DE1060378B

DE1060378B - Verfahren zur Herstellung von Terephthalsaeure

Info

Publication number: DE1060378B
Application number: DEC10790A
Authority: DE
Inventors: Robert Baldwin Egbert; Ralph Landau; Alfred Saffer
Original assignee: Mid Century Corp
Current assignee: Mid Century Corp
Priority date: 1952-08-23
Filing date: 1953-08-22
Publication date: 1959-07-02

Description

Verfahren zur Herstellung von Terephthalsäure Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Terephthalsäure großer Reinheit durch Luftoxydation von p-Diisopropylbenzol bei erhöhter Temperatur in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels sowie in Anwesenheit von Schwermetallkatalysatoren.
Terephthalsäure ist ein sehr wertvolles Zwischenprodukt für die Herstellung von Polyesterharzen, wobei letztere zur Herstellung von Textilfasern, z. B. dem polymeren Äthylenglykolterephthalat, dienen. Wird die gewonnene Terephthalsäure zur Herstellung von Polyesterharzen verwendet, kann sie eine wesentliche Menge an Isophrhalsäure enthalten. Wird sie jedoch zur Herstellung synthetischer Textilfasern verwendet, dann ist eine sehr reine Säure erforderlich, so daß die Technik vor dem Problem steht, auf wirtschaftliche Weise eine Terephthalsäure von hoher Reinheit herzustellen.
Die Herstellung der verschiedenen Diisopropylbenzole wird in bekannter Umsetzung von Benzol mit Propylen in Gegenwart eines sauren Katalysators, wie Aluminiumchlorid, durchgeführt. Es entsteht dabei ein Gemisch der verschiedenen Diisopropylbenzole, aus dem das p-Diisopropylbenzol abgetrennt und in dieser Form als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren dient.
Es sind schon Verfahren zur Herstellung von aromatischen Carbonsäuren durch Luftoxydation der entsprechenden Alkylbenzole wie der Xylole in Phthalsäuren in 2o/oiger Ausbeute beschrieben worden. Auch sind schon Cumol und Toluol nach ähnlichen Verfahren zu Benzoesäure umgewandelt worden.. Es hat sich nun gezeigt, daß man eine besonders reine Terephthalsäure erhält, wenn man bei der Oxydation als Ausgangsmaterial p-Diisopropylbenzol verwendet.
Die Oxydation wird bei einer Temperatur von 125 bis 189° C durchgeführt, wobei man als Schwermetallkatalysator ein Mangansalz, vorzugsweise Manganacetat, verwendet.
Als organisches Lösungsmittel für die erfinderischen Zwecke ist besonders eine niedrigmolekulare aliphatische Carbonsäure, wie Essigsäure, oder eine aral:iphatische Carbonsäure, wie Phenylessigsäure, geeignet, wobei das organische Lösungsmittel am besten in einer Menge von 10 bis 90°/o, vorzugsweise 12 bis 40°/o, bezogen auf das zu oxydierende Ausgangsgemisch, vorhanden sein soll.
Als Oxydationsinitiatoren können bei dem Verfahren auch anorganische oder organische Peroxyde oder Aldehyde. Ketone und Äther zugegen sein.

Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient folgendes Beispiel: Beispiel In ein geeignetes Reaktionsgefäß mit korrosionsbeständiger Innenfläche (Glas, keramisches Material oder korrosionsbeständige Legierung bzw. Metall), versehen mit Rühreinrichtung, indirekter Kühlung, Lufteinlaß und Rückflußkühler, werden eingebracht: 4 Gewichtsteile Diisopropylbenzol mit einem Gehalt von 48 Gewichtsprozent des p-Isomeren (der Rest besteht hauptsächlich aus dem m-Isomeren und etwas o-Isomeren), 100 Gewichtsteile Eisessig sowie 10 Gewichtsteile Manganterephthalat (oder -acetat oder -linoleat). Die Temperatur wird dann auf 125 bis 180° C gesteigert und Luft mit einer Geschwindigkeit von 40 bis 80 Gewichtsteilen je Stunde etwa 25 bis 35 Stunden hindurchgeführt. Damit wird eine etwa 20- bis 40o/oige Oxydation zur Terephthalsäure bewirkt. Die entstandene Säure wird durch Filtrieren oder Abnutschen abgetrennt. Das Filtrat wird zu dem Oxydationsgefäß für den nächsten Ansatz zurückgeführt. Die rohe Säure wird zunächst mit etwa 2 Volumteilen Wasser, anschließend zur Abtrennung von etwa zurückgebliebenem Katalysator mit etwa 2 Volumteilen verdünnter Salzsäure (4- bis 5 o/oig) und hierauf wieder mit 2 Volumteilen Wasser gewaschen und dann getrocknet. Die als Endprodukt

