DE1081877B - Verfahren zur Abscheidung von cyclischen Dicarbonsaeuren - Google Patents

Verfahren zur Abscheidung von cyclischen Dicarbonsaeuren

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DE1081877B
DE1081877B DEB38231A DEB0038231A DE1081877B DE 1081877 B DE1081877 B DE 1081877B DE B38231 A DEB38231 A DE B38231A DE B0038231 A DEB0038231 A DE B0038231A DE 1081877 B DE1081877 B DE 1081877B
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salts
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Dr Walter Schenk
Dr Georg Schwarte
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BASF SE
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/42Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives

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Description

  • Verfahren zur Abscheidung von cyclischen Dicarbonsäuren Es ist bekannt, daß man durch Erhitzen von Salzen cyclischer Carbonsäuren Salze anderer, z. B. isomerer Carbonsäuren erhalten kann. Die Abtrennung der nach solchen Verfahren erhaltenen Dicarbonsäuren aus ihren Salzen unter gleichzeitiger Rückgewinnung des mit den Säuren verbundenen Metallkations in einer für die Herstellung der dicarbonsauren Salze geeigneten, wieder verwendbaren Form bereitet Schwierigkeiten. Man hat die Aufarbeitung im allgemeinen bis her so durchgeführt, daß man die cyclischen Dicarbonsäuren aus ihren Salzlösungen mit Hilfe starker Mineralsäuren, z. B. Schwefelsäure oder Salzsäure, in Freiheit setzte und abtrennte. Das an die organische Säure gebundene Metallkation mußte dann aus der zurüclkbleibenden Lösung, z. B. als Sulfat oder Chlorid, zurückgewonnen werden und konnte erst nach Umformung des anionischen Bestandteils in das Hydroxyd oder Carbonat und Umsetzung mit der als Ausgangsstoff dienenden cyclischen Carbonsäure erneut zur Herstellung der gewünschten Säure verwendet werden.
  • Im Fall der Gewinnung der Terephthalsäure aus ihren Salzen, die durch Erhitzen von Salzen anderer Benzolcarbonsäuren, gegebenenfalls unter Kohlendioxyddruck und in Gegenwart geeigneter Katalysatoren erhalten wurden, hat man bereits vorgeschlagen, die terephthalsauren Salze in wäßriger Lösung mit Kohlendioxyd zu behandeln und die ausgefällte Säure unter Kohlendioxyddruck abzufiltrieren.
  • Aus dem Filtrat konnte dann nach Zugabe von Phthalsäure oder einer anderen, als Ausgangsstoff für die Wärmebehandlung dienenden Carbonsäure das Salz dieser Säure durch Eindampfen gewonnen und dieses in das Verfahren zurückgeführt werden.
  • Man hat ferner bereits vorgeschlagen, Terephthalate durch Erhitzen von Salzen von Benzolcarbonsäuren herzustellen und nach dem Lösen in Wasser mit einer Benzolcarbonsäure zu behandeln, wobei über die Zwischenstufe der sauren Salze durch Hydrolyse die gewünschte freie Terephthalsäure entsteht. Die Fällung und Filtration der ausgefällten Terephthalsäure kann dabei auch unter lÇohlendioxyddruck erfolgen.
  • Zur Reinigung von rohen, durch thermische Umlagerung von aromatischen Carbonsäuren gewonnenen Alkaliterephthalaten hat man auch bereits im Patent 1 015 785 vorgeschlagen, die rohen Alkalisalze der Terephthalsäure enthaltenden Produkte in Wasser, organischen wasserlöslichen Lösungsmitteln oder deren Gemischen zu lösen, die in der Lösung enthaltenen Dialkaliterephthalate in fester Form abzuscheiden, die Mutterlauge von dem festen Salz zu trennen, gegebenenfalls das in ihr enthaltene Alkali in Salze solcher Benzolcarbonsäuren zu verwandeln, die zur thermischen Umlagerung in terephthalsaure Salze geeignet sind, und gegebenenfalls die abgetrennten Dialkaliterephthalate in freie Terephthalsäure überzuführen.
  • Es wurde nun gefunden, daß man cyclische Carbonsäuren. die zwei saure salzbildende Gruppen tragen, aus Gemischen, wie sie insbesondere bei der in bekannter Weise bei 250 bis 4500 C, gewöhnlichem oder erhöhtem Druck, vorteilhaft in Gegenwart von Katalysatoren, durchgeführten thermischen Umlagerung von Salzen anderer cyclischer Carbonsäuren entstden-. durch Ansäuern der in Wasser oder wasserlöslichen Lösungsmitteln gelösten Salzgemische, gegebenenfalls nach Filtration der entstandenen Lösung, zur Isolierung des Katalysators besonders vorteilhaft abscheidet, wenn man das Filtrat mit organischen Carbonsäuren, sauren Salzen von organischen Carbonsäuren oder Kohlendioxyd bei niedrigen Temperaturen, vorteilhaft bei -5 bis 200 C, gegebenenfalls unter Druck, behandelt, das dabei entstehende Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch, gegebenenfalls nach Abtrennung eines Teiles der Flüssigkeit, mit den zur thermischen Umlagerung geeigneten cyclischen Carbonsäuren oder deren sauren Salzen, gegebenenfalls unter Zugabe eines Lösungsmittels, versetzt, die frei gemachte Carbonsäure abtrennt und die verbleibende flüssige Phase zusammen mit der aus dem Gemisch vor Zusatz der Carbonsäure abgetrennten Flüssigkeit eindampft und den so erhaltenen trockenen Rückstand der thermischen Behandlung wieder zuführt.
