je z hlediska hospodárnoDti nevýhodná ztráta části kapacity reaktoru, poo^jceU se . nadměrného a zbytečného m^ož^í vody. Obecně z těchto rozdílných. příčin moožtví vody příoomné v systému nemá překročit 75 a s výhodou 60 % hmoOnootních reakční směsi.In addition, in some cases, part of the catalyst may lose your catalytic functions to form a black compound that precipitates from the oxidizing environment. Furthermore, a loss of part of the reactor capacity due to economics is disadvantageous. excessive and unnecessary water. Generally from these different. The causes of the water potential present in the system should not exceed 75% and preferably 60% of the mono-mineral reaction mixture.

Ooideční reakce se s výhodou provádí při teplotě alespoň 140 °C. Pod touto teplotou je obtížné mít reakční směs ve formě homogenního roztoku. NapoU tomu práce nad teplotou 220 °C může mít za následek vzrůst přílišné oxidace, nežádoucí vedlejší reakce a korozní problémy. Ve většině případů je reakční teplota asi 150 až 190 °C.The ocular reaction is preferably carried out at a temperature of at least 140 ° C. Below this temperature, it is difficult to have the reaction mixture in the form of a homogeneous solution. On the other hand, working above 220 ° C can result in excessive oxidation, unwanted side reactions and corrosion problems. In most cases, the reaction temperature is about 150-190 ° C.

Tlak se upravuje jako funkce teploty. K udržení reakční směsi v kapalném stavu při ' pracovní teplotě se musí použít takového tlaku, který dostatečně převyšuje tlak atmosférický. Tlak překraČující tuto hodnotu je obvykle výhodný, protože zajišťuje aktivní oxidaci. Běžný tlak je asi 0,5 až 4,0 MPa.The pressure is adjusted as a function of temperature. To maintain the reaction mixture in a liquid state at the operating temperature, a pressure sufficiently above atmospheric pressure must be used. Pressure above this value is usually preferred because it provides active oxidation. The normal pressure is about 0.5 to 4.0 MPa.

Ooidační katalyzátor používaný při postupu podle vynálezu může být směsí sloučenin těžkých kovů, která zahrnuje alespoň jednu kovovou sloučeninu ze skupiny obsah^ící sloučeniny manganu a kobaltu nebo jejich směsi s podmínkou, že je alespoň částečně rozpustná ve vodné reakční směsi nebo je schopná tvořit rozpustnou nebo alespoň částečně rozpustnou sloučeninu s jednou z reakčních složek v této směěi.The ooidation catalyst used in the process of the invention may be a mixture of heavy metal compounds which comprises at least one metal compound from the group consisting of manganese and cobalt compounds, or mixtures thereof, provided that it is at least partially soluble in the aqueous reaction mixture or capable of forming a soluble or at least partially soluble compound with one of the reactants in this mixture.

Kovové sloučeniny, které se mohou používat v katalytické směl., jsou účelně soli. Dává se přednost zvláště solím karboxylových kyselin, například solím kyseliny octové, naftenové, toluové a podobné. Kromě Sloučenin kobaltu a/nebo manganu mohou katalytické směsi obsahovat sloučeniny a zvláště soli karboxylových kyselin tvořené s jirýfai kovy, které se obvykle pouužvají v oxidačních katalyzátorech.The metal compounds which can be used in the catalytic mixture are expediently salts. Particular preference is given to salts of carboxylic acids, for example salts of acetic, naphthenic, toluic and the like. In addition to the cobalt and / or manganese compounds, the catalyst mixtures may contain compounds, and in particular, carboxylic acid salts formed with the γ-metal, which are commonly used in oxidation catalysts.

Základním znakem tohoto vynálezu je, že minimáání koncentrace katalyzátoru, která je nezbytná k zajištění oxidace v homogenním vodném systému, závisí'na vzájenrném moožtví vody a kyseliny p^to^ové v systému. Skutečně, v homogenním vodném roztoku kyseliny p-toluové a popřípadě p-xylenu a/nebo jeho částečně oxidovaného derivátu nebo jejich částečně oxidovaných ' derivátů se oxidace nemůže provádět, když je množství aktivního katalyzátoru menší než rozhod^uící koncentrace M, vyjádřená v milimolech kovové· sloučeniny na 1 kg reakční unéěi( daná rovnicí:It is an essential feature of the present invention that the minimization of the catalyst concentration necessary to ensure oxidation in a homogeneous aqueous system depends on the relative potential of water and p-tartaric acid in the system. Indeed, in a homogeneous aqueous solution of p-toluic acid and optionally p-xylene and / or its partially oxidized derivative or partially oxidized derivatives thereof, oxidation cannot be carried out when the amount of active catalyst is less than the critical concentration M expressed in millimoles of metal · Compounds per 1 kg reaction mass ( given by the equation:

M = .v tx + A) + Bx Cx + D (1).M = in tx + A) + Bx Cx + D (1).

kde y znamená mooární poměr vody ke kyselině p-toluové, x znamená mn^živ! manganu v kovovém katalyzátoru vyjádřené v dílech m^drních vzhledem lín k celkovému množs-ví msoiganu a kobaltu v kovovém katalyzátoru, tj. ΙΕΓ+CÓ 'where y represents the molar ratio of water to p-toluic acid, x represents the molar ratio. of manganese in the metal catalyst expressed in parts by weight relative to the total amount of msoigan and cobalt in the metal catalyst, ie ΙΕΓ + CÓ '

A je oovno asi 0,200,And it's about 0.200,

B ee юупо asi 10,9,B ee юупо about 10.9,

ΊΊ

C je rovno asi 4,35 e D je rovno asi 0,0724.C is about 4.35 and D is about 0.0724.

Množství A, B, C a D, jak jsou uvedena svrchu, jsou výsledkem pokusného stanovení a proto jsou vystavena chybám měření. Bylo vypočteno, že jejich velikost je A = 0,200 i 0,031, B = 10,9 i 1,3, C = 4,35 * 0,17 a D = 0,0724 * 0,0117.The amounts of A, B, C and D as indicated above are the result of the experimental determination and are therefore subject to measurement errors. Their size was calculated to be A = 0.200 ± 0.031, B = 10.9 ± 1.3, C = 4.35 * 0.17 and D = 0.0724 * 0.0117.

V důsledku toho hodnota M vypočtená s pomocí . rovnice (1) pro udanou hodnotu y a x má být považována za odhad rozhodující koncentrace, která ze statistCckého hlediska je obsažena v rozpětí spolehlivossi, v jehož středu je M. Jak o^l^c^xer^íci v oboru jsou si vědomi, toto rozpětí spoleH^ivosti závisí na hodnotách y a xpoužitých při výpočtu .M, ale pro každý jednotlivý případ mohou být vypočteny ze shora uvedených údajů za pouužti Ta^^Lorova vzorce. Tak například rozhod^ící . koncentrace katalyzátoru bude v rozpětí spolehlivostiConsequently, the value of M calculated with the aid of. Equation (1) For a given value of y and should be considered an estimate of the critical concentration of that statistCckého terms contained in spolehlivossi range, whose center is M. As a ^ l ^ C ^ X ^ e r say in the art are aware, this confidence range depends on the values y and x used in the calculation of M, but for each individual case they can be calculated from the above data using the Ta ^ Lor formula. For example, decisive. the catalyst concentration will be in the confidence range

21,46 * 0,81, pokud y = 70 a x = 1,0 a 2,74-0,45, pokud y = 1 a x = 0,5.21.46 * 0.81 if y = 70 and x = 1.0 and 2.74-0.45 if y = 1 and x = 0.5.

Roohllujjcí koncentrace katalyzátoru, jak je vymezena svrchu, je oejmenší koncenOrace, která se může pouužt za daných podmínek. Při pouužtí ještě menšího mno^iv! postup hebude probíhat. Samozřejmě se dává přednost tomu, aby se v praxi použilo mořiví katalyzátoru, které je větří než minimální. Ve skutečnost rycHost oxidace vzrůstá se vzrůstem koncentrace katalyzátoru. Avšak koncentrace katalyzátoru vyšší než asi 40 milimolů kovové sloučeniny na 1 kg reakční smmsi není z ekonomického hlediska výhodná. Katalyzátor se účelně používá v m^oživ!, které je poněkud vyšší než minimální mnoožtví M vypočítané z rovnice (1) a nejvýše činí asi 30 miiilitrů na 1 kg reakční sísí..The increasing catalyst concentration as defined above is at least the concentration that can be used under the given conditions. When using even smaller quantities! the process will take place. Of course, it is preferable to use in practice a pickling catalyst which scents them more than minimal. In fact, the rate of oxidation increases with increasing catalyst concentration. However, a catalyst concentration of greater than about 40 millimoles of metal compound per kg of reaction mixture is not economically advantageous. The catalyst is expediently used in a feed which is somewhat higher than the minimum amount M calculated from equation (1) and is at most about 30 ml per 1 kg of reaction mixture.

Jak je z rovnice (1) zřejmé, rozhod^ící koncentrace katalyzátoru vzrůstá se vzrůstem koncentrace vody a s poklesem koncentrace kyseliny p^-t^uové. Jinak řečeno, k oxidaci neS může UoSít ve vodném roztoku, s výjimkou, že koncentrace kyseliny p-toluové je nad rozhodující hodnotou, která vzrůstá s poklesem koncentrace katalyzátoru. Tak nejen katalyzátor',* ale také kyselina p^olu^á jsou nezbytné pro provedení oxidace, která probíhá v přítomnosti podstatného množt-ví vody.As can be seen from equation (1), the decisive concentration of the catalyst increases with the increase in the water concentration and with the decrease in the concentration of β-tic acid. In other words, for the oxidation of NO, it can be sieved in an aqueous solution, except that the concentration of p-toluic acid is above a critical value which increases as the concentration of the catalyst decreases. Thus, not only the catalyst but also the oleic acid are necessary for the oxidation to take place in the presence of a substantial amount of water.

**

Vlastně díky kombinaci účinku katalyzátoru a kyseliny p^olu^é, použitých ve správném mno^tY! podle tohoto vynálezu, je množné oxidovat p-xylen na kyselinu tereftátovou, aniž je nutné uclýlit se k pouužtí drahých a/nebo korozeních aktivátorů, jako sloučenin bromu. Tento účioek kyseliny p-toluové je zcela neočekávaný znak tohoto vynálezu a jiné karboxytové kyseliny, včetoě kyselin podobné struktury jako kyselina benzoová, oemej stejné vlastnosti.In fact, thanks to the combination of the catalyst effect and the olefinic acid used in the right amounts. According to the present invention, it is abundant to oxidize p-xylene to terephthatic acid without the need to resort to the use of expensive and / or corrosive activators, such as bromine compounds. This effect of p-toluic acid is a completely unexpected feature of the present invention and other carboxylic acids, including acids of similar structure to benzoic acid, have the same properties.

Z rovnice (1) je dále zřejmé, že rozhod^uící minimální koncentrace katalyzátoru, která je nutná pro zajištění průběhu oxidace v homogenním vodném systému, také závisí na relativním poměru sloučenin marogaou a kobaltu, které se pouužijí -v katalyzátoru. MíiUe se zdát, že mangan je zřetelně účinnější než kob^t. Naapíklad nechH-i se probíhat oxidace v 50% vodném roztoku kyseliny p-toluové (mooární poměr vody ke kyselině p-toluové je 7,56), minimminí potřebná koncentrace katalyzátoru je 4,5 nebo 20,9 milimolů oa 1 kg podle toho, zda se jako samotného katalyzátoru použije manganu nebo kobaltu.It is further evident from equation (1) that the critical minimum catalyst concentration required to ensure oxidation progress in a homogeneous aqueous system also depends on the relative ratio of the maroga and cobalt compounds used in the catalyst. Manganese may appear to be clearly more effective than cobalt. For example, if the oxidation is carried out in a 50% aqueous solution of p-toluic acid (the molar ratio of water to p-toluic acid is 7.56), the minimum catalyst concentration required is 4.5 or 20.9 millimoles by 1 kg, whether manganese or cobalt is used as the catalyst itself.

Z praktických důvodů je však výhodné používat síe^í obou kovů, protože kob^t má obecně příznivý vliv na reakčoí rychlost. Kromě toho se zjistilo, že při pouužtí směsi sloučenin msrnganu a kobaltu jako katalyzátoru dochází k mmnOí nadměrné oxidaci a dosahuje se obecně vyšších výtěžků kyseliny tereftalové, oež když se pouužje . každý kov samotný.For practical reasons, however, it is preferred to use a network of both metals since cobalt generally has a favorable effect on the reaction rate. In addition, it has been found that the use of a mixture of the compounds of mismanate and cobalt as a catalyst results in excessive oxidation and generally results in higher yields of terephthalic acid than when used. every metal alone.

