DE1103320B

DE1103320B - Verfahren zur Gewinnung von Dimethylterephthalat ausserordentlich hoher Reinheit

Info

Publication number: DE1103320B
Application number: DEST13818A
Authority: DE
Inventors: James Timothy Corcoran; Kenneth Carl Peterson
Original assignee: Standard Oil Co
Current assignee: Standard Oil Co
Priority date: 1957-06-07
Filing date: 1958-05-30
Publication date: 1961-03-30
Also published as: GB873913A; US2875237A; FR1196573A; BE568302A

Description

Verfahren zur Gewinnung von Dimethylterephthalat außerordentlich hoher Reinheit Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Dimethylterephthalat von außerordentlich hoher Reinheit aus rohem Dimethylterephthalat.
Dimethylterephthalat wird bekanntlich für die Herstellung synthetischer Fasern als Zwischenprodukt benötigt. Für diesen Zweck muß das Dimethylterephthalat von außerordentlich hoher Reinheit sein, die bekanntlich durch die Säurezahl und den Schmelzpunkt des Produktes bestimmt werden kann. Es wurde festgestellt, daß für die Weiterverarbeitung des Dimethylterephthalats dessen Säurezahl möglichst unter 0,05 und dessen Schmelzpunktbei 140,62 ± 0,02' C liegen soll.
Die Verunreinigungen des Dimethylterephthalats sind im wesentlichen Terephthalsäure und Monomethylterephthalsäureester sowie Katalysatoren für die Veresterungsreaktion, wobei die erstgenannten Verbindungen aus der bei der Herstellung des Dimethylterephthalats nie völlig quantitativ verlaufenden Veresterung zwischen Methanol und Terephthalsäure stammen.
Es sind nun schon verschiedene Verfahren zur Ge- winnung eines möglichst reinen Dimethylterephthalats aus dem bei der vorerwähnten Veresterung anfallenden Reaktionsprodukt bzw. -gemisch bekanntgeworden. So wurde das rohe Dimethylterephthalat einer fraktionierten Destillation unterworfen, wodurch die Terephthalsäure weitestgehend abgetrennt wird. Eine der an das Dirnethylterephthalat zu stellenden Reinheitsanforderungen entsprechende Abtrennung des Monomethylterephthalats war jedoch in den üblichen industriellen Fraktionierungsanlagen nicht möglich. Im übrigen führte die destillative Aufbereitun- zu verhältnismäßig geringen Ausbeuten.
Nach einem anderen bekanntgewordenen Verfahren werden die unveresterten (Terephthalsäure) und nur teilweise veresterten (Monomethylterephthalat) Substanzen in der Weise abgetrennt, daß das Rohprodukt zusammen mit Magnesiumoxyd aufgeschlämmt wird, wobei letzteres in hohem Überschuß angewendet werden muß. Dieses Verfahren erfordert somit bereits ein verhältnismäßig reines Ausgangsprodukt, da andernfalls die erforderlichen großen Mengen an Magnesiumoxyd außerordentlich störend wirken würden. Aus diesem Grunde ist dieses Verfahren für die Reinigung eines Dimethylterephthalats mit einer Säurezahl zwischen 8 und 50 nicht geeignet.
Schließlich ist auch das Auswaschen des bei der Veresterung von Methanol und Terephthalsäure zwecks Herstellung von Dirnethylterephthalat anfallenden Rohprodukts mit Methanol bekannt. Dies erfolgt im wesentlichen zu dem Zweck, um die Veresterungskatalysatoren abzutrennen. jedenfalls konnte auf diesem Wege kein Dimethylterephthalat von der erforderlichen Reinheit, d. h. mit einer Säurezahl unterhalb, 0,05 erhalten werden. Die sich der Gewinnun- eines sehr reinen Dimethlvlterephthalats aus dem Rohprodukt entgegenstellende Schwierigkeit ist im wesentlichen dadurch bedingt, daß der Di- und Monoester der Terephthalsäure infolge ihrer strukturellen Verwandtschaft sehr ähnliche physikalische Eigenschaften aufweisen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein verhältnismäßig einfach durchführbares Verfahren zu schaffen:, das bezüglich der von dem Dimethylterephthalat abzutrennenden, Verunreinigungen einen Trenneffekt gestattet, der einer Säurezahl von weniger als 0,05 und einem Schmelzpunkt des Diesters von 140,62 ± 0,02' C entspricht, wobei dieser Trenneffekt auch dann erzielt werden soll, wenn das Ausgangsprodukt eine Säurezahl von 8 bis 50 aufweist, also verhältnismäßig stark verunreinigt ist. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß man zunächst je Teil rohes Dimethylterephthalat mit 1 bis 10 Teilen von im wesentlichen wasserfreiem Methanol aufschlämmt, die Aufschlämmung bei 10 bis 60' C wenigstens 5 Minuten rührt und den Ester z. B. durch Filtrieren abtrennt. Dadurch wird eine im wesentlichen vollständige Abtrennung de-s Monomethylterephthalats vom Dimethylterephthalat erzielt. Zur Abtrennung der - unveresterten - Terephthalsäure wird der Diester dann in an sich bekannter Weise destilliert.
Es sei bemerkt, daß ein Wesensmerkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens darin besteht, daß sich bei der Aufschlämmung des rohen Dimethylterephthalats in -.Xlethanol ein Lösungsgleichgewicht zwischen dem in Methanol leichter löslichen Monoester und dem schwerer löslichen Diester einstellen kann. Hierzu ist züi berücksichtigen, daß infolge der bereits erwähnten Strukturähnlichkeit dieser Verbindungen deren Löslichkeitsverhalten im allgemeinen keinen besonders großen Unterschied aufweist. Es wurde jedoch gefunden, daß bei Verwendung von im wesentlichen wasserfreiem Methanol und bei einer längeren Aufschlärnmungszeit sowie bei Anwendung höherer Temperaturen und ständiger Bewegung der Aufschlämmung die Löslichkeit der beiden Ester in dem Aufschlämmungsmedium so unterschiedlich ist ' daß eine auch im industriellen Maßstab durchzuführende Aufbereitung des verunreinigten Dirnethylterephthalats möglich ist. Hieraus ergibt sich auch, daß ein bloßes Auswaschen des rohen Dimethylterephthalats mit im allgemeinen mehr oder weniger wasserhaltigem Methanol niemals zu den erfindungsgemäß erzielbaren Trennergebnissen bezüglich des Monomethyl- und Dimethylterephthalsäureesters führen kann.
Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, daß das Methanol in einer Menge von 2 bis 6 Gewichtsteilen je Teil rohem Dimethylterephthalat angewandt wird.
Beispiel Rohes, durch katalytische, Veresterung erzeugtes Dimethylterephthalat mit einer Säurezahl von 20 wurde in einen Kessel eingebracht und mit 3 Teilen wasserfreiem Methanol je Teil rohem Dimethylterephtbalat aufgeschlämmt. Die Aufschlämmung wurde bei ungefähr 25' C 30 Minuten mit Hilfe eines Propellers gerührt. Das mit Methanol in Berührung - -Z#e brachte Dimethylterephthalat wurde durch Saugfiltration aus der Aufschlämmung abgetrennt und von anhaftendem Methanol in einem Vakuumtrockner befreit. Die Ausbeute an abfiltriertem Dimethylterephthalat betrug 91 %-. Das abfiltrierte Dimethylterephthalat wurde in eine ansatzweise arbeitende Destillationskolo#nne mit ungefähr 20 Böden gebracht. Das zurückbleibende Produkt machte ungefähr 30/(, der Kolonnenbeschickung aus. 89% des über Kopf gewonnenen Materials hatte eine Säurezahl von weniger als 0,05. Der Schmelzpunkt dieses Dimethvlterephtbalats war 140,640 C.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Dimethylterephthalat einer Säurezahl von weniger als 0,05 und einem Schmelzpunkt von 140,62 ± 0,02' C, dadurch gekennzeichnet, daß man je Teil rohes Dimethylterephthalat einer Säurezahl von 8 bis #_O mit 1 bis 10 Teilen von im wesentlichen wasserf reiern Methanol aufschlämmt, die Aufschlämmung bei 10 bis 60' C wenigstens 5 Minuten rührt, den Ester abtrennt und dann in bekannter Weise fraktioniert destilliert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Methanol in einer Menge von 2 bis 6 Gewichtsteilen je Teil rohes Dimethylterephthalat anwendet. *In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 945 985; deutsche Auslegeschrift Nr. 1000 019; USA.-Patentschriften Nr. 2 459 014, 2 646 393; K i rk - 0 thm er, »Encyklopädia of Chemical Technology«, Bd. 10 (1953), S. 604.