  • Als Ausgangsstoffe kommen die Salzgemische von cyclischen, z. B. aromatischen, cycloaliphatischen und heterocyclischen Carbonsäuren mit zwei salzbildenden Gruppen in Betracht, wie sie bei der in iiblicher Weise durchgeführten thermischen Umlagerung von Salzen, insbesondere von Kalium- oder Thalliumsalzen, von cyclischen ein- und mehrwertigen Carbonsäuren' die auch Kernsubstituenten, z. B. Halogenatome oder Alkylgruppen, enthalten können, anfallen.
  • Die Ausgangssalzgemische, wie sie durch Erhitzen, z. B. auf etwa 250 bis 4000 C, bei gewöhnlichem oder erhöhtem Druck von Salzen, wie Kalium- oder Thalliumsalzen, von ein- und mehrwertigen Carbonsäuren, z. B. von Benzoesäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Hemimellithsäure, Trimellith-, Trimesin-, Mellophan-, Prehmit-, Pyromellith- oder Mellithsäure oder von :Ntaphthalsäuren, 2-Oxynaphthalincarbonsäure, Salicylsäure, Pyridincarbonsäuren, Cyclohexan- oder Cyclopentancarbonsäuren oder Diphensäure oder von den durch Luft- oder Salpetersäureoxydation von Dialkylbenzolen, wie Rohxylolen, sowie den durch oxydativen Abbau von höheren Ringsystemen und den durch Salpetersäurebehandlung von Graphit, Steinkohle, Braunkohle, Torf, Holz, Lignin, Rohleextrakten, Teeren, Pechen, Koks oder Asphalten erhältlichen, cyclische Carbonsäure enthaltenden Gemischen in üblicher Weise erhalten werden, enthalten neben den durch Umlagerung oder Isomerisierung gebildeten Salzen von cyclischen Säuren noch geringe Mengen an nicht umgesetzten Säuren, ferner eine Reihe von zum Teil dunkelgefärbten Nebenprodukten meist saurer Natur und von zum Teil noch unbekannter Konstitution sowie verkohlte Anteile und die bei der thermischen Behandlung vorteilhaft mitverwendeten Katalysatoren. Erwähnt seien von den Katalysatoren z. B. Oxyde, Carbonate oder Halogenide von Zink, Cadmium oder von zweiwertigem Eisen sowie besonders auch organische Salze dieser Metalle. Des weiteren können die durch Erhitzen erhältlichen Ausgangssalzgemische auch noch geringe Mengen an Hydriden oder Carbiden, insbesondere von E;alium oder Natrium, enthalten. Die Gegenwart dieser Stoffe in dem Ausgangssalzgemisch ist besonders vorteilhaft für die Aufarbeitung und Ausfällung sowie für den anfallenden Reinheitsgrad der zu gewinnenden Carbonsäuren. Besonderen Vorteil bieten diese Stoffe bei der Aufarbeitung von solchen Salzgemischen, die durch thermische Umlagerung von Salzen aus den durch Salpetersäureoxydation von Rohxylolen erhält lichen Carbonsäuren erhalten wurden. Durch diese Zusätze wird der Abbau der stickstoffhaltigen Verunreinigungen, insbesondere der als Nebenprodukte bei der Oxydation erhaltenen, Nitrogruppen enthaltenden cyclischen Carbonsäuren, durch Bindung des Reaktionswassers wesentlich erleichtert.
  • Aus dem Umsetzungsgemisch werden die cyclischen, zwei saure salzbildende Gruppen enthaltende Carbonsäuren unter Übertragung des an sie gebundenen Kations auf neue Ausgangssäure in der Weise abgeschieden, daß man die beiden salzbildenden Gruppen der Carbonsäure stufenweise frei macht. Man geht dabei so vor, daß man das Umsetzungsgenzisch löst und die Lösung, gegebenenfalls nach Abfiltrieren ungelöst gebliebener Verunreinigungen, z. B. Verkohlungsprodukten, und gegebenenfalls Katalysatoren, mit organischen Säuren, sauren Salzen von organischen Carbonsäuren oder insbesondere Kohlendioxyd, gegebenenfalls unter Druck bei niedrigen Temperaturen, behandelt. Als Lösungsmittel können z. B.
  • Wasser, Alkohole, wie Methanol oder Äthanol, ferner Aceton oder Äther, z. B. Dioxan oder Tetrahydrofuran, dienen. Grundsätzlich sind jedoch alle bekannten organischen Lösungsmittel brauchbar, in denen die Salze mindestens teilweise löslich sind. Als Drücke, z. B. Kohlendioxyddrücke, sind insbesondere solche bis etwa 30 atü geeignet. Vorteilhaft führt man die Behandlung bei Temperaturen zwischen etwa und +200 C aus. Das Arbeiten bei niederen Temperaturen ist bei Verwendung von Kohlendioxyd besonders zweckmäßig, da bei tiefen Temperaturen die Löslichkeit des Kohlendioxyds in der Lösung größer ist.