Naaříklad spalovací poměr (mooární poměr kysličníku uhličitého vyvíjeného oa absorbovaný kyslík) má obvykle hodnotu 0,06 až 0,09 v - prvním případě,' zatímco v druhém případě se zjišluje hodnoto lklto 0,15·For example, the combustion ratio (molar ratio of carbon dioxide produced by oxygen absorbed) is usually 0.06 to 0.09 in the first case, while in the second case the value of 0.15 is determined.

Tento příznivý účinek současného použití manganu a kobaltu jako katalyzátoru je typickým znakem a další výhodou tohoto vynálezu. Prooádí-li se reakce v dvoufázovém systému msto v homogenním roztoku jako při tomto postupu, pravidelné se zjistí spalovací poměr 0,12 nebo i vySSí, bez ohledu na to, zda se pouuilo manganu nebo kobaatu nebo jejich směss. Ve většině případů je výhoná hodnota x v rovnici (1) asi 0,1 ai 0,9, aby se zajistila aktivní oxidace v homogenním vodném prostředí a vysoké výtěžky kyseliny tereftalové.This beneficial effect of the simultaneous use of manganese and cobalt as a catalyst is a typical feature and further advantage of the present invention. If the reaction is carried out in a two-phase system in a homogeneous solution as in this procedure, a combustion ratio of 0.12 or higher is determined regularly, irrespective of whether manganese or cobalat or mixtures thereof are used. In most cases, the x-value in Equation (1) is about 0.1 and 0.9 to ensure active oxidation in a homogeneous aqueous medium and high yields of terephthalic acid.

Z některých praktických příčin uvedených svrchu může být výhodné, o^s^s!hje^^i katalyzátor kromě kobaltu a/nebo manganu další kovové složky, jako nikl, olovo nebo cer. I kdyi takovéto další kovy gejšou nezbytné pro průběh oxidace v homogenním vodném prostředí, mohou přispět k určitému praktckéému zlepšení s ohledem například na čistotu produktu a reakční rychlost.For some practical reasons mentioned above, it may be advantageous to have a catalyst other than cobalt and / or manganese other metal components such as nickel, lead or cerium. Although such additional metals are necessary for oxidation to occur in a homogeneous aqueous medium, they may contribute to some practical improvement with respect, for example, to the purity of the product and the reaction rate.

Překvappuícím znakem tohoto vynálezu je, ie minimální koncentrace katalyzátoru, která se má pouuit pro zajištění oxidace ve vodném prostředí, se můie vypoočtat z rovnice (1) pro ^hc^olné složení reakční soDsí a tato rovnice je nezdávs^ na tak důležiééo výrobním parameeru, jako je teplota. Tuto skutečnost ilustrují výsledky uvedené v tabulce 1, kde se hodnoty M získané pokusně v širokém rozmezí podmínek srovnáávaí s hodnotami vypočítanými z rovnice (1l). Většina z těchto výsledků se stanovila touto zkušební metodou:A surprising feature of the present invention is that the minimum catalyst concentration to be used to provide oxidation in an aqueous environment can be calculated from equation (1) for the proper composition of the reaction mixture and this equation is not critical to the production parameter. such as temperature. This is illustrated by the results shown in Table 1, where M values obtained experimentally over a wide range of conditions are compared with those calculated from equation (11). Most of these results were determined by the following test method:

Do jzdnolitovvého autoklávu odolného oroUi korozi a vybaveného mechanickým míchadlem, topným pláštěm, trubicí pro přívod plynu, otvorem aodrnmřovacím čerpadlem pro vsakování kapaliny se vnesou rozdílné složky, které odJí být příoomny během oxidace reakCní smě^i, tj. kyselina p-toluová, voda a katalyzátor. Směs se potom zahřívá za míchání a profukování vzduchem. Jakmile začne oxidace, do reakční sm0ěi se postupně vstřikuje vodný roztok katalyzátoru o stejné ^псеи^^! katalyzátoru, jako byla v původní reakční soiěs. Výsledkem je, že se reakční směs postupně ředí vodou, aniž se mění koncentrace katalyzátoru. V původní sidísí může být příoomen také p-xylen, s podmínkou, Že jeho koncentrace nezpůsobuje oddělování fází po ředění reakční sidísí vodným roztokem katalyzátoru.A corrosion-resistant iodo-cast autoclave equipped with a mechanical stirrer, heating mantle, gas inlet tube, bore and a liquid-intake pump is charged with various components that leave a reaction mixture during oxidation, i.e. p-toluic acid, water and water. catalyst. The mixture is then heated with stirring and air purging. Once the oxidation has started, an aqueous catalyst solution of the same amount is gradually injected into the reaction mixture. a catalyst such as that in the original reaction salt. As a result, the reaction mixture is gradually diluted with water without changing the catalyst concentration. P-xylene may also be present in the original sidis, provided that its concentration does not cause phase separation upon dilution of the reaction sidis with an aqueous catalyst solution.

Stupeň oxidace se zjišťuje neppetržitýo měřením obsahu kyslíku v odváděném plynu pomocí analyzátoru kyslíku. Je-li koncentrace kyseliny o-tuluoát v systému dostatečně vysoká, aby se zaaisltila účinná oxidace p^i zvolené ko^t^c^e^nirK^i katalyzátoru, reakce probíhá rovnoměrnou rychlostí, která postupně klesá v důsledku zředění. Avšak jakmile se dosáhne rozhoduuící koncentrace kyseliny p-t^ol^i^ové, reakční rychlost rychle poklesne ' skoro na nulovou hodnotu. Potom se vstřikování přeruší a reakční směs se analyzuje.The degree of oxidation is determined continuously by measuring the oxygen content of the off-gas using an oxygen analyzer. When the o-tuluoate acid concentration in the system is high enough to ensure effective oxidation of the selected catalyst catalyst, the reaction proceeds at a uniform rate which gradually decreases due to dilution. However, as soon as the decomposing concentration of p-olefinic acid is reached, the reaction rate drops rapidly to near zero. The injection was then discontinued and the reaction mixture analyzed.

Mooární poměr vody ke kyselině p^olnové, který se stanoví, je zřejmě rozhodduící hodnota y1 od^ovídajcí udané kd^c^c^n^nirK^^L M katalyzátoru nebo naopak M je minimáání koncentrace katalyzátoru, která se pouužla k z^jišt^ění oxidace reakči^zí smiěs, v níž poměr mezi vodou a kyselinou p-toluovou je dán jako y. M vlastně stále závisí na konceenraci katalyzátoru, která se může vyjáddit jako οο^ι^ί^ poměr manganu k celkovému mюUiSví manganu a kobaatu v potuSité katalytické sidísí (x je rovno 1).The molar ratio of water to oleic acid to be determined is obviously the decisive value of γ1, as given by the catalyst, or vice versa, M is the minimization of the catalyst concentration which has been used for the next time. The oxidation reaction is mixed with a mixture in which the ratio between water and p-toluic acid is given as y. In fact, M still depends on the catalyst concentration, which can be expressed as the ratio of manganese to total manganese to coba- meate content in the rich catalyst bed (x equals 1).

Taková stanovení jsou zřejmě vystavena experimentálním chybám, takže pro danou ίζι^πΙ směs (pro dané y a x) se předpokládá, že se získají rozdílné hodnoty M, které budou statisticky rozděleny okolo skutečné hodnoty se standardní od epikou delta. Hodnoty takto stanovené pro rozdílné y£ a xi jdou uvedeny v sástzduUící tabulce. Z těchto údajů se může zjss»·. tit, že standardní odcchylka z hodnoty M vypočtené z rovnice (1) je 0,70. Podobně lbauvolná pokusná hodnota M^, která není odlišná od vypočtené hodnoty o více než·dvě standardní odclhlky, tj. více než 1,4, může být považována za hodnotu konsistentní s rovnicí (1).Such assays are apparently exposed to experimental errors, so for a given ζζ ^ πΙ mixture (for a given yax) it is assumed that different M values will be obtained that will be statistically distributed around the actual value with the standard from the delta epic. The values thus determined for the different y and x are given in the table below. From these data, it can be found. The standard deviation from M calculated from Equation (1) is 0.70. Similarly, a free experimental value M ^ which is not different from the calculated value by more than two standard deviations, i.e. more than 1.4, can be considered to be consistent with equation (1).

Z . výsledků uvedených dále v tabulce 1 zřetelní vyplývá, žeOF . The results shown in Table 1 below clearly show that:

1. rovnice (1) platí pro itero1jciUi hodnotu y a x (srov. napPíklad pokusy č. 1 a 7 pro y a pokusy 7 a 19 pro x),1. equation (1) is valid for y and x (see, for example, experiments 1 and 7 for y and experiments 7 and 19 for x),

2. rovnice (1) je nezdávslá na o*íOoonouti nebo szpřítooisoti plχy]^e^sj (srov. pokusy č. 8 a 13),2. equation (1) is not dependent on oOoutouti or szpřítooisoti plχy] e e s (cf. experiments 8 and 13),

3. rovnice (!) je nezávislá ne teplotě (srov. například pokusy č. 3 a 9),3. equation (!) Is independent of temperature (cf., for example, experiments 3 and 9),

4. rovnice (1) je nezávislá na přítomnost jiných kovů než marnganu a kobaltu (srov,4. equation (1) is independent of the presence of metals other than marngan and cobalt (cf.

například pokusy č. for example, experiments no. 2 a 5). 2 and 5).

Tabulka 1Table 1

Pokus č. Experiment no. Teplota Temperature ReekSní směs ReekSní mix y y X X M M (% fa^onc otní) (% fa ^ onc) voda water p-xylen p-xylene kyselina p-toluová p-toluic acid nalezeno found vypočteno calculated 1 1 185 185 0,3 0.3 9,7 9.7 90,0 90.0 70,22 70.22 1,00 1.00 20,1 20.1 21,5 21.5 2 2 185 185 0,5 0.5 20,0 20.0 79,5 79.5 30,08 30.08 1,00 1.00 10,1 10.1 10,6 10.6 3 3 185 185 ',5 ', 5 45,7 45.7 52,8 52.8 8,76 8.76 1,00 1.00 5,1 5.1 4,8 4.8 4 4 170 170 0,4 0.4 10,6 10.6 89,0 89.0 63,54 63.54 1,00 1.00 20,0 20.0 19,7 19.7 5 5 170 170 0,6 0.6 23,5 23.5 75,9 75.9 24,38 24.38 1,00 (1) 1.00 (1) 9,0 9.0 9,1 (1) 9.1 (1) 6 6 170 170 '.4 '.4 43,5 · 43.5 · 55,1 55.1 9,60 9.60 1,00 1.00 5,1 5.1 5,1 5.1 7 7 170 170 0,1 0.1 61,3 61.3 33,6 33.6 4,76 4.76 1,00 1.00 3,7 3.7 3,8 3.8 8 8 170 170 11,6 11.6 76,6 76.6 11,8 11.8 1,17 1.17 1,00 1.00 3,1 (2) 3.1 (2) 2,8 2.8 9 9 160 160 1,3 1.3 42,6 42.6 56,1 56.1 9,95 9.95 1,00 1.00 5,1 5.1 5,2 5.2 10 10 170 170 1,3 1.3 44,4 44.4 54,3 54.3 9,25 9.25 0,79 0.79 5,2 5.2 5,1 5.1 11 11 170 170 0,3 0.3 23,0 23.0 76,7 76.7 25,21 25.21 0,50 0.50 10,1 10.1 10,3 10.3 12 12 170 170 0,2 0.2 10,8 10.8 89,0 89.0 62,34 62.34 0,46 0.46 21,7 21.7 22,2 22.2 13 13 170 170 0,0 0.0 41,8 41.8 58,2 58.2 10,53 10.53 0,46 0.46 5,5 5.5 5,8 5.8 14 14 160 160 0,5 0.5 43,9 43.9 55,5 55.5 9,57 9.57 0,46 0.46 5,5 5.5 5,5 5.5 15 15 Dec 170 170 0,5 0.5 24,3 24.3 75,2 75.2 23,46 23.46 0,33 0.33 10,1 10.1 10,6 10.6 16 16 170 170 0,3 0.3 27,0 27.0 72,7 72.7 20,39 20.39 0,25 0.25 . 10,1 . 10.1 10,2 10.2 17 17 170 170 0,4 0.4 30,4 30.4 69,2 69.2 17,23 17.23 0,17 0.17 10,1 10.1 10,1 10.1 18 18 170 170 0,5 0.5 35,3 35.3 64,2 64.2 13,77 13.77 0,09 0.09 10,1 10.1 10,7 10.7 19 19 Dec 170 170 5,4 5.4 60,5 60.5 34,1 34.1 4,27 4.27 0,00 0.00 '1,7 '1,7 11 ,8 11, 8 20 20 May 170 170 0,8 0.8 74,9 74.9 24,3 24.3 2,45 2.45 0,00 0.00 6,1 6.1 6,8 6.8 21 21 170 170 0,0 0.0 81,4 81.4 18,.6 18, .6 '73 '73 0,00 0.00 3,9 3.9 4,8 4.8

1) Jako katalyzátor se použila ekvimooární směs octanu marnanatého a octanu nikelnatého. Výýpoet x a M byl proveden bez ohledu na nikl.1) An equimolar mixture of manganese acetate and nickel acetate was used as the catalyst. The calculation of x and M was made without regard to nickel.

