DE1568340B2 - Verfahren zur wiedergewinnung der sauren anteile aus bei der veresterung von terephthalsaeure mit methanol anfallender mutterlauge - Google Patents
Verfahren zur wiedergewinnung der sauren anteile aus bei der veresterung von terephthalsaeure mit methanol anfallender mutterlaugeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiedergewinnung der sauren Anteile aus bei der Veresterung
von Terephthalsäure mit Methanol anfallender Mutterlauge.
Terephthalsäure wird hauptsächlich zur Herstellung der Polyester mit Diolen eingesetzt, wofür man in der
Regel zunächst den Terephthalsäuredimethylester herstellt.
Die technische Terephthalsäure enthält im allgemeinen noch geringe Beimengungen von Neben- und
Zwischenprodukten. So ist sie, wenn sie nach einem bekannten Verfahren aus p-Xylol durch Luftoxydation
in Gegenwart von Schwermetallsalzen und Bromionen in essigsaurer Lösung bei erhöhter Temperatur
und Überdruck erhalten wurde, beispielsweise mit geringen Anteilen Essigsäure, p-Toluylsäure
und Terephthalaldehydsäure verunreinigt.
Es sind zwar aus der japanischen Patentanmeldung 12 695/65 und den niederländischen Patentanmeldungen
6 403 348 und 6 508 021 Verfahren zur Nachoxydation oder Hydrierung oder Sublimation der
rohen Terephthalsäure bekannt, die den Zweck haben, insbesondere die störende Terephthalaldehydsäure zu
beseitigen, doch sind diese Verfahren technisch nicht befriedigend. Verestert man hingegen die aldehydhaltige
Terephthalsäure unmittelbar mit Methanol, so muß man den Dimethylester aufwendig von der
Aldehydkomponente befreien, wozu die britische Patentschrift 938 318 eine Umsetzung der Aldehydgruppe
mit reaktiven Methylengruppen und nachfolgende Destillation vorsieht, während die französisehe
Patentschrift 1 377 131 eine katalytische Oxydation in der Schmelze sowie ebenfalls eine Destillation
empfiehlt.
Auch diese Verfahren sind unbefriedigend, vor allem deswegen, weil sich bei vielen Veresterungsverfahren
die Verunreinigungen in der methanolischen Mutterlauge, die nach dem Auskristallisieren des
reinen Terephthalsäuredimethylesters hinterbleibt, anreichern.
Die Aufarbeitung dieser die Zwischenprodukte und Methylacetat enthaltenden Mutterlauge bereitet erfahrungsgemäß
sowohl hinsichtlich der Rückgewinnung des reinen Methanols als auch hinsichtlich der
Rückgewinnung der wertvollen Zwischenprodukte große Schwierigkeiten.
Auch in der Mutterlauge einer besonders vollkommenen Veresterung, etwa gemäß Patent 1 224 313,
bleiben nach Abtrennung des Terephthalsäuredimethylesters bei einer Temperatur von etwa 100C
noch 10 bis 20 g Feststoff je Kilogramm Mutterlauge gelöst. Die gelösten Substanzen sind Dimethyl- und
Monomethylterephthalat, Terephthalaldehydsäuremethylester und Toluylsäuremethylester neben jeringen
Mengen an Methylacetat.
Wird diese methanolische Lösung zur Rückgewinnung von wasserfreiem Methanol einer fraktionierten
Destillation unterworfen, so treten erhebliche Komplikationen auf. Hier sind vor allem zu nennen:
Die Gefahr der Äther- und Olefinbildung aus Methanol unter dem Einfluß saurer Komponenten; die zwantrläufige
Verseifung des Methylacetats unter Bildung; von Essigsäure, womit die Verwendung von Edelstahlen
notwendig wird; da-, Auftreten von Kristallbm
im Sumpf der Destillation; das Auskristallisieren vor, Dimethylterephthalat in der Destillationskolonne,
Darüber hinaus bereitet die Aufarbeitung des Kristallbreis, der aus verschiedenen Produkten besteht,
einen erheblichen Arbeitsaufwand.