  • Durch die Behandlung wird bewirkt, daß beispielsweise bei Verwendung von Kohlendioxyd unter Bildung von Bicarbonat des an die cyclische Dicarbonsäure gebundenen Kations, z. B. des Kaliums, die freie cyclische Dicarbonsäure im Gemisch mit ihren sauren Salzen entsteht. Beide fallen, soweit sie in dem Lösungsmittel unlöslich oder schwer löslich sind, aus.
  • Zur schnelleren Einstellung des Gleichgewichts zwischen der Carbonsäure, in der beide saure Gruppen in Freiheit gesetzt sind, und ihrem saurem Salz ist es vorteilhaft, dem Gemisch vor oder während der Kohlendioxydbehandlung geringe Mengen der als Ausgangsstoff dienenden cyclischen Carbonsäure zuzusetzen. Die Menge der zuzugebenden Säure, die in Form ihrer Salze, z. B. als neutrale oder saure Salze, in Lösung geht, soll jedoch nur gering sein. Vorteilhaft wendet man etwa 0,1 Aquivalent der zu gewinnenden cyclischen Carbonsäure an.
  • Das in dieser ersten Verfahrensstufe behandelte Gemisch wird zweckmäßig, vorteilhaft unter Kohlendioxyddruck, wenigstens von einem Teil der Flüssigkeit befreit. Dies kann durch Abdampfen eines Teils des Lösungsmittels oder, falls die Säure mit ihrem sauren Salz als Niederschlag in der mit Kohlendioxid behandelten Mischung vorliegt, durch Abfiltrieren oder Abschleudern, z. B. mit Hilfe eines Druckdrehfilters oder eines Zentrifugalseparators, erfolgen. Die abgezogene Flüssigkeit wird gegebenenfalls zur Rückgewinnung von gelöster cyclischer Carbonsäure extrahiert und der Extrakt der angereicherten Mischung zugegeben. Vorteilhaft trennt man die Flüssigkeit mindestens so weit ab, daß nach der Anreicherung der Gehalt an der zu isolierenden Carbonsäure und ihrem sauren Salz in der Mischung etwa 20 bis 40 Gewichtsprozent beträgt.
  • Das angereicherte Gemisch wird dann, zweckmäßig nach dem Erwärmen, z. B. auf Siedetemperatur, mit der cyclischen Carbonsäure, deren Salze als Ausgangsstoffe gedient haben, versetzt. Die Menge der zuzugebenden Säure ist zweckmäßig so groß, daß sie insgesamt mindestens der äquivalenten Menge der aus dem Ausgangssalzgemisch abzutrennenden Carbonsäure entspricht. Durch die Zugabe der cyclischen Carbonsäure wird nun die im Ausgangssalzgemisch in gebundener Form enthalten gewesene Carbonsäure aus dem im Gemisch noch enthaltenden sauren Salz frei gemacht, während die zugesetzte Säure in ihre Salze übergeführt wird. Die frei gemachte Carbonsäure, in der nunmehr beide saure salzbildende Gruppen in freier Form vorliegen, wird abgetrennt. Dies kann, falls sie in dem Lösungsmittel schwer bis unlöslich ist, durch Filtrieren, Dekantieren oder Schleudern erfolgen, andernfalls durch Extrahieren oder Ausfällen und Filtrieren oder durch geeignete Kombination dieser Trennmethoden. Die Anwendung der geeignetsten Methoden für die Abtrennung läßt sich durch Handversuche leicht ermitteln.
  • Die verbleibende flüssige Phase, d. h. das Filtrat bzw. das Raffinat, das die Salze der Ausgangssäure und daneben gegebenenfalls bei der Umsetzung entstandene andere Carbonsäuren, z. B. Benzoesäure- Isophthalsäure oder Trimesinsäure, enthält, wird dann eingedampft. Dies kann gegebenenfalls zusammen mit der vor Zusatz der Carbonsäure aus dem Gemisch abgetrennten Flüssigkeit erfolgen. Der trockene Rückstand wird dann erneut für die Herstellung der Dicarbonsäure verwendet.
  • Zur Wiedergewinnung des Anteils des Katalysators, der beim Filtrieren der gelösten durch Erhitzen der Ausgangssalze erhaltenen Salze zusammen mit kohleartigen Stoffen abgetrennt wird, digeriert man den Filterrückstand mit einer heißen Lösung der als Ausgangsstoff verwendeten cyclischen Carbonsäure und wäscht ihn mit heißem Wasser aus. Die dabei erhaltenen Lösungen werden zur Gewinnung des Katalysators eingedampft. Besonders vorteilhaft ist es, diese Lösungen zusammen mit der nach Abtrennen der zu gewinnenden Carbonsäure erhaltenen Lösung von Salzen der Ausgangssäure einzudampfen. Die Abtrennung der kohleartigen Stoffe von den im Filterrückstand zurückgehaltenen Katalysatoren kann auch durch Extraktion mit organischen Lösungsmitteln, wie Schwefelkohlenstoff, erfolgen.
  • Die in den Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile.