2) Hodnota zjiStěna bez ředění reakční směsi. Roohodujícího poměru vody ke kyselině p-toluové se dosáhlo samovolně spotřebou kyseliny p-toluové za vzniku vody, v důsledku oxidace.2) The value found without dilution of the reaction mixture. The beneficial ratio of water to p-toluic acid was achieved by spontaneous consumption of p-toluic acid to produce water due to oxidation.

Dřívější návody týkající se výběru kovových sloučenin, které lze pouui-t k oxidaci p-xylenu · a jeho částečně oxidovaných derivátů na kyselinu tereftělovou, jsou poněkud neuspokojivé. Jako obecné pravidlo vSak platí, · ie kobalt je nejlepší katalyzátor, zvláště v nepřítomnc)oti sloučeniny bromu, jako aktivátoru, a ie mangan je méně aktivní, ne-li neúčinný. Bylo zjištěno, ie шмп^1ГО je pro oxidaci kyseliny p-toluové. neaktivní (N. Ohta a ko].., Chem. Abssr. $6, 8 ·620 g, 1962) nebo dokonce působí jako inhibitor (V. N. Aleksandrov a koo., Kinet. Kaaal. Ц, 505, 1974).Earlier guidance on the selection of metal compounds that can be used to oxidize p-xylene and its partially oxidized derivatives to terephthalic acid is somewhat unsatisfactory. However, as a general rule, cobalt is the best catalyst, especially in the absence of a bromine compound as activator, and that manganese is less active, if not inactive. It has been found that ш п ^ О is for the oxidation of p-toluic acid. inactive (N. Ohta et al., Chem. Abssr. $ 6, 8 · 620 g, 1962) or even acts as an inhibitor (V. N. Aleksandrov et al., Kinet. Kaaal., 505, 1974).

Za jirých oko ono otí má m^ingan katalytickou aktivitu, ale zbarvuje kyselinu teгeftjLjvou; pokud je obsah vody vyšší nei 10 · hrncom*otních, vztaieno · na rozpouštědlo, nebe je-li obsah manganu v reakční směsi vysoký. Je proto zcela nečekané, ie při způsobu, . podle vynálezu má ma^an vynnkoaící aktivitu píi provádění oxidační reakce, která probíhá v přitom212247 nosti velkého možství vody a kdy se dostává kyselina tereftalová ve vysokém výtěžku jako bílá krystalická sraženina, která je zvláště vhodná pro další čištění až na stupeň čistoty požadovaný pro výrobu polyesterových vláken (fibergrade).In the eyes of the eye, it has a catalytic activity, but it stains the acid; if the water content is higher than 10% by weight of solvent, or the manganese content of the reaction mixture is high. It is therefore completely unexpected, ie in the way. According to the invention, it has a superior activity in carrying out an oxidation reaction which takes place in the presence of a large amount of water and gives terephthalic acid in high yield as a white crystalline precipitate which is particularly suitable for further purification up to the degree of purity required for polyester production. fibergrade.

Vytalez bude dále popsán v příkladech provedení, které jsou uvedeny k ilustraiinním účelům a nepředstavují omezení rozsahu vynálezu.The invention will be further described in the examples, which are given for illustrative purposes and are not intended to limit the scope of the invention.

Příklad ' 1Example 1

Do jednotlitoového autoklávu odolného proti korozi a opatřeného mechanickým míchadlem topným pláštěm, trubicí pro přívod plynu a otvorem se vneseA one-liter, corrosion-resistant autoclave equipped with a mechanical stirrer with heating jacket, gas supply tube and orifice is introduced

p-xylen p-xylene 45,0 45.0 £ £ kyselina p-toluová p-toluic acid 137,5 137.5 g G různé oxidované deriváty p-xylenu various oxidized p-xylene derivatives 4,5 4,5 ε ε voda water 63,0 63.0 ε ε octan manganatý manganese acetate 1,50 1.50 mrml mrml octan kobaltnatý cobalt acetate 1.74 1.74 mml mml

Reaktor se natlakuje vzduchem až na tlak 2,0 M?a a směs uvedená výše se zahřívá za míchání a přivádění vzduchu při rychlosti toku 92 litrů za hodinu.The reactor was pressurized with air to a pressure of 2.0 M 2 and the mixture mentioned above was heated with stirring and air supply at a flow rate of 92 liters per hour.

V násadě uvedené výše je mooární poměr vody ke kyselině p-toluové y = (63,0 x 136,151 // (18,02 x 187,5) = 2,54 a mooární poměr №i/Mn + Co v katalyzátoru x = 1,50 / (1,50 * 1,74) = = 0,46. Podle rovnice (1) je minimální koncentrace katalyzátoru, které je zapotřebí v tomto případě pro zajištění oxidace, vypočtena ze vztahuThe batch above is mooární ratio of water to acid E Line ptoluic y = (63.0 x 136 151 // (18.02 x 187.5) = 2.54 and the ratio mooární №i / Mn + Co in the catalyst X = 1.50 / (1.50 * 1.74) = = 0.46 According to Equation (1), the minimum catalyst concentration required in this case to ensure oxidation is calculated from

2,54 (0,46 + 0,200) + 10,9 (0,46) M = --------------------------------!------- = 3,2 mmoo/kg.2.54 (0.46 + 0.200) + 10.9 (0.46) M = ----------------------------- ---! ------- = 3.2 mmoo / kg.

4,35 (0,46) + 0,007244.35 (0.46) + 0.00724

V tomto příkladu skutečná koncentrace katalyzátoru je 10,8 milimolů na 1 kg, tj. zhruba trojnásobek minimálního ooožsví. Skutečně reakce začíná spontánně po zahřátí a probíhá účinně. Jako výsledek se projeví rychlý vzrůst teploty, která se udržuje na 170 °C říznrým chlazením.In this example, the actual catalyst concentration is 10.8 millimoles per kg, i.e., about three times the minimum amount of skin. Indeed, the reaction starts spontaneously after heating and proceeds efficiently. As a result, a rapid rise in temperature is observed, which is maintained at 170 ° C by cooling.

Po reakční době 180 minut se kyslík absorbuje v množní 40,9 1 (měřeno při teplotě místnoolti a tlaku 0,1 №P). Přívod . vzduchu se potom přeruší a v reaktoru se postupně sníží tlak, aby se odstranil nezreagovaný.p-xylen odháněním s vodní párou. Reaktor se nakonec ochladí a otevře. V něm obsažená sraženina se oddiltruje, promyje vodou a suší za vakua při teplotě asi 80 °C. Sraženina se potom analyzuje kombinovanými mE^odami, které ' zahrnují acidimeetri, polarografii a clh?omoatortfii v parní lázni. Tímto způsobem se zjistí, že se 89,4 % nadávkovacího p~xylenu a 23,1 % nadávkované kyseliny p-toluové převedlo na tyto produkty:After a reaction time of 180 minutes, oxygen is absorbed at 40.9 L (measured at room temperature and 0.1 ° C pressure). Inlet. The air is then discontinued and the pressure is gradually reduced in the reactor to remove unreacted .beta.-xylene by stripping with water vapor. The reactor is finally cooled and opened. The precipitate therein is filtered off, washed with water and dried under vacuum at about 80 ° C. The precipitate is then analyzed by combined methods including acidimetry, polarography, and steam bath clotting. In this way, it was found that 89.4% of feed p-xylene and 23.1% of feed p-toluic acid were converted to the following products:

kyselina tereftalová terephthalic acid 90,2 g 90.2 g 4-karboxybenzaldehyd 4-carboxybenzaldehyde 8,8 g 8.8 g další meziprodukty other intermediates 3,8 g 3.8 g těžké vedlejší produkty heavy by-products 2,2 g. 2,2 g.

Vezmmeli .se v úvahu, že 4-karboxybenzaldehyd a další mmeiprodukty by se při nepřetržitém postupu ve skutečnooti recirkulovaly a jejich hlavní podíl by se nakonec převedl na kyselinu tereftalovou, může se odHacdinoult, že by výtěžek kyseliny tereftalové při takovém nepřetržitém postupu překročil píce než 90 % mooámích, vztaženo na mn^UÍ spotřebovaného p-xylenu.Considering that 4-carboxybenzaldehyde and other intermediates would in fact be recirculated in a continuous process and their major part would eventually convert to terephthalic acid, the yield of terephthalic acid in such a continuous process would exceed forage more than 90 % molar, based on m-1 of the p-xylene consumed.

Při jiné operaci, prováděné za stejiých podmínek, se horká reakční směs filtruje, výsledný koláč se dále promyje na filtru horkou vodou a suší za vakua. Aialýza suchého produktu ukazuje, že 3e skládá (uvedeno v % hrnoU-notních) z:In another operation carried out under the same conditions, the hot reaction mixture is filtered, the resulting cake is further washed on the filter with hot water and dried under vacuum. Aialysis of the dry product shows that 3e consists (expressed in% by weight) of:

Barva tohoto vzorku se stanoví změřením optické hustoty jeho roztoku ve zředěném amoniaku, podle metody popsané v USA patentu 5. 3 354 802, s tím rozdílem, že se použijí nádobky pěticentimetrové místo čtyřcentimetrových. Hodnoty optické hustoty, které se takto zjistily, jsou uvedeny v následující tabulce 2 a jsou porovnány s hodnotami optické hustoty, která se stanovila u vzorku obchodní kyseliny tereftalové o čistotě 99 * %· kyseliny tereftalové kyseliny p-toluové 4-karboxybenzaldehyduThe color of this sample is determined by measuring the optical density of its solution in dilute ammonia, according to the method described in U.S. Patent 5,354,802, except that the vials are 5 centimeters instead of 4 centimeters. The optical density values thus determined are shown in Table 2 below and are compared to the optical density values determined for a commercial terephthalic acid sample having a purity of 99% by weight of terephthalic acid of p-toluic 4-carboxybenzaldehyde.

85,6 %85.6%

9.6 %9.6%

3.6 %.3.6%.

Tabulka 2Table 2

Nezpracovaný vzorek Raw sample Optická hustota při Optical density at (nm) (nm) Původ Origin Čistota (% hmotnostní) Purity (% by weight) 340 340 380 380 400 400

Vyroben způ- Made by sobem podle vynálezu according to the invention 85,6 85.6 0,428 0.428 0,102 0,102 0,076 0,076 Obchodní produkt Business product 99+ 99 + 0,726 0,726 0,183 0.183 0,111 0,111

Je zřejmé, že surový vzorek získaný tímto postupem jednoduchou filtrací a nakonec promytím má lepěí barevné charakteristiky než obchodní vzorek kyseliny tereftalové o mnohem lepší Čistotě. Tento surový vzorek je proto zvláště vhodný pro další čištění až na stupen čistoty požadovaný pro výrobu polyesterových vláken.Obviously, the crude sample obtained by this process by simple filtration and finally washing has better color characteristics than a commercial sample of terephthalic acid of much better purity. This raw sample is therefore particularly suitable for further purification up to the degree of purity required for the production of polyester fibers.

Příklad 2Example 2

Zopakuje se pokus jako v předchozím příkladu, s tím rozdílem, že se místo 63,0 g vody jako rozpouštědla použije směs vody 33,0 g a kyseliny octové 30,0 g.The experiment was repeated as in the previous example, except that instead of 63.0 g of water, a mixture of 33.0 g of water and 30.0 g of acetic acid was used as solvent.

