DE1081878B

DE1081878B - Process for the production of terephthalic acid by the oxidation of p-ethyltoluene

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Publication number: DE1081878B
Application number: DESCH18712A
Authority: DE
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Priority date: 1955-09-22
Filing date: 1955-09-22
Publication date: 1960-05-19

Description

Verfahren zur Herstellung von Terephthalsäure durch Oxydation von p -Äthyltoluol Es ist bekannt, Terephthalsäure durch Oxydation von p-Xylol in flüssiger Phase herzustellen.Process for the production of terephthalic acid by the oxidation of p -ethyltoluene It is known to make terephthalic acid by oxidation of p-xylene in liquid Phase to establish.

Es wurde nun gefunden, daß man an Stelle von p-Xylol das leichter zugängliche und wohlfeilere p-Äthyltoluol mit Luft in Gegenwart eines Vanadinpentoxydkatalysators sowohl im Wirbelschichtverfahren als auch am unbewegten Katalysator oder mit Hilfe von Stickoxyden in Gegenwart von Wasser in der Gasphase bei einer Temperatur von 200 bis 500°C, am vorteilhaftesten zwischen 300 und 400°C, zu Terephthalsäure oxydieren kann.It has now been found that, instead of p-xylene, this is easier accessible and cheaper p-ethyltoluene with air in the presence of a vanadium pentoxide catalyst both in the fluidized bed process and on the stationary catalyst or with the aid of nitrogen oxides in the presence of water in the gas phase at a temperature of Oxidize 200 to 500 ° C, most advantageously between 300 and 400 ° C, to terephthalic acid can.

Die Luftoxydation von Dialkylbenzolen in der Dampfphase unter Anwendung von Vanadinkatalysatoren ist aus der britischen Patentschrift 281307 und der schweizerischen Patentschrift 276 718 bekannt. Bei diesen Verfahren handelt es sich jedoch nicht um solche, in denen p- oder m-Dialkylbenzole in der Dampfphase zu Iso- oder Terephthalsäure oxydiert werden. Ein solches Verfahren ist auch bisher nicht bekanntgeworden. Versucht man, m- oder p-Xylol in der Dampfphase zu Iso- oder Terephthalsäure zu oxydieren, so erhält man entweder die unveränderten Ausgangsstoffe oder C02 und Wasser oder bestenfalls die entsprechende Toluylsäure; auf diese Art Iso- oder Terephthalsäure herzustellen, ist unmöglich. Nach dem bekannten Verfahren kann jedoch - und zwar ausschließlich - mit o-Xylol gearbeitet werden, weil das entstehende Phthalsäureanhydrid stabilisierend wirkt.The air oxidation of dialkylbenzenes in the vapor phase using vanadium catalysts is known from British patent specification 281307 and Swiss patent specification 276,718. However, these processes are not those in which p- or m-dialkylbenzenes are oxidized in the vapor phase to iso- or terephthalic acid. Such a process has not yet become known. If one tries to oxidize m- or p-xylene in the vapor phase to iso- or terephthalic acid, either the unchanged starting materials or CO 2 and water or, at best, the corresponding toluic acid are obtained; It is impossible to produce isophthalic acid or terephthalic acid in this way. According to the known process, however, it is possible to work with o-xylene - and exclusively - because the phthalic anhydride formed has a stabilizing effect.

Daher ist die Tatsache, daß beim p-Äthyltoluol die Oxydation zu Terephthalsäure in der Dampfphase möglich ist, überraschend.Hence the fact that with p-ethyltoluene the oxidation to terephthalic acid is possible in the vapor phase, surprisingly.

Es ist also nicht so, daß man Xylole in der Dampfphase zu den entsprechenden Phthalsäuren oxydieren kann und infolgedessen der Gedanke, p-Äthyltoluol auf die gleiche Weise zu Terephthalsäure zu oxydieren, auf der Hand läge.It is therefore not the case that xylenes are converted to the corresponding ones in the vapor phase Phthalic acids can oxidize and as a result the thought of p-ethyltoluene on the the same way of oxidizing to terephthalic acid would be obvious.

Daß sich p-Äthyltoluol im Gegensatz zu p-Xylol so verhält, war nicht vorauszusehen.It was not true that p-ethyltoluene behaves in this way in contrast to p-xylene to foresee.

Nachstehend wird das erfindungsgemäße Verfahren an Hand von Beispielen erläutert.The process according to the invention is illustrated below by means of examples explained.