  • Beispiel 1 242 Teile trockenes Dikaliumphthalat werden unter einem Kohlendioxyddruck von 22 at in Gegenwart von Kadmiumoxyd als Katalysator auf 4110 C erhitzt.
  • Das dabei entstehende Gemisch von 220 Teilen Dikaliumterephthalat und 21 Teilen Kaliumsalzen von nicht umgesetzter Phthalsäure, von Benzoesäure und Trimesinsäure wird in 600 Teilen Wasser gelöst.
  • Nach Abfiltrieren vom nicht gelösten Katalysator und etwas feinverteilter Kohle, die bei der Isomerisierung gebildet wurde und zur Klärung der Lösung beiträgt, werden der auf etwa 50 C gekühlten Lösung 13 Teile Phthalsäureanhydrid unter Rühren zugegeben. Anschließend werden mit Hilfe eines Kohlendioxydmischers 15 at Kohlendioxyd bis zur Druckkonstanz eingepreßt. Die Temperatur wird auf 50 C gehalten und die Flüssigkeit nach etwa 20 Minuten mit Hilfe eines Zentrifugal-Separators von ausgefallenem Niederschlag unter Kohlendioxyddruck teilweise abgetrennt. Der Feststoffgehalt der eingedickten Phase beträgt dann etwa 30 Gewichtsteile je 100 Teile der Mischung. Die abgetrennte wasserhelle Phase enthält hauptsächlich gelöstes Kaliumcarbonat und die Kalisalze der Phthalsäure und Benzoesäure.
  • Die eingedickte Phase, deren Feststoffgehalt aus 51 Teilen Terephthalsäure und 122 Teilen Kalium hydrogenterephthalat besteht, wird anschließend in der Siedehitze mit 122 Teilen Phthalsäureanhydrid so lange gekocht, bis aus einer nach dem Filtrieren entnommenen Probe beim Ansäuern mit Mineralsäure keine Terephthalsäure mehr ausfällt. Die Terephthalsäure wird heiß abfiltriert, mit heißem Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhält 150 Teile reine Terephthalsäure.
  • Die vor Zugabe des Phthalsäureanhydrids abgezogene Flüssigkeit wird mit dem Filtrat der Terephthalsäurefiltration vereinigt und zur Trockne eingedampft. Man erhält ein Neutralsalzgemisch, hauptsächlich Dikaliumphthalat, das durch Wärmebehandlung wieder in Dikaliumterephthalat umgewandelt wird.
  • Beispiel 2 Ein aus 100 Teilen Rohxylol durch Oxydation mit I,uft oder mit Salpetersäure unter Druck erhaltenes Produkt, das aus 74 Teilen Isophthalsäure, 31 Teilen Terephthalsäure, 12 Teilen Phthalsäure sowie 11 Tei len Benzoesäure besteht, wird in die neutralen Kaliumsalze übergeführt und trocken nach Vermischen mit 5,5 Teilen Cadmiumphthalat als Katalysator unter Rühren 2 Stunden in einem Druckrohr auf 4150 C unter einem C O2-Druck von 25 at erhitzt. Das Produkt wird in Wasser gelöst und die Lösung filtriert.
  • Der Filterrückstand, der geringe Mengen von Verkohlungsrückständen enthält, wird zur Wiedergewinnung der Cadmiumverbindung mit einer heißen wäßrigen Lösung des für die nächste Isomerisierung vorgesehenen Benzolcarbonsäuregemisches und anschließend mit heißem Wasser gewaschen. Der wäßrige Auszug wird, wie später beschrieben wird, zur Wiedergewinnung des Katalysators eingedampft.
  • Das klare Filtrat setzt man bei einer Temperatur von 100 C unter einen Kohlendioxyddruck von 14 at und hält den Druck konstant. Dabei fällt die gesamte Terephthalsäure in freier Form oder als Kaliumhydrogenterephthalat aus. Beide sind bei Zimmertemperatur unter Kohlendioxyddruck in Wasser praktisch unlöslich. Sie werden mittels eines Druckdrehfilters bei 3 at Kohlendioxyddruck als feuchte Masse abgetrennt. Das Filtrat enthält Kaliumbicarbonat und wenig wasserlösliche Kalisalze der nicht zu Terephthalsäure isomerisierten Benzolcarbonsäuren, z. B. Isophthalsäure, Benzoesäure und Phthalsäure.
  • Das wäßrige Feststoffgemisch wird zur Freisetzung der restlichen Terephthalsäure mit einem Äquivalent des aus der Xyloloxydation erhaltenen Benzolcarbonsäuregemisches unter Rühren so lange erhitzt, bis eine Filtratprobe bei Mineralsäurezugabe in der Hitze keinen Niederschlag mehr bildet. Man filtriert nunmehr die ausgefällte Terephthalsäure mit Hilfe eines Druckdrehfilters ab und wäscht sie mit heißem Wasser.
  • Das Filtrat wird mit der vor Zusatz des Benzolcarbonsäuregemisches abgetrennten Flüssigkeit und mit dem aus dem katalysatorhaltigen Filterrückstand gewonnenen wäßrigen Auszug vereinigt. Durch Abdampfen des Wassers wird ein Gemisch von neutralen Kaliumsalzen von Benzolcarbonsäuren erhalten, das ohne weiteren Zusatz von Katalysator durch erneute Wärmebehandlung in Terephthalsäure übergeführt wird.