Po 180 minutách reakce se absorbuje kyslík v množství 39,7 1, tj. zhruba stejné množství jako v předchozím příkladu. Reakční směs se potom zpracuje a analyzuje, jak je popsáno v předchozím příkladu. Zjistí se, že 88,0 % nadávkovaného p-xylenu a 23,5 % nadávkované kyseliny p-toluové se převedlo na tyto produkty:After 180 minutes of reaction, oxygen was absorbed in an amount of 39.7 L, i.e. about the same amount as in the previous example. The reaction mixture was then worked up and analyzed as described in the previous example. It was found that 88.0% of the metered p-xylene and 23.5% of the metered p-toluic acid were converted to the following products:

kyselina tereftalové 89,4 g 4-karboxybenzaldehyd 6,5 g ostatní meziprodukty 4,8 g těžké vedlejší produkty 3,2 g.terephthalic acid 89.4 g 4-carboxybenzaldehyde 6.5 g other intermediates 4.8 g heavy by-products 3.2 g.

Stejnou metodou, jak je uvedena v předchozím příkladu, se může odhadnout, Že při nepřetržitém pracovním postupu za podmínek použitých v tomto příkladu by byl výtěžek kyseliny tereftalové asi 90 %, vztaženo na spotřebovaný p-xylen.By the same method as in the previous example, it can be estimated that in a continuous operation under the conditions used in this example, the yield of terephthalic acid would be about 90% based on the p-xylene consumed.

Jak je zřejmé, tyto výsledky jsou prakticky shodné s výsledky z předchozího příkladu, kde se použilo vody jako jediné složky rozpouštědla.As can be seen, these results are virtually identical to those of the previous example, where water was used as the sole solvent component.

Příklad 3Example 3

Pokus z příkladu 2 se zopakuje s tím rozdílem, že se kyselina octová nahradí kyselinou mavenčí. Rozpouštědlo použité v tomto případě tvoří proto směs:The experiment of Example 2 was repeated except that the acetic acid was replaced by the formic acid. The solvent used in this case therefore constitutes a mixture of:

vody 33,0 g a kyseliny mravenčí 30,0 g.water 33.0 g and formic acid 30.0 g.

Po 180 minutách reakce se kyslík absorbuje v mnossví 35,7 1. Stejiýo analytCkým postu• pem jako v přechozích příkladech se stanoví, že se 88,0 % nadávkovaného p-xylenu a 15,6 % nadávkované kyseliny p-toluové převedlo na tyto produkty:After 180 minutes of reaction, oxygen is absorbed in a quantity of 35.7 L. By the same analytical procedure as in the previous examples, it was determined that 88.0% of feed p-xylene and 15.6% of feed p-toluic acid were converted to these products. :

kyselina tereftalová 66,7 g 4-karboxybenzaldehyd 6,8 g ostatní meeiprodukty 7,0 g těžké vedlejší produkty 3,7 g.terephthalic acid 66.7 g 4-carboxybenzaldehyde 6.8 g other intermediates 7.0 g heavy by-products 3.7 g.

Stejnou metodou jak je uvedena v předchozím příkladu, se může odhadnout,, že při nepřetržiéém pracovním postupu'za' podmínek použitých v tomto příkladu by byl výtěžek kyseliny tereftalové asi 85 % mooárních, vztaženo na spotřebovaný p-xylen.By the same method as in the previous example, it can be estimated that, under continuous operation, under the conditions used in this example, the yield of terephthalic acid would be about 85% molar based on the p-xylene consumed.

Ačkoliv tyto výsledky nejsou tak dobré jako v předchozích příkladech, uki^s^uj^:í, že velké množtví kyseliny mravenčí se může povoHt v reakční s^ss, aniž se zjistí vážné účinky na výtěžek a reakční rychlost. To je zvláště neočekávané, jelikož v dřívějších publikacích se kyselina mravenčí vždy popisovala jako účinný inhibitor oxidačních reakcí. Protože se kyselina mravenčí vždy produkuje při těchto reakcích, mělo by se obvykle vyhnout určiéému jejímu nahromadění v reakční sm^í^i pracnými a nákladnými postupy.Although these results are not as good as in the previous examples, it is shown that a large amount of formic acid can be allowed to react in the reaction mixture without serious effects on yield and reaction rate being found. This is particularly unexpected since in previous publications formic acid has always been described as an effective inhibitor of oxidation reactions. Since formic acid is always produced in these reactions, it should generally be avoided that some of its accumulation in the reaction mixture is laborious and costly.

Při tomto postupu se kyselina mravenčí spaluje, jak se stanovilo na základě skutečnosti, že při této zkoušce vzniklo 6,0 1 kysličníku uhličitého místo 3,8 1, jak bylo změřeno v pokuse z příkladu 1. Proto při způsobu podle vynálezu není zapotřebí provádět žádnou speciální operaci vedoucí ' k odstranění kyseliny mravenčí z reakční směěi.In this procedure, formic acid is burned as determined by the fact that in this test 6.0 L of carbon dioxide was generated instead of 3.8 L as measured in the experiment of Example 1. Therefore, in the process of the invention no a special operation to remove formic acid from the reaction mixture.

Příklad 4Example 4

Pokus z příkladu 1 se zopakuje, s tím rozdílem, že se jako samotný katalyzátor použije kobalt.The experiment of Example 1 was repeated except that cobalt was used as the catalyst itself.

Skutečná dávka je tato: The actual dose is as follows: p-xylen p-xylene 45,0 g 45,0 g kyselina p-toluová p-toluic acid 190,1 g 190.1 g různé oxidované deriváty various oxidized derivatives 1,9 g 1.9 g voda water 63,0 g 63.0 g octan kobaltnatý cobalt acetate 3,48 oioml. 3,48 oioml. Při této dávce y je 2,50 At this dose, y is 2.50 i x zřejmě 0,00. Proto oinimOání шпс^Ы kobaltu zajišťují· i x probably 0.00. Therefore, the refinement of cobalt provides · tomto případě oxidaci 'je in this case the oxidation is

2,50 (0,200)2.50 (0.200)

M = ------------- = 6,9 mmoo/kg.M = ------------- = 6.9 mmoo / kg.

0,07240.0724

Kooceetrace octanu kobaltnatého v počáteční soOsi je 11,6 oilioolů na 1 kg, tedy zhruba dvojnásobek O^i^:ioá^].ního ond^ví. Po 180 minutách reakce se kyslík absorbuje v mnt0stoíThe co-ocetration of cobalt acetate in the initial salt is 11.6 oiliools per kg, about twice the amount of oil. After 180 minutes of reaction, oxygen is absorbed in the medium

41,5 1. Reakční směs se potom zpracuje a analyzuje, jak již bylo popsáno. Stanoví ae, žeThe reaction mixture was then worked up and analyzed as described above. It provides that:

90,8 % nadávkovaného p-xylenu a 19,5 % nadávkované kyseliny p-toluové se převedlo na tyto produkty:90.8% of the metered p-xylene and 19.5% of the metered p-toluic acid were converted to the following products:

kyselina tereftalová 74,2 g 4-karboxybenzaldehyd 6,8 $ ostatní meeiprodukty 1,5 g těžké vedlejší produkty 3,7 g.terephthalic acid 74.2 g 4-carboxybenzaldehyde 6.8 $ other intermediate 1.5 g heavy by-products 3.7 g.

Při porovnání těchto výsledků s výsledky i příkladu 1 je zřejmé, že se vyrobilo méně kyseliny tereftalové, aěkooiv absorpce kyslíku byla ·poněkud vyšší. Odhadem jako v předchozím příkladu se zjistí, že výtěžek kyseliny tereftělové, který by byl dosažen při- nepřetržiéém postupu, by dosáhl hodnoty 81 % místo 90 %. RoziU jasně ukazuje, že výsledný výtěžek je výsledkem poožiií směsi manganu a kob^Hu, jako katalyzátoru, msto kobaltu samooného.Comparing these results with those of Example 1, it is clear that less terephthalic acid was produced, although oxygen absorption was somewhat higher. It is estimated, as in the previous example, that the yield of terephthalic acid, which would be achieved in a continuous process, would be 81% instead of 90%. It clearly shows that the resulting yield is the result of ingestion of a mixture of manganese and cobalt, as catalyst, instead of cobalt samoon.

PPíklad 5 .EXAMPLE 5.

Pokus i příkladu 1 se zopakuje s tím rozdílem, že se zde jako samotný katalyzátor použije mangan. Skutečné složení dávky je toto:The experiment of Example 1 was repeated except that manganese was used as the catalyst itself. The actual composition of the lot is as follows:

p-xylen 44,0 g kyselina p-toluová 182,,8 g různé oxidované eerivtty 9,2 g voda 66,0 g octan manganatý 3,00 mmol.p-xylene 44.0 g p-toluic acid 182.8 g various oxidized derivatives 9.2 g water 66.0 g manganese acetate 3.00 mmol.

Při této dávce y je 2,60 a'zřejmě x je 1,00. Proto minimální moOství meaoganu zajištující oxidaci jeAt this dose, y is 2.60 and apparently x is 1.00. Therefore, the minimum amount of meaogan to ensure oxidation is

2,60 (1,00 + 0,200) + 10,9 M = -------------------------- = 3,2 mmo/kg.2.60 (1.00 + 0.200) + 10.9 M = -------------------------- = 3.2 mmo / kg.

4,35 + 0,07244.35 + 0.0724

V tomto případě je koncentrace manganu 10,0 oíIíooIů na 1 kg, tj. asi trojnásobek minimálního rninožsví jako v příkladu 1.In this case, the manganese concentration is 10.0 µg / kg, i.e., about three times the minimum grain size as in Example 1.

Po 180 minutách reakce se absorbuje 25,3 1 kyslíku, tj. zřetelně méně než v předcházejících příkaadech. Reakční směs se potom zpracuje a anaayzuje, jak již byao popsáno. Bylo stanoveno, že 70,2 % nadávkovaného p-xylenu a 5,8 % nadávkované kyseliny p^ounové se převedlo- na tyto · produkty:After 180 minutes of reaction, 25.3 liters of oxygen are absorbed, ie significantly less than in the previous examples. The reaction mixture is then worked up and analyzed as previously described. It was determined that 70.2% of the metered p-xylene and 5.8% of the metered ponic acid were converted into the following products:

kyselina tereftalové - 31,2 g 4-karboxybenzaldehyd 5,9 g ostatní шо^ргкЪНу 6,3 g těžké veddejší produkty 5,1 g.terephthalic acid - 31.2 g 4-carboxybenzaldehyde 5.9 g other шо ^ ргкЪНу 6.3 g heavy by-products 5.1 g.

Porovnání těchto výsledků s výsledky z příkladů 1 a 2 jasně dokazuje, Že se zde spotřebuje méně reakčních složek a že se vyrobí méně kyseliny tereftalové. Kromě toho výtěžek kyseliny terefta0ová u kontinuálního postupu, stanovený z těchto údajů jako v předcházejících příkladech, činí pouze 69 %. AČkdiv mangan je zřetelně účinnější než kobalt pro dosažení oxidace v přUomiooti vody (jak se ověří nižší - hodnotou vypočtenou pro M při porovnání s hodnotou vypočtenou pro samotný ОоЬь11), pouužtí manganu společně s kobaltem, jako v příkladu 1, je určitou výhodou, s ohledem jak na rychlost, tak na výtěžek reakce.A comparison of these results with those of Examples 1 and 2 clearly demonstrates that less reactants are consumed and less terephthalic acid is produced. In addition, the yield of terephthanoic acid in the continuous process, determined from these data as in the previous examples, is only 69%. Although manganese is clearly more effective than cobalt to achieve oxidation in water (as verified by a lower value calculated for M as compared to the value calculated for ОоЬь11 alone), the use of manganese together with cobalt, as in Example 1, is a certain advantage, both the rate and yield of the reaction.

Příklad 6Example 6

Pokus z příkladu 1 se zopakuje s tím rozdílem, že se v tomto případě použije mangan společně s niklem. Skutečné složení násady je toto:The experiment of Example 1 was repeated except that in this case manganese was used together with nickel. The actual composition of the handle is as follows:

p-xylen p-xylene 45,0 g 45,0 g kyselina p-toluová p-toluic acid 182,8 g 182.8 g různé oxidované deriváty various oxidized derivatives 9,2 g 9,2 g voda water 63,0 g 63.0 g octan manganatý manganese acetate 1,50 mmol 1.50 mmol octan nikelnatý nickel acetate 1,50 mmol 1.50 mmol

V této dávce у je 2,60 a x je 1,00 jako v předchozím příkladu, takže lí Činí 3,2 milimolů na 1 kg (nikl ae do výpočtu M nezapočítává). V tomto příkladu je koncentrace manganu 5,0 milimolu na 1 kg tedy 1,8násobný přebytek nad minimální množství. Oxidace skutečné probíhá aktivně.At this dose, у is 2.60 and x is 1.00 as in the previous example, so L 1 is 3.2 millimoles per kg (nickel and e is not included in the M calculation). In this example, the manganese concentration is 5.0 millimoles per kg, i.e. a 1.8 fold excess over the minimum amount. The actual oxidation is active.