Beispiel 1 Ein Luftstrom, welcher j e cbm Luft 50 g Äthyltoluol enthält, wird bei 360°C über einen Vanadinpentoxydkatalysator geleitet. Die Reaktion ist exotherm, weshalb die Wärmeabfuhr auf übliche Art, z. B. durch Kühlung mit Quecksilber, erfolgt. Die aus dem Reaktionsraum abströmenden Gase bzw. Dämpfe werden durch Wärmeaustauscher geführt und auf 40°C abgekühlt. Dabei scheidet sich Terephthalsäure in einer Ausbeute von etwa 75 °/, kristallin ab.Example 1 A stream of air which contains 50 g of ethyl toluene in every air, is passed over a vanadium pentoxide catalyst at 360 ° C. The reaction is exothermic, which is why the heat dissipation in the usual way, z. B. by cooling with mercury, he follows. The gases or vapors flowing out of the reaction space are passed through heat exchangers out and cooled to 40 ° C. Terephthalic acid separates in one yield of about 75 ° /, crystalline.

Beispiel 2 Ein Luftstrom, welcher 120 g p-Äthyltoluol je cbm Luft enthält, wird in einen Katalysatorraum geleitet, in welchem sich eine Wirbelschicht aus Vanadinpentoxyd befindet. Die Reaktionstemperatur beträgt 400°C. Die Reaktionswärme wird durch ein eingebautes Schlangenrohrsystem abgeführt. Die aus dem Reaktionsraum abströmenden Gase bzw. Dämpfe werden durch einen Zyklon geleitet, um die Reste des mitgerissenen Katalysators abzuscheiden. Aus dem Zyklon werden die Gase nach dem Durchgang durch einen Wärmeaustauscher in eine Absetzkammer geleitet, die sowohl rotierend als auch feststehend ausgeführt sein kann. In dieser Kammer schlägt sich die Terephthalsäure kristallin nieder. Die Ausbeute beträgt 70 °/o der Theorie.Example 2 A stream of air containing 120 g of p-ethyltoluene per cbm of air contains, is passed into a catalyst room in which a fluidized bed is located made of vanadium pentoxide. The reaction temperature is 400 ° C. The heat of reaction is discharged through a built-in serpentine pipe system. The one from the reaction room Escaping gases or vapors are passed through a cyclone to remove the remains of the to separate entrained catalyst. From the cyclone the gases are after Passage through a heat exchanger is passed into a settling chamber that has both can be designed rotating as well as stationary. In this chamber it is fighting the terephthalic acid precipitates in crystalline form. The yield is 70% of theory.

Beispiel 3 p-Äthyltoluol wird auf seinen Siedepunkt erhitzt und in Dampfform in Röhren mit Stickoxyden und Wasserdämpfen zusammengeführt. Die Oxydation findet bei einer Temperatur von über 200°C und unter Druck statt. Es ist wesentlich, daß die Zugabe von Wasserdämpfen so reichlich bemessen wird, daß keine Nitrierungen stattfinden. Nach beendeter Reaktion wird durch Entspannung abgekühlt und aus dem Reaktionsgemisch in bekannter Weise die Terephthalsäure durch Eintragen in Wasser ausgefällt. Ausbeute: 70 °/o der Theorie.Example 3 p-ethyltoluene is heated to its boiling point and in Form of vapor merged in tubes with nitrogen oxides and water vapors. The oxidation takes place at a temperature of over 200 ° C and under pressure. It is essential that the addition of water vapors is so generous that no nitration occurs occur. After the reaction has ended, the pressure is released to cool down and out of the Reaction mixture in a known manner the terephthalic acid by adding it to water failed. Yield: 70% of theory.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of terephthalic acid by oxidation of p-dialkylbenzenes in the gas phase over vanadium catalysts, thereby characterized in that p-ethyltoluene is used as the starting material.

2. Procedure according to claim 1, characterized in that the oxidizing agent used is air or Nitrogen oxides used in the presence of water vapor.

3. The method of claim 1 and 2, characterized in that the oxidation with air over a solid catalyst or in a fluidized bed.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that one works continuously. Documents considered: British Patent Nos. 662 229, 662139, 655 074, 680 571, 680 572, 708 919, 281307; U.S. Patent Nos. 2636899, 2666786, 2 294130; Dutch Patent No. 63,987; Swiss Patent No. 276 716; Beilstein: "Handbook of Organic Chemistry", 1922, Hauptwerk, Vol.

5, p. 397.