  • An Terephthalsäure werden nach Trocknung in einem Trommeltrockner 110 Teile erhalten. Sie können ohne weitere Reinigung zur Veresterung verwendet werden.
  • Beispiel 3 Eine Mischung von 242 Teilen trockenem Dikaliumphthalat, das in einem Sprühverdampfer hergestellt und dort mit 12 Teilen Eisen(lI)-phthalat als Katalysator gemischt wurde, wird unter Rühren 3 Stunden auf 418 0 C unter 30 at C O2-Druck erhitzt. Man trägt das Reaktionsprodukt in etwa 800Teile Wasser ein und filtriert bei etwa 800 C von den hauptsächlich aus Verkohlungsprodukten bestehenden Rückständen ab.
  • In das Filtrat wird nach Abkühlen auf etwa 20 C mittels eines C O2-Verdüsungsgerätes Kohlendioxyd unter einem Druck von 15 at eingebracht, bis der Druck nicht mehr abnimmt. Anschließend wird mit Hilfe eines Düsenseparators unter 5 at Kohlendioxyddruck so lange eine Lösung von Kaliumbicarbonat und etwas Kaliumbenzoat aus dem Gemisch abgetrennt, bis dieses noch etwa 30 Gewichtsprozent Feststoff enthält. Das angereicherte Gemisch, das Kaliumhydrogenterephthalat, freie Terephthalsäure, Kaliumbicarbonat und etwas Kaliumbenzoat enthält, wird sodann bei Siedetemperatur mit 130 Teilen Phthalsäureanhydrid versetzt, bis eine Probe nach dem Filtrieren bei Zugabe von Mineralsäure keinen Niederschlag mehr ergibt. Darauf wird die Terephthalsäure in der Siedehitze auf einem Druckdrehfilter abgetrennt, wobei sie mit heißem Wasser gewaschen und mit Preßluft getrocknet wird. Sie fällt in reiner und trockener Form an und kann ohne zusätzliche Reinigung direkt verestert werden.
  • Das klare, bei der Terephthalsäureabtrennung erhaltene Filtrat, das hauptsächlich aus Kaliumhydrogenphthalat besteht, wird mit der bei der erwähnten Anreicherung der Feststoffe abgetrennten Flüssigkeit vereinigt und eingedampft. Der trockene Rückstand wird erneut der Wärmeumlagerung zu Terephthalsäure zugeführt.
  • Beispiel 4 Ein Reaktionsgemisch aus 160 Teilen Kaliumbenzoat und 12,5 Teilen Zinkbenzoat als Katalysator, das zur Entfernung der restlichen Feuchtigkeit 2 Stunden im Vakuum auf 1800 C erhitzt wurde, wird in einem elektrisch beheizten Druckbehälter bei einem Kohlendioxyddruck von 30 at 4 Stunden auf 4200 C erwärmt. Anschließend wird entspannt und das Gasgemisch in einer Vorlage fraktioniert kondensiert.
  • Hierbei werden 34 Teile durch Disproportionierung gebildetes Benzol erhalten, während das Kohlendioxyd gesammelt und anschließend für die Kohlensäureausfällung verwendet wird.
  • Nach dem Lösen des Reaktionsgutes in 1000 Teilen Wasser in der Siedehitze wird der wasserunlösliche Rückstand, der im wesentlichen aus Zinkverbindungen, wie Zinkcarbonat und Zinkoxyd sowie etwas Zinkbenzoat und kohleartigen Zersetzungsprodukten besteht, abfiltriert und mit heißem Wasser gut ausgewaschen. Das Filtrat wird in einem Druckrohr, das als Kühlschlange ausgebildet ist, auf 50 C abgekühlt und mit Hilfe eines Kohlendioxydverdüsungsgerätes unter einem Druck von 7 at mit Kohlendioxyd behandelt. Das gebildete Gemisch von saurem Terephthalat und wenig Terephthalsäure wird kontinuierlich mit einer Drucknutsche abgetrennt. Die das saure Salz enthaltende feuchte Masse wird mit Benzoesäure behandelt. Wenn eine Filtratprobe bei Zugabe von Mineralsäure in der Siedehitze keine Fällung mehr ergibt, wird die Terephthalsäure abgetrennt und nach mehrmaligem Auswaschen mit Wasser und Methanol bei 1500 C getrocknet. Man erhält 75,5 Teile Terephthalsäure.
  • Der wasserunlösliche kohleartige Stoffe und Zinkverbindungen enthaltende Rückstand, der nach dem Lösen und Filtrieren des Reaktionsproduktes erhalten wurde, wird mit heißer wäßrig-methanolischer Benzoesäurelösung gut ausgewaschen, wobei die Zinkverbindungen restlos in Lösung gehen. Der wäßrige Auszug wird mit dem Filtrat, das bei der Terephthalsäureabtrennung erhalten wurde, vereinigt und zur Trockne eingedampft. Das erhaltene Salzgemisch aus Kaliumbenzoat, das den gesamten Zinkgehalt in Form von Zinkbenzoat enthält, wird ohne weiteren Katalysatorzusatz einer erneuten Wärmebehandlung zur Disproportionierung in Dikaliumterephthalat und Benzol zugeführt.