Po 180 minutách se kyslík absorbuje v množství 29,2 1 a reakční směs se analyzuje, jak již bylo popsáno. Bylo stanoveno, že 79,1 % nadávkovaného p-xylenu a 3,3 % nadávkované kyseliny p-toluové bylo převedeno na tyto produkty:After 180 minutes, oxygen was absorbed at 29.2 L and the reaction mixture analyzed as described above. It was determined that 79.1% of feed p-xylene and 3.3% of feed p-toluic acid were converted to the following products:

kyselina tereftalové 35,6 g 4-karboxybenzaldehyd 6,6 g ostatní meziprodukty 2,6 g těžké vedlejší produkty 3,2 g.terephthalic acid 35.6 g 4-carboxybenzaldehyde 6.6 g other intermediates 2.6 g heavy by-products 3.2 g.

Porovnání těchto výsledků s výsledky z předchozího příkladu ukazuje, Že se absorbuje poněkud větší objem kyslíku a vyrobí více kyseliny tereftalové, než když se použije samotného manganu za koncentrace dvakrát vyšší než v tomto příkladu. To ukazuje, že pro zvýšení rychlosti reakce se mohou použít společně s manganem jiné kovy než kobalt.A comparison of these results with those of the previous example shows that somewhat greater oxygen is absorbed and produces more terephthalic acid than when using manganese alone at a concentration twice as high as in this example. This shows that metals other than cobalt can be used together with manganese to increase the rate of reaction.

Příklad 7Example 7

Do autoklávu jako v předchozím příkladu se nadávkuje:The autoclave is dosed as in the previous example:

p-xylen p-xylene 45,0 g 45,0 g kyselina p-toluová p-toluic acid 218,5 g 218.5 g různé oxidované deriváty various oxidized derivatives 6,5 g 6,5 g voda water 30,0 g 30,0 g octan manganatý manganese acetate 0,52 mmol 0.52 mmol octan kobaltnatý cobalt acetate 0,45 mmol. 0.45 mmol. V této dávce je molární poměr The molar ratio is at this dose vody ke kyselině p-toluové(y) 1,04 a molární frakce man- water to p-toluic acid (s) 1.04 and the molar fraction of man-

ganu v katalyzátoru (x) činí 0,46. Podle rovnice(l) je proto minimální koncentrace katalyzátoru, která se musí použít pro zajištění oxidace M = 2,7 milimolů na 1 kg. Skutečná koncentrace katalyzátoru v tomto příkladu je 0,97 milimolu na 300 g počáteční směsi nebo 3,2 mmol/kg, tj. pouze 0,5 milimolu přebytku nad minimální koncentraci. Přesto začátek oxidace je spontánní a provádí se aktivně. Výsledkem je, že teplota rychle vzrůstá a udržuje se na 170 °C řízeným chlazením.gane in catalyst (x) is 0.46. According to equation (1), the minimum catalyst concentration that must be used to ensure oxidation of M = 2.7 millimoles per kg. The actual catalyst concentration in this example is 0.97 millimoles per 300 g of initial mixture or 3.2 mmol / kg, i.e. only 0.5 millimoles of excess above the minimum concentration. However, the onset of oxidation is spontaneous and is carried out actively. As a result, the temperature rises rapidly and is maintained at 170 ° C by controlled cooling.

Po 395 minutách reakce se absorbuje 62,9 1 kyslíku. Přidávání vzduchu probíhá potom diskontinuálně. Složení reakční směsi se stanoví stejným postupem jako v příkladu 1.After 395 minutes of reaction, 62.9 L of oxygen was absorbed. The air addition is then discontinuous. The composition of the reaction mixture was determined in the same manner as in Example 1.

Bylo stanoveno, Že 98,8 % nadávkovaného p-xylenu a 29,2 % nadávkované kyseliny p-toluové se převedlo na tyto produkty:It was determined that 98.8% of feed p-xylene and 29.2% of feed p-toluic acid were converted to the following products:

kyselina tereftaSové terephtaic acid 102,5 g 102.5 g 4-karb oxybenzaldehyd 4-carboxybenzaldehyde 6.6 g 6.6 g ostatní oc^p^^^y others oc ^ p ^^^ y 4,6 g 4.6 g těžké veddejší produkty heavy by-products 3,6 g. 3.6 g.

Stejně jako v příkladu 1 se z těchto údajů odhadne výtěžek kyseliny tereftalové, který by se dosáhL při nepřetržitém postupu, kde ·se recirkulují získané m^eij^jroc^i^l^lty, 80 %, tj. o 10 % než výtěžek vypočtený v příkladu 1. Hlavní rozdíl mezi pokusy je ten, že v příkladu 1 je obsah vody v · násadě 21 % hrnoonnotních, v porovnání s pouhými 10 % přítonrnými v tomto případě. Výsledný roildl výtěžku může být tak považován za dalěí ilustraci výhody provádění i oxidace p-xylenu v přítomnosti podstatného moožteí vody, podle tohoto vynálezu.As in Example 1, these data estimate the terephthalic acid yield that would be achieved in a continuous process where 80%, i.e., 10%, of the yield obtained was recirculated, ie 10% than the calculated yield. in Example 1. The main difference between the experiments is that in Example 1, the water content of the batch is 21% by hour, compared to only 10% by weight in this case. The resulting yield roildl can thus be considered as further illustrating the advantage of carrying out the oxidation of p-xylene in the presence of a substantial water, according to the invention.

Srovnávací příkladComparative example

Do·autoklávu se nadávkuje stejné mnoožsví sloučenin jako v předcházejícím příkladu, s tím rozdílem, že se použžje pouze 0,30 mol octanu твт^апа^^ a 0,35 mol octanu kobaltnatého. Celková koncentrace kovových katalyzátorů je proto 2,2 milimolů na 1 kg tj. o 0,5 milimolu nižší než minimální mnnožteí vypočtené v tomto předcházejícím příkladu.The same amount of compounds as in the previous example were metered into the autoclave except that only 0.30 moles of acetate and 0.35 moles of cobalt acetate were used. The total metal catalyst concentration is therefore 2.2 millimoles per kg, i.e. 0.5 millimoles lower than the minimum quantity calculated in this previous example.

Po zahřátí směsi v p^odo^sí proudu vzduchu za stejných podmínek jako v · p^jdcházilícím příkladu se kyslík začne podobně absorbovat, aLe asi po 70 minutách poklesne absorpce náhle na zanedbatelnou úroveň. Množte! absorbovaného kyslíku jé pouhých 6,7 1.After heating the mixture in a stream of air under the same conditions as in the previous example, oxygen begins to absorb similarly, but after about 70 minutes absorption suddenly drops to a negligible level. Qty! absorbed oxygen is just 6.7 liters.

Příklad 8Example 8

Do stejného autoklávu jako v příkladu 1 se nadávkuje:The same autoclave as in Example 1 is dosed:

p^o^adácty-d ad-d 45,0 g 45,0 g kyselina p-toluová p-toluic acid 1187,5 g 1187.5 g různé oxidované deriváty various oxidized derivatives 4,5 g 4.5 g voda water 63,0 g 63.0 g octan marnganatý marnganous acetate 1,5 mmol 1.5 mmol octan ksbaltnltV Acetate ksbaltnltV 1,74 mnol. 1.74 mnol.

Jak je zřejmé, tato směs je velmi blízká smOsi dávkované v případech· 1 až 5, s tím rozdílem, že se p-xylen nahradí p-toluadleЦddeo. poměr vody ke kyselině p-toluové je opět 2,54. Podle rovnice (1) je minimální koncentrace katalyzátoru, která se má pou^t k ^dštění oxidace, M = 3,2 oilioslů na 1 kg. Skutečná koncentrace katalyzátoru v tomto příkladu je 10,8 morno/kg, tj. asi třikrát tak vytoká.As can be seen, this mixture is very close to the mixture dosed in cases 1 to 5, except that p-xylene is replaced by p-toluene-ddeo. the water to p-toluic acid ratio is again 2.54. According to equation (1), the minimum concentration of catalyst to be used to purify the oxidation is M = 3.2 oiliosl per kg. The actual catalyst concentration in this example is 10.8 pounds / kg, i.e. about three times as high.

Tato směs se zahřívá v přítomn^ti vzduchu jako v předchozích případech. Absorpce kyslíto začne sponten^ asi při 30 °C. Teplota se nec stenat a u^áuje se na 170 °C iFizeiým chlazením. Po 180 minutách reakce se absorbuje množte! 25,6 1 kyslíku. Vzduch se potom přidává diskontinuálnS. Do reaktoru se vstřkkne 180 Ol n-heptanu k extrakci nezreagovaného p-toluaddehydu, přičemž se pokračuje·v míchání a zalhřívání. · Výsledná směs se potom ochladí a reaktor se otevře.This mixture is heated in the presence of air as before. The oxygen uptake begins to spontaneously at about 30 ° C. The temperature of the NEC hook-walls and the gone to 170C iFizeiým cooling. After 180 minutes of reaction, the amount is absorbed! 25.6 L of oxygen. The air is then added discontinuously. 180 µl of n-heptane was injected into the reactor to extract unreacted p-toluaddehyde while stirring and heating were continued. The resulting mixture is then cooled and the reactor is opened.

Obsažená sraženina se filtruje, promyje n-heptanem, suší se za vakua při teplotě °C, opět promrje vodou a nakonec suší za vakua při teplotě asi 70 °C.The precipitate contained is filtered, washed with n-heptane, dried under vacuum at 0 ° C, washed again with water and finally dried under vacuum at about 70 ° C.

Produkt se potom analyzuje sterým ' postupem jako v předchozích příkladech.The product is then analyzed by a sterile procedure as in the previous examples.

Filtrát a promývocí kapalina se sppo^í a heptanový extrakt ocddlděLí dekannací. Alikvotní poodl tohoto extraktu se analyzuje chrsmolosraaií v - parní fázi, pro stanovení nereagovaného p-toluaddehydu. Zbbvaaící část se odpaří za vakua do sucha a zbytek se analyzuje stejnou metodou jako u první sraženiny.The filtrate and the wash liquid were dispensed and the heptane extract was decanted. An aliquot of this extract is analyzed by vapor-phase chromosolysis to determine unreacted p-toluaddehyde. The remaining portion was evaporated to dryness under vacuum and the residue analyzed by the same method as for the first precipitate.

Z těchto rozdílných analýz se stanoví, že 99,9 % nadávkovaného p-tolualdehydu aFrom these different analyzes, it was determined that 99.9% of the dosed p-tolualdehyde α

10,7 % nadávkované kyseliny p-toluové se převedlo na tyto produkty:10.7% of metering p-toluic acid was transferred to the following products:

kyselina tereftalové terephthalic acid 58,4 58.4 £ £ 4-karboxybenzaldehyd 4-carboxybenzaldehyde 7.’ 7. ’ £ £ ostatní meziprodukty other intermediates 6,’ 6, ’ £ £ těžké vedlejší produkty heavy by-products 5,4 5.4 £· £ ·

Srovnávací příklad 1Comparative Example 1

Do autoklávu se nadávkuje stejné množství sloučenin jako v předchozím příkladu, s tím rozdílem, že se použije pouze 0,3 mmolu jak octanu manganatého, tak octanu kobaltnatého. Celková koncentrace katalyzátoru je proto 2,0 milimoly na 1 kg tj. o 1,2 mmol nižší než minimální množství vypočtené z rovnice (1)·The autoclave was dosed with the same amount of compounds as in the previous example except that only 0.3 mmol of both manganese acetate and cobalt acetate were used. The total catalyst concentration is therefore 2.0 millimoles per kg, ie 1.2 mmol lower than the minimum amount calculated from equation (1) ·

Tato směs se zahřívá v přítomnosti vzduchu za stejných podmínek jako v předchozím příkladu. Po 160 minutách reakce se kyslík absorbuje pouze v množství 9,0 1. Reakční směs se potom zpracuje a analyzuje jako v předchozím příkladu. Bylo stanoveno, Že nadávkovaný p-tolualdehyd se úplně převedl na tyto produkty:This mixture was heated in the presence of air under the same conditions as in the previous example. After 160 minutes of reaction, oxygen was only absorbed in an amount of 9.0 L. The reaction mixture was then worked up and analyzed as in the previous example. It was determined that the metered p-tolualdehyde was completely converted into the following products:

kyselina tereftalová terephthalic acid 2,3 g 2.3 g kyselina p-toluová p-toluic acid 3b7 g 3b7 g 4-karboxybenzaldehyd 4-carboxybenzaldehyde 3,8 g 3.8 g ostatní meziprodukty other intermediates 0,9 g 0,9 g těžké vedlejší produkty heavy by-products 2,0 g. 2,0 g.