:rhaltene Terephthalsäure kann nach geringfügiger

,veiterer Reinigung ohne weiteres zur Herstellung von

,ynthetischen Fasern oder zur Herstellung von Poly-

@sterharzen verwendet werden. Bei der Oxydation des

)-Diisopropylbenzols zu Terephthalsäure können als

Katalysatoren Sauerstoff enthaltende Verbindungen,

:. B. die Oxyde, Hydroxyde oder organische Salze der

sogenannten Schwermetalle, verwendet werden, d. h.

Verbindungen des Bleis, Mangans. Eisens, Nickels,

Kobalts, Chroms, Vandiums, Kupfers oder Queck-

;ilbers. Es können auch Gemische angewendet werden

)der Kombinationen. Als organisches Salz kann das

ler Terephthalsäure oder die Salze anderer Carbon-

;äuren, z. B. Essigsäure, oder der niedrigen Fett-

;äuren, Naphthensäuren verwendet werden. Sie

zönnen in bekannter Weise hergestellt werden.

Die Oxydation kann in Gegenwart eines Lösungs-

nittels für das Gemisch der Diisopropylbenzole, das

;egenüber der Oxydation verhältnismäßig inert ist,

lurchgeführt werden, wie z. B. eine niedere alipha-

Jsche Carbonsäure, wie z. B. Essigsäure, Pro-

)ionsäure, Buttersäure, Isobuttersäure oder eine

fiedere araliphatische Carbonsäure, Phenvlessigsäure,

3-Äthoxyessigsäure u. dgl. Die Lösung kann etwa 10

)is 90% des Lösungsmittels, vorzugsweise 12 bis

10°/0, enthalten. Zusätzlich kann ein organisches

Peroxyd als Anspringmittel oder ein Stoff, der in

;;egenwart von gasförmigem Sauerstoff leicht ein

solches Peroxyd bildet, wie z. B. Benzoylperoxyd,

Perbenzoesäure, Peressigsäure, Acetaldehv d und ähn-

iche Aldehyde mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen im

Molekül, Aceton und ähnliche Ketone mit 4

)is 6 Kohlenstoffatomen im Molekül, Diäthyläther

znd ähnliche Äther mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen im

Uolekül, Hexan, Cyclohexan und ähnliche Olefine mit

7 bis 12 Kohlenstoffen im Molekül oder anorganischen

Peroxyde verwendet werden, wobei diese in einer

Konzentration von etwa 0,05 bis etwa 25 0/a, berechnet

iuf das Gewicht des zu oxydierenden Diisopropyl-

3enzolgemisches, zugegen sein können.

Claims

.- PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Terephthalsäure durch Luftoxydation von Dialkylbenzolen bei erhöhter Temperatur in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels sowie in Anwesenheit von Schwermetallkatalysatoren oder deren Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß man p-Diisopropylbenzol in einem solchen enthaltenden Isomerengemisch oxydiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oxydation bei einer Temperatur von 125 bis 180°C durchführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Schwermetallkatalysator ein Mangansalz, vorzugsweise Manganacetat, verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als organisches Lösungsmittel eine niedrigmolekulare aliphatische Carbonsäure, wie Essigsäure, öder eine araliphatische Carbonsäure, wie Phenylessigsäure, verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Lösungsmittel in einer Menge von 10 bis 90°/o, vorzugsweise 12 bis 400,'0, bezogen auf das zu oxydierende Ausgangsgemisch, verwendet.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß anorganische oder organische Peroxyde, Aldehyde, Ketone und Äther zusätzlich als Oxydationsinitiatoren verwendet werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Beilstein, »Handbuch der organischen Chemie«, Bd. 5, 2. Ergänzungswerk, S. 339; niederländische Patentschrift Nr. 63 987; britische Patentschrift Nr. 655 074; USA.-Patentschrift Nr. 2 245 528; »Journal of the American Chemical Society«, Bd, 65 (1943), S. 320 bis 322, und Bd. 49 (1927), S. 3142 ff.