  • Beispiel 5 Ein im Vakuum bei 1800 C getrocknetes Gemisch von 150 Teilen des neutralen Kaliumsalzes der 4-Oxybenzoesäure, das aus der Umlagerung einer Mischung von 156 Teilen des neutralen Kaliumsalzes der Salicylsäure und 4 g Cadmiumoxyd durch 3stündiges Erhitzen auf 2600 C unter einem Kohiendioxyddruck von 10 at erhalten wurde, wird in 600 Teilen Methanol gelöst und vom unlöslichen Katalysatorrückstand abgetrennt. Nach Abkühlen der Lösung auf 50 C wird in einem Druckbehälter Kohlendioxyd unter 10 at bis zur Druckkonstanz aufgepreßt. Anschließend wird der ausgefällte Feststoff, der im wesentlichen das saure Salz der 4-Oxybenzoesäure enthält, unter Kohlendioxydatmosphäre abgeschleudert.
  • Das Feststoffgemisch, das auch noch Kaliumbicarbonat enthält, wird dann in 150 Teilen heißem Wasser gelöst und mit 107 Teilen Salicylsäure (mit 1 Kristallwasser) aufgekocht. Beim Abkühlen fällt ein kristalliner Niederschlag aus, der abfiltriert und mit Wasser nachgewaschen wird, bis eine in Alkohol gelöste Probe bei Zugabe von Eisen (III) -chloridlösung keine violette Färbung mehr ergibt. Die von Salicylsäure befreite abgetrennte 4-Oxybenzoesäure wird bei 900 C getrocknet. Man erhält 85 Teile.
  • Man kann auch das saure Feststoffgemisch in wäßrigem Methanol lösen und mit der äquivalenten Menge Salicylsäure ansäuern. Die dabei frei werdende 4-Oxybenzoesäure wird nach Zugabe von Wasser mit Äther extrahiert. Nach Abdampfen des Äthers wird die 4-Oxybenzoesäure in reiner Form erhalten.
  • Zu dem Filtrat bzw. Raffinat der 4-Oxybenzoesäureabtrennung, das den Salicylsäureanteil hauptsächlich als Monokaliumsalz enthält, gibt man den nach Abdampfen des Methanols verbleibenden Rückstand aus der nach der Kohlendioxydfällung abzentrifugierten Flüssigkeit. Beim Eindampfen des Gemisches entsteht das neutrale Kaliumsalz der Salicylsäure, das erneut durch Hitzebehandlung in 4-Oxybenzoesäure umgewandelt werden kann.
  • Beispiel 6 60,5 Teile des im Beispiel 1 aus der Isomerisierungsreaktion erhaltenen Dikaliumterephthalats werden in 250 Teilen Wasser in Lösung gebracht und unter Rühren mit 800/,iger Ameisensäure zur Ausfällung des Raliumhydrogenterephthalats auf einen pH-Wert von 5,0 eingestellt. Nach dem Abkühlen auf +50 C trennt man das ausgefallene Salzgemisch ab und wäscht den Niederschlag mit kaltem Wasser gut aus. Die feuchte Masse, die den gesamten Terephthalsäureanteil in Form des sauren Salzes enthält, wird anschließend mit 500 Teilen Wasser und 35 Teilen Phthalsäureanhydrid versetzt und 30 Minuten in einem Druckrührbehälter auf eine Temperatur von 1200 C gebracht. Nach der Abtrennung und Trocknung des ausgefallenen Niederschlages werden 40,5 Teile Terephthalsäure erhalten, während die Mutterlauge den gesamten Phthalsäureanteil als Kaliumhydrogenphthalat, etwas freie Phthalsäure und wenig Benzoat enthält.
  • Zur Rückführung der Ameisensäure in den Kreislauf kann das nach der Fällung mit Ameisensäure anfallende Filtrat, welches das Kaliumformiat gelöst enthält, entweder mit Phthalsäure in Freiheit gesetzt oder mit Schwefelsäure angesäuert werden und die Ameisensäure abdestilliert werden. Die phthalsauren Filtratlösungen werden mit Alkalilauge neutral gestellt und nach Eindampfen zur Trockne und Zusatz des Katalysators erneut der thermischen Behandlung zur Isomerisierung in Terephthalsäure zugeführt.
  • Beispiel 7 110 Teile des Dikaliumsalzes der auch als Isocinchomeronsäure bekannten Pyridindicarbonsäure- (2,5), die durch thermische Behandlung von 122 Teilen des Dikaliumsalzes der Pyridindicarionsäure- (2,3) und 5 Teilen Cadmiumoxyd nach Stündigem Erhitzen bei 3400 C und 35 at Kohlendioxyddruck erhalten wurden, werden in 350 Teilen heißem Wasser gelöst und nach Behandeln mit aktiver Kohle vom unlöslichen Katalysatorrückstand abfiltriert. Das Filtrat wird in einem Druckrührbehälter mit 95 Teilen des Monokaliumsalzes der Chinolinsäure [Pyridincarbonsäure-(2,3)] behandelt und das Gemisch t/2 Stunde auf 1100 C gehalten. Nach dem Abkühlen auf 50 C und Zugabe von 100 Teilen Methanol fällt die Isocinchomeronsäure in Form des Monokaliumsalzes aus, während die Pyridindicarbonsäure-(2,3) als Dikaliumsalz vorliegt.