Z toho je zřejmé, že v tomto případě se p-tolualdehyd hlavně převedl na kyselinu p-toluovou, aniž vzniklo významnější množství kyseliny tereftalové.Thus, it is clear that in this case p-tolualdehyde was mainly converted to p-toluic acid, without producing a significant amount of terephthalic acid.

Srovnávací příklad 2Comparative Example 2

V tomto příkladu se jako samotná látka určená к oxidaci použije p-tolualdehyd. Skutečná dávka je tato:In this example, p-tolualdehyde is used as the oxidant itself. The actual dose is as follows:

p-tolualdehyd voda octan manganetý octan kobaltnatý p-tolualdehyde water manganese acetate cobalt acetate 225,0 g 75,0 g 1,50 mmol 1,50 mmol. 225.0 g 75.0 g 1.50 mmol 1.50 mmol.

Po zahřátí této směsi v přítomnosti vzduchu za stejných podmínek jako v příkladu 8 se podobně začne absorbovat kyslík, ale potom se jeho absorpce zřetelně zpomalí. Po asi 240 minutách reakce za teploty 170 °C se absorbuje kyslík v množství 29,6 1. Zpracováním a analýzou výsledné reakční směsi, jak je popsáno svrchu, se stanoví, že se 99,7 % nadávkovaného p-tolualdehydu převedlo na tyto produkty:Upon heating of the mixture in the presence of air under the same conditions as in Example 8, oxygen is similarly started to absorb, but then its absorption is clearly slowed down. After about 240 minutes of reaction at 170 ° C, oxygen was absorbed in an amount of 29.6 L. Processing and analysis of the resulting reaction mixture as described above determined that 99.7% of the metered p-tolualdehyde was converted to the following products:

kyselina tereftalová terephthalic acid 4,6 g 4.6 g kyselina p-toluová p-toluic acid 171,4 g 171.4 g 4-karboxybenzaldehyd 4-carboxybenzaldehyde 4,6 g 4.6 g ostatní meziprodukty other intermediates ’ >3 g ’> 3g těžké vedlejší produkty heavy by-products 1,3 g 1.3 g

Zde je zřejmé, že hlavním produktem oxidace p-tolualdehydu je kyselina p-toluová a že vzniklo pouze malé množství kyseliny tereftalové. Tento výsledek nápadně ilustruje,Here, it is clear that the main product of p-tolualdehyde oxidation is p-toluic acid and that only a small amount of terephthalic acid has formed. This result clearly illustrates

Že к oxidaci p-tolualdehydu na kyselinu tereftalovou podle tohoto vynálezu musí být na začátku reakce přítomna v dostatečném množství kyselina p-toluová.That p-toluic acid must be present in sufficient quantity at the beginning of the reaction to oxidize p-tolualdehyde to terephthalic acid according to the invention.

Příklad 9Example 9

Pokus z příkladu 8 se zopakuje s tím rozdílem, že se jako samotného katalyzátoru použije octanu kobaltnatého. Podle rovnice (1) se může vypočítat, že minimální koncentrace kobaltu, která se musí v tomto případě použít, je M = 7,0 milimolů na 1 kg. Skutečná koncentrace kobaltnatého katalyzátoru v tomto příkladu je 11,6 milimolů na 1 kg.The experiment of Example 8 was repeated except that cobalt acetate was used as the catalyst itself. According to equation (1), it can be calculated that the minimum cobalt concentration to be used in this case is M = 7.0 millimoles per kg. The actual cobalt catalyst concentration in this example is 11.6 millimoles per kg.

Absorpce kyslíku opět začíná při nízké teplotě. Přesto se směs musí zahřívat, aby se udržela teplota 170 °C. Asi po 210 minutách reakce se kyslík absorbuje v množství 20,8 1. Reakční směs se potom zpracuje a analyzuje jako v předchozím příkladu. Tak se stanoví, že 99,9 % nadávkovaného p-tolualdehydu a 6,0 % nadávkované kyseliny p-toluové se převedlo na tyto produkty:Oxygen absorption again begins at low temperature. Nevertheless, the mixture must be heated to maintain a temperature of 170 ° C. After about 210 minutes of reaction, oxygen is absorbed in an amount of 20.8 L. The reaction mixture is then worked up and analyzed as in the previous example. Thus, 99.9% of the metered p-tolualdehyde and 6.0% of the metered p-toluic acid were converted to the following products:

kyselina tereftalová terephthalic acid 49,1 g 49,1 g 4-kerboxybenzaldehyd 4-Kerboxybenzaldehyde 6,9 g 6.9 g ostatní meziprodukty other intermediates 6,5 g 6,5 g těžké vedlejší produkty heavy by-products 6,3 g. 6,3 g.

Srovnávací příklad předchozím příkladu se nadávkuje:The comparative example of the previous example is swelled:

Do stejného autoklávu jako vInto the same autoclave as in

p-tolualdehyd p-tolualdehyde 69,6 g 69,6 g kyselina p-toluová p-toluic acid 123,0 g 123.0 g různé oxidované deriváty various oxidized derivatives '3,0 g 3.0 g voda water 105,0 g 105.0 g octan kobaltnatý cobalt acetate 3,48 mml 3.48 mml

Tak se použije stejné množství kobaltnatého katalyzátoru, jak je uvedeno výše (11,6 mmol/kg), ale zde je molární poměr vody ke kyselině p-toluové 6,45 místo 2,54. Minimální koncentrace kobaltového katalyzátoru, která se v tomto případě musí použít, je proto M - 17,8 tj. o 6,2 mmol více než skutečná koncentrace, která je v dávce.Thus the same amount of cobalt catalyst as above (11.6 mmol / kg) is used, but here the molar ratio of water to p-toluic acid is 6.45 instead of 2.54. The minimum cobalt catalyst concentration to be used in this case is therefore M - 17.8, ie 6.2 mmol more than the actual concentration present in the batch.

Směs se zahřívá v přítomnosti vzduchu. Zde opět začne bezprostředně absorpce kyslíku. Avšak po 45 minutách poklesne na nulovou úroveň, třebaže se pokračuje v zahřívání na 170 °C. Po 300 minutách reakce se absorbuje kyslík v množství pouze 10,0 1. Reakční směs se potom zpracuje a analyzuje jak je popsáno v příkladu 8. Stanoví se, že 90,1 % nadávkovaného p-tolualdehydu se převedlo na tyto produkty:The mixture is heated in the presence of air. Here again, oxygen absorption immediately begins. However, after 45 minutes it drops to zero even though heating is continued at 170 ° C. After 300 minutes of reaction, only 10.0 L of oxygen was absorbed. The reaction mixture was then processed and analyzed as described in Example 8. It was determined that 90.1% of the metered p-tolualdehyde was converted to the following products:

kyselina tereftalová terephthalic acid 3,7 g 3.7 g kyselina p-toluová p-toluic acid 53,5 g 53,5 g 4-karboxybenzaldehyd 4-carboxybenzaldehyde 3,3 g 3.3 g ostatní meziprodukty other intermediates 0,7 g 0.7 g těžké vedlejší produkty heavy by-products 6,6 g 6,6 g

Z toho je zřejmé, že p-tolualdehyd se přeměnil hlavně na kyselinu p-toluovou bez významného vzniku kyseliny tereftalové.Thus, it is apparent that p-tolualdehyde was mainly converted to p-toluic acid without significant formation of terephthalic acid.

Příklad 10Example 10

Do stejného autoklávu jako v předchozím příkladu se nadávkuje:The same autoclave as in the previous example is dosed:

kyselina p-toluová různé oxidované deriváty voda octan kobaltnatý octan manganatýp-toluic acid various oxidized derivatives water cobalt acetate manganese acetate

214,3 g214.3 g

1θ,7 &1θ, 7 &

75,0 ££ 75.0

1,74 mmol1.74 mmol

1,50 mmol.1.50 mmol.

V tomto příkladu se nepoužije p-xylenu ani p-tolualdehydu. Molární poměr vody ke kyselině p-toluové (y) je 2,64 a molární frakce manganu v katalyzátoru (x) Siní 0,46, jako v příkladu 1. Minimální koncentrace katalyzátoru, která se musí použít, jak je vypočítáno z rovnice (1), je M = 3,3 milimolů na 1 kg. V tomto příkladu je skutečná koncentrace katalyzátoru 3,24 mmol na 300 g reakční směsi nebo 10,8 milimolu na 1 kg, tj. asi trojnásobek minimálního množství.No p-xylene or p-tolualdehyde is used in this example. The molar ratio of water to p-toluic acid (y) is 2.64 and the molar fraction of manganese in the catalyst (x) is Sine 0.46, as in Example 1. The minimum catalyst concentration to be used as calculated from equation (1). M = 3.3 millimoles per kg. In this example, the actual catalyst concentration is 3.24 mmol per 300 g of reaction mixture or 10.8 millimoles per kg, i.e. about three times the minimum amount.

Směs se zahřívá v přítomnosti vzduchu za stejných podmínek jako v příkladu 1.The mixture was heated in the presence of air under the same conditions as in Example 1.

V tomto případě reakce opět začne spontánně. Po 180 minutách reakce se absorbuje 19,4 1 kyslíku a reakce se přeruší ochlazením. Autokláv se potom otevře a sraženina v něm obsažená se zpracuje a analyzuje, jak popsáno v příkladu 1. Stanoví se, že se převedlo 33,2 %. nadávkované kyseliny p-toluové na tyto produkty:In this case, the reaction starts again spontaneously. After 180 minutes of reaction, 19.4 L of oxygen was absorbed and the reaction was stopped by cooling. The autoclave was then opened and the precipitate contained therein was processed and analyzed as described in Example 1. It was determined that 33.2% was converted. p-toluic acid feed into the following products:

kyselina tereftalové terephthalic acid 75,5 g 75,5 g 4-karboxybenzaldehyd 4-carboxybenzaldehyde 6,1 g 6,1 g ostatní meziprodukty other intermediates ’ ,8 g 8 g těžké vedlejší produkty heavy by-products 3,7 g 3.7 g

Čistý výtěžek kyseliny tereftalové, vztažený na převedenou kyselinu p-toluovoy, je 87 % molárních. Avšak vezmou-li se v úvahu meziprodukty oxidace, jako 4-karboxybenzaldehyd, skutečný výtěžek kyseliny tereftalové, který by se mohl dosáhnout při nepřetržitém postupu, kdy se meziprodukty recirkulují, se může stanovit 97 % molárních.The net yield of terephthalic acid, based on the converted p-toluovoy acid, is 87 mole%. However, taking into account oxidation intermediates such as 4-carboxybenzaldehyde, the actual yield of terephthalic acid that could be achieved in a continuous process where the intermediates are recirculated can be determined to be 97 mole%.

Tento příklad jasné dokládá, že při způsobu' podle vynálezu se kyselina p-toluová může účinně oxidovat ve vysokém výtěžku na kyselinu tereftalovou, i když není přítomen p-xylen nebo některá jiná snadno oxidovatelná sloučenina, jako promotor.This example clearly demonstrates that in the process of the invention p-toluic acid can be effectively oxidized in high yield to terephthalic acid, even if p-xylene or some other readily oxidizable compound is present as a promoter.

Příklad 11Example 11

Do stejného autoklávu jako v předchozím příkladu se nadávkuje:The same autoclave as in the previous example is dosed:

p-xylen p-xylene 3,0 g 3,0 g kyselina p-toluová p-toluic acid 142,6 g 142.6 g různé oxidované deriváty various oxidized derivatives 4,4 g 4.4 g voda water 150,0 g 150.0 g octan manganatý manganese acetate 1,05 mmol 1.05 mmol octan kobaltnatý cobalt acetate 1,05 mmol 1.05 mmol

V tomto příkladu tvoří voda 50 % hmotnostních výchozí směsi. Symbol у je 7,95 a x je zřejmě 0,50. Podle rovnice (1) je minimální koncentrace katalyzátoru, která se musí použít M = 4,9. V tomto příkladu skutečná koncentrace katalyzátoru je 7,0 milimolů na 1 kg, tj. o 2,1 mmol více než je minimální koncentrace.In this example, water constitutes 50% by weight of the starting mixture. The symbol у is 7.95 and x is probably 0.50. According to equation (1), the minimum catalyst concentration that must be used is M = 4.9. In this example, the actual catalyst concentration is 7.0 millimoles per kg, i.e., 2.1 mmol more than the minimum concentration.

