DE1950080A1 - Process for the preparation of terephthalic acid - Google Patents

Process for the preparation of terephthalic acid

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DE1950080A1
DE1950080A1 DE19691950080 DE1950080A DE1950080A1 DE 1950080 A1 DE1950080 A1 DE 1950080A1 DE 19691950080 DE19691950080 DE 19691950080 DE 1950080 A DE1950080 A DE 1950080A DE 1950080 A1 DE1950080 A1 DE 1950080A1
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tpa
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DE19691950080
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Koch Theodore Augur
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EIDP Inc
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EI Du Pont de Nemours and Co
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/42Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C51/48Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by liquid-liquid treatment

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

E.I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY 10th and Market Streets, Wilmington/ Delaware 19 898, V.St.A,EGG. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY 10th and Market Streets, Wilmington / Delaware 19 898, V.St.A,

Verfahren zur Herstellung von TerephthalsäureProcess for the production of terephthalic acid

Die Erfindung betrifft die Herstellung« insbesondere Reinigung von Terephthalsäure (nachfolgend auch kurz: TPA).The invention relates to the production, in particular, to the purification of terephthalic acid (hereinafter also referred to as TPA for short).

Die TPA stellt eine technische Chemikalie dar« die heute im Qrossmassstab erzeugt wird, hauptsächlich für den Einsatz . bei der Herstellung von Polyestern, für welche die TPA oder ein Derivat, wie Dimethylterephthalat, in einem hochreinen Zustand verfügbar sein muss. Jegliche Verbesserung eines solchen Verfahrens bedeutet einen beträchtlichen wirtschaftlichen Vorteil und ist von erheblicher Bedeutung.The TPA represents a technical chemical «which is today im Large scale is generated, mainly for use. in the production of polyesters for which the TPA or a derivative such as dimethyl terephthalate, in a high purity State must be available. Any improvement in such a process represents a significant economic advantage and is of considerable importance.

Die USA-Patentschrift 2 952 704 sieht vor, Mischungen von Isophthal- und Terephthalsäure durch Waschen der gemischten Säuren mit Aceton oder ähnlichem Keton und damit Lösen der Verunreinigungen ohne Lösung der Säuren zu raffinieren· Hierbei sollen Temperaturen von bis zu etwa 200 C und vorzugsweise nicht Über etwa 150° C (400 bzw. 300° F) geeignetU.S. Patent 2,952,704 provides mixtures of Isophthalic and terephthalic acid by washing the mixed acids with acetone or similar ketone and thus dissolving them Refining the Impurities Without Dissolving the Acids · Temperatures of up to about 200 C and preferably not above about 150 ° C (400 or 300 ° F) should be suitable

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. sein. In der Patentschrift ist auch ausgeführt, dass sin modifizierende» Lösungsmittel, wie Wasser« dazu eingesetzt. be. The patent also states that sin modifying »solvents, such as water« are used for this purpose . werden kann* das Lösungsvertoögen des Ketone für die Phthalsäuren herabzusetzten und die sich in dem Entfärbungsmittel lösende Menge an Phthalsäuren zu vermindern, dass aber eine Anwendung von Wasser keine Bedingung darstellt und befriedigende. Ergebnisse in vielen Fällen ohne jegliches Wasser erzielbar sind· Nirgendwo in d«r Patentschrift findet sieh eine andere Erwähnung eines solohen Wassereinsatzss» und die Beispiele arbeiten alt den Aceton ohne Wasser,. can * reduce the dissolving power of the ketone for the phthalic acids and which are in the decolorizing agent to reduce the dissolving amount of phthalic acids, but that the use of water is not a condition and is satisfactory. Results in many cases can be achieved without any water. Nowhere in the patent is there any another mention of a single use of water »and the examples work old acetone without water,

In jüngerer Zelt ist alt der britischen Patentschrift 1 069 856 vorgesehen worden, rohe TPA in la wesentlichen wasserfreiem Keton bei erhöhten Temperaturen, χ, B. 250° C» und bei Überdrücken zu lösen und dann gereinigte TPA auszukrlstalliaieren. Das Lösungsmittel-Keton ist vorzugsweise ein cyclische« Keton« wie Cyclohexanon, kann aber auch Aceton sein. Das Keton soll im wesentlichen wasserfrei sein» kann aber bis zu 10 Qew.£ Wasser enthalten, wobei zu berücksichtigen ist, dass das Keton die TPA lösen muss.In younger tent is old the British patent specification 1 069 856 has been provided, raw TPA in la essential anhydrous ketone at elevated temperatures, χ, B. 250 ° C » and to dissolve at overpressure and then to crystallize out purified TPA. The solvent ketone is preferred a cyclic "ketone" such as cyclohexanone, but can also be acetone. The ketone should be essentially anhydrous but contain up to 10 Qew. £ of water, taking into account that the ketone must dissolve the TPA.