  • Der Niederschlag wird abgetrennt. Aus der Mutterlauge scheidet sich durch Einengen und Zugabe von Methanol der Rest des sauren Isocinchomeronats ab, das nach der Abtrennung vom Mutterfiltrat zusammen mit der Hauptmenge in der zweiten Ausfällungsstufe in einem Druckrührbehälter mit 75 Teilen Pyridincarbonsäure- (2,3) und 450 Teilen Wasser 40 Minuten bei 1200 C umgesetzt wird. Nach dem Abkühlen des Umsetzungsgemisches filtriert man den Niederschlag ab, trocknet ihn und erhält 65 Teile Isocinchomeronsäure. Das Filtrat enthält die Pyridindicarbonsäure-(2,3) als leichtlösliches Monokaliumsalz, das nach Eindampfen der Lösung für die nächstfolgende Ausfällungsreaktion in der ersten Ausfällungsstufe wieder verwendet wird.
  • Das Mutterfiltrat aus der ersten Ausfällungsstufe, das das leichtlösliche Dikaliumsalz derPyridincarbonsäure-(2,3) enthält, dient nach Eindampfen zur Trockne und Zumischen der entsprechenden Katalysatormenge als Ausgangsstoff für die thermische Umlagerungsreaktion zu Isocinchomeronsäure.
  • Beispiel 8 Man erhitzt ein Gemisch aus 485 Teilen Trikaliumtrimesinat, 240 Teilen Kaliumbenzoat und 20 Teilen Cadmiumbenzoat als Katalysator in einem elektrisch beheizten Druckbehälter 6 Stunden auf 4450 C bei 25 at Kohlendioxyddruck. Das Reaktionsgut löst man in 1800 Teilen heißem Wasser, filtriert vom kohligen Rückstand, der in der Hauptsache aus nicht gelöstem Cadmiumbenzoat besteht, ab und behandelt die Neutralsalzlösung in einem Druckrührkessel mit einem Gemisch von 370 Teilen Monokaliumtrimesinat und 240 Teilen Kaliumbenzoat (s. unten) 1 Stunde bei 1100 C. Nach Abkühlen der Lösung auf 80 C scheidet sich das Monokaliumterephthalat praktisch quantitativ ab, während das Gemisch aus Trimesinat und Benzoat jetzt als Neutralsalz gelöst vorliegt und nach Abtrennung des Feststoffes und Eindampfen des Filtrats zur Trockne nach Zufügen des weiter unten beschriebenen, wiedergewonnenen Katalysatoranteils als Ausgangsstoff für die nächste Isomerisierungsreaktion zu Terephthalat dient.
  • Die feuchte Masse des Kaliumhydrogenterephthalats wird in der zweiten Ausfällungsstufe nach Zugabe von 3500 Teilen Wasser bei erhöhter Temperatur (1350 C) 1 Stunde mit einem Gemisch von 285 Teilen Trimesinsäure und 165 Teilen Benzoesäure umgesetzt.
  • Darauf wird die quantitativ ausgefallene Terephthalsäure in der Siedehitze abgetrennt und ausgewaschen.
  • Nach dem Trocknen bei 1500 C werden 421 Teile Terephthalsäure erhalten.
  • Aus dem Filtrat erhält man das in der ersten -Ausfällungsstufe verwendete Gemisch von Monokaliumtrimesinat und Kaliumbenzoat zurück.
  • Der wasserunlösliche kohlige Rückstand wird zur Rückgewinnung des Cadmiumbenzoats in der Siedehitze zuerst mit Pottaschelösung und anschließend mit verdünnter Benzoesäurelösung behandelt, wobei die Cadmiumverbindungen restlos in Lösung gehen und der Neutralsalzlösung zugesetzt werden. Durch Verdampfen des Wassers erhält man ein Feststoffgemisch, das direkt als Ausgangsstoff für die Umlagerungsreaktion dient.
  • In derselben Weise können auch alle anderen sauren Salze der Benzolpolycarbonsäuren wie Kaliumhydrogenisophthalat, -phthalat usw. zu dieser Ausfällung in der ersten Verfähreusstufe eingesetzt werden.
  • Beispiel 9 Ein katalysatorhaltiges Reaktionsgemisch aus 110 Teilen des Dikaliumsalzes, der cis-trans-Ccyclohexandicarbonsäure-(1,4) wird in 500 Teilen Wasser und 250 Teilen Alkohol gelöst. Die Lösung wird vom ungelöst gebliebenen Katalysator und geringem kohligem Rückstandsanteil abfiltriert. In das Filtrat werden unter Rühren in einem Rührbehälter 90 Teile Monokaliumphthalat, die in 200 Teilen Wasser gelöst sind, bei 50 C eingerührt und das Rühren noch 20 Minuten bei 50 C fortgesetzt. Das schwerlösliche Monokaliumsalz der Cyclohexandicarbousäure-(l,4) scheidet sich praktisch quantitativ ab, während das leichtlösliche neutrale Dikaliumphthalat in Lösung geht.