Do reaktoru se zavádí vzduch při rychlosti toku 110 1 za hodinu, za tlaku 2,0 MPa, a směs se za míchání zahřívá. Když teplota dosáhne asi 170 °C, zavede se malé množství terc.butylhydroperoxidu, aby se pomohlo к začátku reakce. To způsobí, že ae kyslík začne hned absorbovat. Teplota potom rychle vzroste a udržuje se na .185 °C řízeným chlazením. Po ЗОЮ minutách reakce se kyslík absorbuje v množství 23,5 1. Reakce se potom přeruší a výsledná směs zpracuje a analyzuje jako v příkladu 1. Stanoví se, že 95,0 % nadávkovaného p-xylenu a 40,3 % nadávkované kyseliny p-toluové se převedlo na tyto produkty:Air is introduced into the reactor at a flow rate of 110 liters per hour, at a pressure of 20 bar, and the mixture is heated with stirring. When the temperature reaches about 170 ° C, a small amount of tert-butyl hydroperoxide is introduced to aid the start of the reaction. This causes the ae to absorb oxygen immediately. The temperature then rises rapidly and is maintained at 185 ° C by controlled cooling. After 30 minutes of reaction, oxygen is absorbed at 23.5 L. The reaction is then discontinued and the resulting mixture is processed and analyzed as in Example 1. It is determined that 95.0% of feed p-xylene and 40.3% of feed p- toluene was converted into the following products:

kyselina tereftalové terephthalic acid 53,5 g 53,5 g 4-karboxybenzaldehyd 4-carboxybenzaldehyde 5,0 g 5.0 g ostatní meziprodukty other intermediates 1,6 g 1.6 g těžké vedlejší produkty heavy by-products 1,6 g 1.6 g

Srovnávací příkladComparative example

Provede se stejný pokus jako v předchozím příkladu s tím rozdílem, že se použije polovičního mnoOství každého kovového katalyzátoru. Celková koncentrace katalyzátoru je proto 3,5 milimolu oa 1 kg, tj. o 1,4 mmol nižší než minimální mnoossví.The same experiment was carried out as in the previous example except that half the amount of each metal catalyst was used. The total catalyst concentration is therefore 3.5 millimoles by 1 kg, i.e. by 1.4 mmol, below the minimum amount.

Směs se zahřívá v příoomnoosi vzduchu za přesně stejných podmínek jako v příkladu uvedenérn svrchu. Neabssrbuje se iádný kyslík i když se směs ud^uje při teplotě 185 °C po dobu 160 minut, a vzdor dvěma po sobě jdoucím přídavkům terc.butylhydroperoxidu, aby se usnaadál začátek reakce.The mixture was heated in příoomnoosi air under exactly the same conditions as in Example Uve d enérn above. Neabssrbuje IAD Nu is oxygen even when the mixture is at U is ^ ud p te 5 ture of 18 ° C for 160 minutes, and despite two successive allowances butyl hydroperoxide to usnaadál start the reaction.

Vezmcu-li se v úvahu výsledky získané v příkladu uvedeném shora, kde došlo k aktivní a podstatné oxidaci v přítomnoosi velkého mrino^v! vody, je jasné, že oxidace je proveddielná pouze tehdy, když se pobije správného mrino^v! katalyzátoru, jak je upřesněno v tomto vynálezu.Taking into account the results obtained in the example above, where active and substantial oxidation occurred in the presence of a large carbohydrate. of water, it is clear that oxidation is only feasible if the right quinoa is killed. a catalyst as specified in the present invention.

Srovnávací příklad 2 se stejný pokus jako v příkladu 11, s tím rozdílem, že se část kyseliny p-toluové nahradí kyselinou benzoovou. Skutečné složení dávky je toto:Comparative Example 2 was the same experiment as in Example 11 except that part of the p-toluic acid was replaced with benzoic acid. The actual composition of the lot is as follows:

p-xylen kyselina p-toluová kyselina benzoová různé oxidované sloučeniny voda octan mangane 1tý octan kobaltnatýp-xylene p-toluic acid benzoic acid various oxidized compounds water manganese acetate cobalt acetate

3,0 g3,0 g

44,5 g44,5 g

93,9 g93.9 g

2,0 g2,0 g

156,6 g156.6 g

1,05 mmol1.05 mmol

1,05 mmol.1.05 mmol.

V tomto příkladu je x 26,59, takže podle rovnice (1) je minimální koncentrace katalyzátoru, která se musí pouužt k zalátání oxidace směsi uvedené shora, 10,7 milimolů na 1 kg, tj. o 3,7 moo o více, než je imožství skutečně přítomná. Naopak mO-li kyselina benzoová stejný účinek jako kyselina p-toluová pro zajištění oxidace ve vodném prostředí, může se vzít v úvahu při výpočtu y a Μ. V tomto případě by bylo y = (156,6/18,02) / (44,5/136,15 + 93,9/122,12) = 7,93 tj. mělo by stejnou hodnotu, jak je vypočtena pro y v příkladu 11, kde došlo k aktivní oxidaci.In this example, x is 26.59, so according to equation (1), the minimum catalyst concentration that must be used to catalyze the oxidation of the above mixture is 10.7 millimoles per kg, i.e., 3.7 moo more than it is actually present. Conversely, if benzoic acid has the same effect as p-toluic acid to provide oxidation in an aqueous environment, it can be taken into account in the calculation of y and Μ. In this case, y = (156.6 / 18.02) / (44.5 / 136.15 + 93.9 / 122.12) = 7.93 ie would have the same value as calculated for yv of Example 11 where active oxidation occurred.

Svrcto uvdddná směs se zadívá na ^plotu 185 °C za stejným podmínek .jako v přtaladu 11 a zde te opět přidá určité mrino^v! terc.butyHrydroperoxidu, aby se usnadnila iniciace. Avšak nedojde k žádné významné oxidaci, i když se v zaHřívání pokračuje 180 minut. To dokládá , že alespoň kyselina benzoová nemá stejnou aktivitu jako kyselina p-toluová, jako promooor oxidace v pří-ooraioosi vody, jak se provádí při .způsobu podle vynálezu.Svrcto uvdddn and the mixture looks at the fence 18 ^ 5 ° C under the same conditions to .ja přtaladu 11 s and te are added again at a certain mrino ^! tert-butyl hydroperoxide to facilitate initiation. However, no significant oxidation will occur even though heating is continued for 180 minutes. This demonstrates that at least the benzoic acid does not have the same activity as the p-toluic acid as the oxidation promoter in the water as in the process of the invention.

Srovnávací příklad 3'Comparative Example 3 '

Stejný pokus jako v příkladu 11 se zopakuje t tím rozdílem, že te kyselina p-toluovzčásti neuradí kyselinou octovou. Skutečné složení násady je toto:The same experiment as in Example 11 was repeated except that the p-toluic acid was not partially treated with acetic acid. The actual composition of the handle is as follows:

p-xylen3,0 g kyselina p-toluová 52,7 g kyselina octová 55,2 g různé oxidované sloučeniny1»3 g voda 187,8 gp-xylene3.0 g p-toluic acid 52.7 g acetic acid 55.2 g various oxidized compounds1 »3 g water 187.8 g

V tomto, příkladu jc y 26,92, takže M je 10,8, tj. zhruba stejné, jako v předchozím srovnávacím příkladu. Zde se opět, má-li kyselina octová stejný promotoorjící účinek jako kyselina p-toluová pro oxidaci ve vodném prostředí, může vzít v úvahu pro výpočet y a M.In this example, y is 26.92, so M is 10.8, i.e. roughly the same as in the previous Comparative Example. Here again, if acetic acid has the same promoting effect as p-toluic acid for oxidation in an aqueous medium, it can be taken into account for the calculation of y and M.

V tomto případě by bylo y = (187,2/18,02) / (52,7/136,15 + 55,2/60,05) = 7,95, tj. mělo by přesně stejnou hodnotu jako v·příkladu 11.In this case, y = (187.2 / 18.02) / (52.7 / 136.15 + 55.2 / 60.05) = 7.95, ie it would be exactly the same as in the example 11.

octan manganetý octan kobaltnatýmanganese acetate cobalt acetate

1,05 mmol1.05 mmol

1,05 mmml.1,05 mmml.

Směs popsaná sliora se zahMvá na 185 °C za stejrých polínek jako v pMkladu 11 a zde se opět přidá určité mnnžssví t^er^c.^t^u1^jrhy^d^i^c^peroxj.du, aby se usnadnnio zahájení reakce. Po 300 minutách reakce se kyslík absorbuje v mnossví toliko ·3,8 1. Tento výsledek opět dokládá, že promoooorjíci účinek kyseliny p-toluové, jak se jeví při postupu podle vynálezu, nelze dosáhnout s jnrými karboxylovými kyselinami a·je chaanakterstický pro kyselinu p-toluovou.The mixture described above is heated to 18 ° C under the same heat as in Example 11, and a certain amount of water is added again here to facilitate initiation of the reaction. After 300 minutes of reaction, oxygen is absorbed in a quantity of only &gt; 3.8 l. This result again demonstrates that the promoting effect of p-toluic acid, as it appears in the process of the invention, cannot be achieved with certain carboxylic acids and -toluovou.

Příklad 12Example 12

Do stejného autoklávu, jako v předcházeeících příkladech, se nadávkuje:The same autoclave as in the preceding examples is dosed:

p-xylen p-xylene 6,0 g 6,0 g kyselina p^d^vá acid 188,23 g 188.23 g různé oxidované dervváty various oxidized whites 5t7 g5 t 7 g voda water 10550 g 10550 g octan manganatý manganese acetate 1,80 oiooo 1,80 oiooo

Zde y je rovno 4,33 a je^koS mangan se používá jako jediný katalyzátor, x = 1,00. Proto podle rovnice (1) minimální koncentrace manganu, která se musí v tomto případě použžt je M = 3,6 milimolů na 1 kg. V tomto příkladu je skutečná koncentrace manganu 6,0 mrml/kg, co dobře překračuje minimální mnnžství. .Here, y is equal to 4.33 and is co-manganese is used as a single catalyst, x = 1.00. Therefore, according to equation (1), the minimum manganese concentration to be used in this case is M = 3.6 millimoles per kg. In this example, the actual concentration of manganese is 6.0 mrml / kg, which well exceeds the minimum amount. .

Směs se zahřívá v přítomnost vzduchu přesně za stejných podmínek jako v příkladu 11, s tím rozlem, že se teplote udrsuje na V70 °C· místo na 185 °C. po 305 minutách reakce se kyslík absorbuje v mnnoství 21,2 1. Po zpracování a analýze výsledné reakční Směěi jako v předchozích příkladech se zjistí, Že asi 96 % nadávkovaného p-xylenu a 29,9 % nadávkované kyseeiny p-toluové se převedlo na tyto produkty:The mixture is heated in the presence of air under exactly the same conditions as in Example 11, with the extended rim says that U is a temperature maintained at 0 ° C V7 · place at 185 ° C. P 3 0 5 minutes of reaction, the oxygen absorption mnnoství 21.2 1. After processing and analysis of the resulting reaction mixture has as in the previous examples, it is found that about 96% of the p-xylene and 29.9% dosed kyseeiny paratoluic transferred to the following products:

kyselina tereftalové terephthalic acid 44,8 g 44,8 g 4-karbtxtbdnzaldehyd 4-carbonylbenzaldehyde 14,2 g 14.2 g ostatní meeiprodukty other meeiproducts 0,9 g 0,9 g těžké vedlejší produkty heavy by-products 1,2 g 1.2 g

Srovnávací příkladComparative example

Do reaktoru se nadávkuje stejné mnnossví sloučenin, jako v předchozím příkladu, s tím rozdílem, že se jako katalyzátoru použžje toliko 0,60 mmml octanu. manganatého. Jeho koncentrace ve směěi je proto 2,0 milimoly na 1 kg, tj. o 1,6 mnol nižší než minimální konceenrace. Výsledkem je, že během zahřívání smměi po dobu 60 minut nezačne absorpce kyslíku v přítomn^si vzduchu za stejných podmínek jako v předchozím příkladu, ani po · přidání terc.butyhiyddr©peroxidu pro usnadnění ’ začátku reakce.The same number of compounds as in the previous example was metered into the reactor except that only 0.60 mmml of acetate was used as the catalyst. of manganese. Its concentration in the mixture is therefore 2.0 millimoles per kg, ie 1.6 mnol lower than the minimum end-point. As a result, during heating for 60 minutes, oxygen uptake in the presence of air does not start under the same conditions as in the previous example, even after the addition of tert-butyl peroxide to facilitate the start of the reaction.