Es galt daher ein Verfahren zu entwickeln, das c ohne nennenswerten Aufwand erlaubt, die methanolische
Mutterlauge aus der Veresterung von Terephthalsäure mit Methanol aufzuarbeiten, das zugleich
darauf abgestellt ist, die direkten Veresterungsverfahren, bei denen nicht vorgereinigte Terephthalsäure
eingesetzt wird, besser brauchbar zu machen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die Mutterlauge bei 50 bis 150°C
und bei kurzer Verweilzeit bis zur Verseifung der enthaltenen Ester mit 2 bis 6°/oiger wäßriger Alkalihydroxidlösung
gegebenenfalls kontinuierlich und gegebenenfalls in einer Druckapparatur Druckapparatur
behandelt, das Verseifungsgemisch destillativ in Metiianol und wäßrige Salzlösung trennt, aus der
letzteren durch Mineralsäurezusatz die organischen Säuren abscheidet und diese gewünschtenfalls in an
sich bekannter Weise zu Terephthalsäure oxydiert.
Eine geeignete Mutterlauge erhält man beispielsweise nach dem Verfahren des Patents 1224 313,
nach welchem die ungereinigte aldehydhaltige Terephthalsäure, welche noch etwa 0,1 bis 0,2 °/0 Essigsäure
als Restfeuchte enthält, unmittelbar mit Methanol verestert wird, indem man die rohe Terephthalsäure
mit dampfförmigem Methanol z. B. im Gewichtsverhältnis 1: 3 in Gegenwart von grobkörnigem
Kieselgel in einem Drehofen bei einer Temperatur von 3000C bei !Normaldruck kontinuierlich umsetzt
und den kristallisierten Ester, der sehr rein ist, aus der Vorlage gewinnt, während die gebildeten Zwischenprodukte
wie Terephthalaldehydsäuremethyiester, Terephthalsäuremonomethylester, Toluylsäuremethylester
und Spuren von Methylacetat sich in der methanolischen Mutterlauge anreichern.
Die Verseifungstemperatur kann bekanntlich in weiten Grenzen liegen; um die Umsetzung kurzzeitig
zu beenden, empfehlen sich Temperaturen zwischen 50 und 1500C, vorzugsweise zwischen 80
und 1000C. Dies gilt besonders dann, wenn man die Umsetzung kontinuierlich leitet, wofür auch eine
Druckapparatur, die für Drücke bis zu 2 atü ausgelegt ist, erforderlich ist.
Als verdünnte wäßrige Alkalihydroxidlösung eignet
3 4
sich eine 2- bis 6prozentige Natrium- oder Kalium- von 20 Minuten. Anschließend wird der Austrag in
hydroxidlösung. einem Dünnschichtverdampfer zerlegt
Die Verseifung ist bei kurzen Verweilzeiten durch- Das aus dem Dünnschichtverdampfer austretende
zuführen, um Kondensaticnsreaktionen der Aldehyd- Methanol-Wasserdampf-Gemisch wird in einer De-
verbindung zu vermeiden. Die so erhaltene homogene 5 stillationskolonne destilliert, wobei über Kopf Rein-
Lösung wird einer einfachen Destillation unterworfen, methanol (Verseifungszahl = 0, Methanolgehalt
wobei über Kopf reines Methanol mit einer Ver-
>99,8 %) abgezogen wird.
seifungszahl = 0 anfällt und gleichzeitig im Sumpf Im Sumpf fällt Wasser an, welches verworfen wird,
eine wäßrige Lösung der Alkalisalze abgezogen wird. Die am Boden des Dünnschichtverdampfers anfallende
Anschließend wird die Alkalisalz-Lösung mit Mineral- io Natriumsalzlösung wird unmittelbar in verdünnte,
säure, wie z. B. Salzsäure bzw. Chlorwasserstoffgas heiße, etwa 20- bis 30%ige Salzsäure o*ir Schwefeloder
Schwefelsäure, versetzt. Die ausfallenden Säuren säure eingeführt Die dabei ausfallende Säure wird
einschließlich der Aldehydsäure werden durch FiI- filtriert und mit Wasser gewaschen. Man erhält ein
tration abgetrennt. Das Säuregemisch kann nunmehr, Rohsäuregemisch der folgenden Zusammensetzung:
gewünschtenfalls durch katalytische Luftoxydation in 15 Terephthalaldehydsäure, etwa 30%
essigsaurer Losung, in Anwesenheit von Schwer- Terephthalsäure 65%
metallsalzen in fast quantitativer Ausbeute in Tere- Sons£ Säu hauptsächlich
phthalsäure übergeführt werden. Toluylsäure 5%
Bei diesem Prozeß werden die wasserlöslichen Verunreinigungen
gleichzeitig abgetrennt. Von besonde- 20 Wird das so erhaltene Gemisch einer erneuten
rem Vorteil ist, daß das gesamte Verfahren in einer Luftoxydation bei 180 bis 1900C in Anwesenheit von
eisernen Apparatur ablaufen kann. Essigsäure und in Gegenwart von Kobaltsalzen und
Bromionen unterworfen, so erhält man in fast quanti-
Beispiel taiiver Ausbeute Terephthalsäure von ausgezeichneter
25 Qualität:
Eine methanolische Mutterlauge mit einer Ver- Säurezahl = 673
seifungszahl von 10 aus dem in der Beschreibung ge- Terephthalaldehy'dsäuregehalt
<0,5%.