  • Der ausgefällte Feststoff wird mit 50 Teilen eines kalten Wasser-Alkohol-Gemisches ausgewaschen. Das Filtrat wird zur Trockne eingedampft= und der erhaltene Rückstand nach Zufügen des Cadmiumkatalysators als Ausgangsstoff für die nächste thermische Umsetzung wieder verwendet.
  • Der feuchte Filterrückstand des Monokaliumsalzes der Cyclohexandicarbonsäure-(1,4), der ein Trockengewicht von 91 Teilen hat, wird in der zweiten Ausfällungsstufe in einem Druckrührbehälter, in dem zuvor 65 Teile Phthalsäureanhydrid in 150 Teilen Wasser und 50 Teilen Alkohol in Lösung gebracht wurden, eingetragen. Unter Rühren wird bei geschlossenem Behälter 1/2 Stunde lang auf 1100 C aufgeheizt. Man läßt danach das Gefäß abkühlen und filtriert bei etwa 500 C die praktisch quantitativ ausgefallene Cyclohexandicarbonsäure-(1,4) ab. Man erhält nach dem Auswaschen und Trocknen 73 Teile Cyclohexandicarbonsäure-(1,4). Das Filtrat, in dem der gesamte Phthalatanteil in Form von Kaliumhydrogenphthalat vorliegt, wird für die Ausfällung in der ersten Ausfällungsstufe des folgenden Ansatzes eingesetzt.

Claims (5)

  1. PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zur Abscheidung von cyclischen Carbonsäuren, die zwei saure salzbildende Gruppen tragen, aus Gemischen, wie sie bei der in bekannter Weise bei 250 bis 4500 C, gewöhnlichem oder erhöhtem Druck, vorteilhaft in Gegenwart von Katalysatoren durchgeführten thermischen Umlagerung von Salzen anderer cyclischer Carbonsäuren entstehen, durch Ansäuern der in Wasser oder anderen wasserlöslichen Lösungsmitteln gelösten Salzgemische, gegebenenfalls nach Filtration der entstandenen Lösung zur Isolierung des Katalysators, dadurch gekennzeichnet, daß man das hierbei erhaltene Filtrat mit organischen Carbonsäuren, sauren Salzen von organischen Carbonsäuren oder Kohlendioxyd bei niedrigen Temperaturen, vorteilhaft bei -5 bis +200 C, gegebenenfalls unter Druck, behandelt, das dabei entstehende Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch, gegebenenfalls nach Abtrennung eines Teils der Flüssigkeit, mit den zur thermischen Umlagerung geeigneten cyclischen Carbonsäuren oder deren sauren Salzen versetzt, die frei gemachten Carbonsäuren abtrennt und die verbleibende flüssige Phase zusammen mit der aus dem Gemisch vor Zusatz der Carbonsäure abgetrennten Flüssigkeit eindampft und den so erhaltenen trockenen Rückstand der thermischen Behandlung wieder zugeführt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Salzgemisch, das durch thermische Umlagerung von bei der Oxydation von Rohxylolen anfallenden Benzolcarbonsäuren nach deren Überführung in die Kalium- oder Thalliumsafze erhalten worden war, als Ausgansmaterial und zum Freimachen der in diesem Umlagerungsgemisch enthaltenen Terephthalsäure ein durch Oxydation von Rohxylolen gewonnenes Benzolcarbonsäuregemisch verwendet.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man von solchen Umlagerungsgemischen ausgeht, die unter Verwendung von organischen Salzen des Zinks, Cadmiums oder des zweiwertigen Eisens erhalten worden waren.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man aus dem nach dem Lösen und Filtrieren des Umlagerungsgemisches verbleibenden kohligen Rückstand den Katalysator durch Extraktion mit einer Lösung der als Ausgangssäuren in Form von Salzen benutzten Carbonsäuren oder deren Gemischen auszieht, die so erhaltene Lösung eindampft und den hierbei erhaltenen Rückstand wieder einem zur thermischen Umlagerung bestimmten Ausgangsmaterial beimischt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus den beiden Fällungsstufen zur Abscheidung der Carbonsäuren erhaltenen Filtratlösungen zusammen mit der aus dem kohligen Rückstand nach der Behandlung mit der bei der Rückgewinnung des Katalysators verwendeten Säure anfallenden Filtratlösungen eindampft und den so gewonnenen Rückstand erneut der thermischen Behandlung zuführt.
    In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patente Nr. 959 184, 961 681, 1 015 785.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE959184C (de) * 1955-06-14 1957-02-28 Henkel & Cie Gmbh Verfahren zur Aufarbeitung von Alkalisalze der Terephthalsaeure enthaltenden waessrigen Loesungen
DE961681C (de) * 1953-01-21 1957-04-11 Bayer Ag Verfahren zur Vernichtung von Phosgen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE961681C (de) * 1953-01-21 1957-04-11 Bayer Ag Verfahren zur Vernichtung von Phosgen
DE959184C (de) * 1955-06-14 1957-02-28 Henkel & Cie Gmbh Verfahren zur Aufarbeitung von Alkalisalze der Terephthalsaeure enthaltenden waessrigen Loesungen

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