Příklad· 13Example · 13

Do stejného autoklávu jako v předchozím příkladu se nadávkuje:The same autoclave as in the previous example is dosed:

p-xylenp-xylene

6,0 g kyselina p-toluová různé oxidováné deriváty voda octan kobaltnatý6.0 g p-toluic acid various oxidized derivatives water cobalt acetate

2'8,3 g2'8,3 g

2,2 g2,2 g

73,5 g73,5 g

3,48 mmol.3.48 mmol.

V tomto příkladu se jako jediný katalyzátor používá kobalt, proto x = 0. Naipoti tomu y je 2,54. Podle rovnice (1) minimální koncentrace kobaltu, která se v tomto případě musí použít, je M = 7,0 oilioolů na 1 kg. V tomto příkladu je skutečná koncentrace kobaatu 11,6 mmoo/kg.In this example, cobalt is used as the only catalyst, hence x = 0. On the other hand, y is 2.54. According to equation (1), the minimum cobalt concentration to be used in this case is M = 7.0 oiliools per kg. In this example, the actual cobabate concentration is 11.6 mmoo / kg.

Do reaktoru se zavádí . vzduch při rychlosti toku 90 litrů za hodinu za tlaku 2,0 MPa. a směs se zalrfeje až na toptoto 170 °C. Když se směs zahřeje, reakce začne sponnně e pokračuje 240 Na konci reakce je kyslík absorbován v m^oossi^:í 29,8 1. Po zpracování a analýze reakční směss, jak je popsáno v příkladu 1, se stanoví, že 89,3 % nadávkovaného p-xylenu a 37,0 % nadávkované kyseliny p-touuové se přeměsnlo na tyto produkty:It is introduced into the reactor. air at a flow rate of 90 liters per hour at a pressure of 2.0 MPa. and the mixture is heated up to 170 ° C. When the mixture is heated, the reaction starts with p variables on th e 240 continues at end of reaction is absorbed by oxygen in m ^ ^ oossi: d 29.8 1. After processing and assay of the reaction mixture of S as described in Example 1, provides that 89.3% of the metered p-xylene and 37.0% of the metered p-touuic acid were transferred to the following products:

kyselina tere^^ové 81.5 gteracetic acid 81.5 g

4-kaoatxybeozaldehyd 6,8 g ostatní meziprodukty 1.2 g těžké vedlejSí produkty 3,0 g.4-Caaoxybeozaldehyde 6.8 g other intermediates 1.2 g heavy by-products 3.0 g.

Srovnávací příkladComparative example

Do reaktoru se nadávkuje stejné mno0ství sloučenin jako v předešlém příkladu, s tím rozdílem, že se jako· katalyzátoru pou^je použe 0,90 mmoo octanu kobaltnatého. Jeho koncentrace ve směsi je proto 3,0 oilimoly na 1 kg, tj. o 40 mmol nižší než je minimální koncentrace. Výsledkem je, že nenastane absorpce kyslíku po zalhátí této směsi po dobu 240 minut v přítomno^i vzduchu za stejných podmínek jako v předchozím příkladu, ani po opakovaném přidání tzrc.autyhhylropzrtxilu.The same amount of compound as in the previous example was metered into the reactor, except that 0.90 mol of cobalt acetate was used as the catalyst. Its concentration in the mixture is therefore 3.0 oilimoles per kg, ie 40 mmol lower than the minimum concentration. As a result, oxygen uptake does not occur after the mixture has been heated for 240 minutes in the presence of air under the same conditions as in the previous example, nor after repeated addition of tert-butyl ethyl prtxil.

Je třeba rozumět, že předchozí popis základních nových znaků tohoto vynálezu je toliko ilustrací výhodných p^ove^i^r^ií. Od^ornci v oboru uznnaí, že áe možné provést řadu změn. Například při provádění způsobu podle vynálezu se může přidat k reakční směsi alespoň jedna •jóná odlišná sloučenina, používaná j^a^k^o aktivátor při jňných postupech, například aldehyd nebo keton nebo ještě sloučenina obsaahjící brom. Takové přísady mohou být rovněž výhodné, nappíklad s ohledem na reakční rychlost. Tyto změrny, οο^^Ι^ιοζ nebo úpravy se mohou provést v rozsahu dále uvedeného předmětu vynálezu, aniž se odbočí od jeho smyslu.It is to be understood that the foregoing description of the basic novel features of the present invention is merely illustrative of the preferred embodiments. Those skilled in the art will recognize that a number of changes can be made. For example, in carrying out the process of the invention, at least one different compound used as an activator in other processes, for example an aldehyde or ketone, or even a bromine containing compound, may be added to the reaction mixture. Such additives may also be advantageous, for example with respect to the reaction rate. Such measurements, modifications, or modifications can be made within the scope of the invention without departing from the spirit thereof.

Claims (1)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION Způsob výroby kyseliny tzozftatové oxidací kyseliny p-toluové nebo směsí kyseliny p-touuové a p-xylenu a/nebo částečně oxidovaných derivátů p-xylenu, v přítomnost vody v ornitotorí alespoň 5 % hmoto, ktoré stačí pro zto^ní zpracovateli sjspzoiz, v přítomnotti oxtoačn^o kataty^toru zahrm^cího ale^^ jetou tatatyticty lktivoí slou^ntou manganu a/nebo sloučeninu kobaltu a popřípadě sloučeninu niklu, olova a/nebo ceru, plynem obsea^ícím oooekuuární kyslík ppři reaní teplotě 140 až 220 °C a za “t-l^u ^stač^^ího k udraní alztpoň čááto vody v kapalné ftoi při reakční teptoto, vyznolující se tím, že se používá katalyzátoru v mrižto! polhrbbjícío se v rozmezí od minimálního om>0sSví M oilioolů katalyticky aktivní sloučeniny kovu na 1 kg kapal né reakcí tmmst, přččemž M je dáno rovnicí 1,A process for preparing tzozftatové oxidation of p-toluic acid or a mixture of p-touuové and p-xylene and / or partially oxidized derivatives of p-xylene in the presence of water in ornitotorí at least 5% by weight to a scaled simply P ro ZTO ^ the processor sjspzoiz, řítomnotti oxtoačn in P ^ o ^ kataty warm tor ^ ^^ Whose but Jeto tatatyticty lktivo í ^ Nth compounds of manganese and / or cobalt compound and optionally a compound of nickel, lead and / or cerium gas ICIM oooeku OSCE ^ ary with the PPR YSL Cart CZK and rea the temperature of 1 40 and Z 2 2 0 ° C and under "tl ^ u ^ í Just b ^^ the udraní alzt CAAT p with n in the soil in the ALN and p s p s ftoi reaction temperatures bore, L is Ujica in, that the catalyst is used in mrižto! polh bbjícío r in the range from the minimum M> M 0sSví oilioolů catalytically active metal compound per 1 kg of dripping Not Responding tmmst, přččemž M is given by equation 1,
CS796670A 1978-10-02 1979-10-02 Method of making the terephtale acid CS212247B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US94764178A 1978-10-02 1978-10-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS212247B2 true CS212247B2 (en) 1982-03-26

Family

ID=25486474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS796670A CS212247B2 (en) 1978-10-02 1979-10-02 Method of making the terephtale acid

Country Status (23)

Country Link
JP (1) JPS5549337A (en)
AR (1) AR218771A1 (en)
AT (1) ATA638179A (en)
AU (1) AU5135679A (en)
BE (1) BE879091A (en)
BR (1) BR7906172A (en)
CA (1) CA1145357A (en)
CH (1) CH642343A5 (en)
CS (1) CS212247B2 (en)
DE (1) DE2939510C2 (en)
ES (1) ES484555A1 (en)
FI (1) FI793003A (en)
FR (1) FR2438027A1 (en)
GB (1) GB2032432B (en)
IN (1) IN152155B (en)
IT (1) IT1123749B (en)
NL (1) NL7907252A (en)
NO (1) NO150679C (en)
PH (1) PH15083A (en)
PL (1) PL118757B1 (en)
PT (1) PT70249A (en)
SE (1) SE7908072L (en)
ZA (1) ZA795037B (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4334086A (en) * 1981-03-16 1982-06-08 Labofina S.A. Production of terephthalic acid
GB9210832D0 (en) * 1992-05-21 1992-07-08 Ici Plc Bromine catalysed oxidation process

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE548214A (en) *
BE562102A (en) * 1956-11-05
FR1367025A (en) * 1963-06-25 1964-07-17 Du Pont P-xylene oxidation process
US3406196A (en) * 1964-09-30 1968-10-15 Du Pont Oxidation of polyalkyl aromatics to polycarboxylic acids
US3883584A (en) * 1971-11-25 1975-05-13 Teijin Ltd Process for the preparation of terephthalic acid
GB1542320A (en) * 1976-10-26 1979-03-14 Labofina Sa Process for the preparation of aromatic dicarboxylic acids
CH622766A5 (en) * 1976-10-26 1981-04-30 Labofina Sa Process for the preparation of terephthalic acid
GB2019395B (en) * 1978-04-24 1982-07-28 Labofina Sa Production of terephthalic acid from p-xylene

Also Published As

Publication number Publication date
AU5135679A (en) 1980-04-17
CA1145357A (en) 1983-04-26
CH642343A5 (en) 1984-04-13
PL218597A1 (en) 1980-05-05
IN152155B (en) 1983-11-05
NO150679C (en) 1984-11-28
BR7906172A (en) 1980-05-27
ES484555A0 (en) 1980-05-16
BE879091A (en) 1980-03-28
FR2438027A1 (en) 1980-04-30
GB2032432A (en) 1980-05-08
FR2438027B1 (en) 1984-08-24
JPH0222057B2 (en) 1990-05-17
NL7907252A (en) 1980-04-08
AR218771A1 (en) 1980-06-30
PT70249A (en) 1979-10-01
JPS5549337A (en) 1980-04-09
IT7926037A0 (en) 1979-09-26
ZA795037B (en) 1980-09-24
DE2939510A1 (en) 1980-04-03
GB2032432B (en) 1983-02-09
PH15083A (en) 1982-07-02
PL118757B1 (en) 1981-10-31
ES484555A1 (en) 1980-05-16
DE2939510C2 (en) 1985-08-01
IT1123749B (en) 1986-04-30
NO150679B (en) 1984-08-20
FI793003A (en) 1980-04-03
NO793116L (en) 1980-04-08
SE7908072L (en) 1980-04-03
ATA638179A (en) 1982-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100449282B1 (en) A method for preparing aromatic carboxylic acids, aromatic aldehydes, and aromatic alcohols
KR830001304B1 (en) Method for producing aromatic dicarboxylic acid
US4992580A (en) Production of polycarboxylic acids with a molybdenum-activated cobalt catalyst
KR20090009295A (en) Process and catalyst for oxidizing aromatic compounds
KR20010033086A (en) Method to produce aromatic carboxylic acids
US3962326A (en) Process for the manufacture of carboxylic acid chlorides
US4786753A (en) Oxidation process for the manufacture of aromatic acids from alkylaromatic compounds
Bonnet et al. Innovative direct synthesis of adipic acid by air oxidation of cyclohexane
JP2002543172A (en) Method for producing aromatic carboxylic acid
US5591890A (en) Process for producing ortho-nitro aromatic acids by oxidation of ortho-nitroalkylaromatic compounds
KR100965633B1 (en) A process for the preparation of p-toluic acid by liquid phase oxidation of p-xylene in water
CS212247B2 (en) Method of making the terephtale acid
CZ2001917A3 (en) Crystallization process of carboxylic acid and process for preparing crystalline carboxylic acid
CA1105943A (en) Process for the preparation of terephthalic acid
US5981796A (en) Process for the manufacture of carboxylic acids
HU222573B1 (en) Process for the preparation of mono-or dicarboxylic acids from aldehydes, acetales or halfacetales thereof or their mixtures
CA2063979C (en) Process for the preparation of alkanesulfonylbenzoic acids
US3584038A (en) Oxidative treatment of mononuclear aromatic compounds
CS197297B2 (en) Process for preparing isophthalic or terephthalic acid by oxidation of m-xylene or p-xylene or p-xylene with oxygen at increased temperature to 275degree at the presence of liquid benzoic acid
US4423245A (en) Process for preparing 2,5-dichloro-3-nitrobenzoic acid from 2,5-dichloro-3-nitro-p-xylene
JPH0340015B2 (en)
JPS5826899B2 (en) Production method of trimellitic acid
KR820000459B1 (en) Process for preparation of terephthalic acid
EP1728778B1 (en) Process for the production of trimellitic acid
US4873361A (en) Process for production of p-acetoxybenzoic acid from p-acetoxyacetophenone