nannten Veresterungsverfahren wird im Gewichtsverhältnis 1 : 0,3 mit 4%iger wäßriger Natronlauge Der mit der Erfindung erzielbare besondere Vor-(120% Alkali, bezogen auf die Verseifungszahl) 30 teil besteht insbesondere darin, daß man rohe Teregemischt. Anschließend wird das Gemisch mit einer phthalsäure direkt verestern kann, ohne sich GeKolbenpumpe durch eine beheizte Eisenschlange von danken über die Veresterungsrückstände (Mutterlauge) 2 1 Fassungsvermögen gefördert. Die Innenteinperatur machen zu müssen, da diese nunmehr quantitativ beträgt 950C; es stellt sich em Druck von 1,5 atü ohne nennenswerten Aufwand in die begehrten Ausein. Entsprechend der eingespeisten Mutterlauge und 35 gangsstoffe — Terephthalsäure und Methanol — Alkalimenge wird das Reaktionsgemisch am Schlan- aufgearbeitet werden kann, wobei als besonders genende überein Regelventil abgezogen. Der stündliche günstig gelten darf, daß diese Stoffe in einer ausge-Durchsatz beträgt 6 1, entsprechend einer Verweilzeit zeichneten Reinheit anfallen.
nannten Veresterungsverfahren wird im Gewichtsverhältnis 1 : 0,3 mit 4%iger wäßriger Natronlauge Der mit der Erfindung erzielbare besondere Vor-(120% Alkali, bezogen auf die Verseifungszahl) 30 teil besteht insbesondere darin, daß man rohe Teregemischt. Anschließend wird das Gemisch mit einer phthalsäure direkt verestern kann, ohne sich GeKolbenpumpe durch eine beheizte Eisenschlange von danken über die Veresterungsrückstände (Mutterlauge) 2 1 Fassungsvermögen gefördert. Die Innenteinperatur machen zu müssen, da diese nunmehr quantitativ beträgt 950C; es stellt sich em Druck von 1,5 atü ohne nennenswerten Aufwand in die begehrten Ausein. Entsprechend der eingespeisten Mutterlauge und 35 gangsstoffe — Terephthalsäure und Methanol — Alkalimenge wird das Reaktionsgemisch am Schlan- aufgearbeitet werden kann, wobei als besonders genende überein Regelventil abgezogen. Der stündliche günstig gelten darf, daß diese Stoffe in einer ausge-Durchsatz beträgt 6 1, entsprechend einer Verweilzeit zeichneten Reinheit anfallen.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Wiedergewinnung der sauren Anteile aus bei der Veresterung von gegebenenfalls nicht vorgereinigter Terephthalsäure mit Methanol anfallender Mutterlauge, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mutterlauge bei 50 bis 1500C und bei kurzer Verweilzeit bis zur Verseifung der enthaltenen Ester mit 2- bis 6%iger wäßriger Alkalihydroxidlösung gegebenenfalls kontinuierlich und gegebenenfalls in einer Druckapparatur behandelt, das Verseifungsgemisch destillativ in Methanol und wäßrige Salzlösung trennt, aus der letzteren durch Mineralsäurezusatz die organischen Säuren abscheidet und diese gewünschtenfalls in an sich bekannter Weise zu Terephthalsäure oxydiert.
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Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1967
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- 1967-10-11 NL NL676713810A patent/NL151060B/xx unknown
Also Published As
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