Es wurde nunmehr gefunden, dass sich beim Einsatz von Aceton bei solohen Bedingungen Meeityloxid bildet« was einen Acetonverlust bedeutet» und su einer Verunreinigung der TPA führen kann. Ss hat sich jedoch auch gemäss der Erfindung gezeigt« dass ein Waschen der rohen TPA mit wässriges Aceton* dee überwiegende Mengen an Wasser« d» h· mindestens 50 Oew. % und vorzugsweise höhere Mengen, z. B. mindestens 80 dew. % bis zu 95 Oew. $, wie sie ein Wirken des Acetone als ein Lösungsmittel verhindern» enthält» wie auch bei verhältnismassig hohen Temperaturen» 223 bis 275° C und vorzugsweise bis zu 250° C, von Vorteil 1st. Ohne die Erfindung auf irgendeine spezielle Theorie zu beschränken» wird angenommen* dass bei niedrigeren Temperaturen, wie sie nach' der USA-Patentschrift 2 952 704 Anwendung finden» jegliche Bxtrak-It has now been found that when acetone is used under conditions alone, meeityloxide is formed "which means a loss of acetone" and can lead to contamination of the TPA. According to the invention, however, it has also been shown that washing the crude TPA with aqueous acetone * dee predominant amounts of water «d» h * at least 50 ow. % and preferably higher amounts, e.g. B. at least 80 dew. % up to 95 oew. $ As a action of the acetone as a solvent to prevent "contains" as well at relatively high temperatures moderately »223-275 ° C and preferably up to 250 ° C, advantageous 1st. Without restricting the invention to any particular theory, "it is assumed * that at lower temperatures, such as those used in US Pat. No. 2,952,704," any Bxtrak-

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tion von Verunreinigungen hauptsächlich physikalisch erfolgt, während bei den höheren, gemäss der vorliegenden Erfindung angewandten Temperaturen irgendeine chemische Umsetzung zwischen dem Aceton und mindestens einem Teil der Verunreinigungen eintreten dürfte und di© anfallenden Reaktionsprodukte leichter e::trahierbar sind. In jedem Falle wird durch Erhöhung dei1 Tesiperatv«:· Im Gegensatz zu dem Verfahren nach USA-Paten'--schrift 2 952 7Q^ ein wesentlicher Wirkungsunterschied ersielt. Ferner vermindert der Einsatz solch grosser Wasser* tilgen die Wahrscheinlichkeit, dass das Aceton mit der TPA t inter Bildung unerwünschter Nebenprodukte reagiert. Die ra*ächverhl*Xtni8@@ kömierx 5:1 bis I t 5» vorzugsweise 2 : : bis I : S, berechnet als Gewicht des Asetons zu demjenigen am? rohen TPA, betregen und hänger* von den WascfobedlHgwng^ &&> wes autsli für die benötigte Zeit gilt, bezüglich der Jedoch gewähnlich zwischen 20 Min. und 2 Sfcd., s. B. I Std. bis 80 !Sin., genilger,. Das Verfahren kann ^In- oder mehrstufig und diskontinuierlich oder kontinulorlicih durehgeführt werden. Man soll bei genügendem Druct: arbeiten* um das Waschgut in der Flüssigphase zu halten, z. B. bsi etwa 15 bis 65 Atm., vorzugsweise etna 25 bis 40 <>tm. (250 bis 900 bzw. 40C bis 600 Poundff/Quadratzoll überdpuek). BIe anfallende TPA kann in herktScmlieher Weise, wie durch Filtrieren oder Schleudern, abgetrennt werden. QewHhnllch wird vorzugsweise die TPA vor der Durchführung diener Trennung abgekühlt, z. B. auf' 100 bis 150° C. Die Rein; .gungsbehandlung kann, wenn gewünscht, mit Jeder anderen solchen Vor- oder Nachbehandlung kombiniert werden.tion of impurities takes place mainly physically, while at the higher temperatures used in accordance with the present invention some chemical reaction between the acetone and at least some of the impurities is likely to occur and the resulting reaction products are easier to detect. In any case, by increasing the value of the 1 Tesiperatv: · In contrast to the method according to the USA patent document 2 952 7Q ^ a significant difference in effect is achieved. Furthermore, the use of such large amounts of water reduces the likelihood that the acetone will react with the TPA to form undesirable by-products. The ra * ächverhl * Xtni8 @@ kömierx 5: 1 to I t 5 »preferably 2 :: to I : S, calculated as the weight of the asetone to the one on? raw TPA, betregen and hangers * from the WascfobedlHgwng ^ &&> wes autsli applies to the required time, however usually between 20 minutes and 2 Sfcd., see B. I hours to 80! Sin., genilger ,. The process can be carried out in one or more stages and discontinuously or continuously. If there is enough Druct you should: work * to keep the laundry in the liquid phase, e.g. B. up to about 15 to 65 atm., Preferably about 25 to 40 <> tm. (250 to 900 or 40C to 600 poundff / square inch overpuek). The resulting TPA can be separated off in a conventional manner, such as by filtering or centrifuging. Likewise, the TPA is preferably cooled prior to performing the separation, e.g. B. to '100 to 150 ° C. The pure; Treatment treatment can, if desired, be combined with any other such pre- or post-treatment.

Rohe TPA für den Eineatz bei dem Verfahren ist durch Oxidation eines aromatischen Kohlenwasserstoffs, wie p-Xylol, mit Molekularem Sauerstoff, insbesondere Luft, in Gegenwart eines Schwerraetallkatalysators, wie Kobaltnaphthenat,Raw TPA for use in the process is by oxidation an aromatic hydrocarbon such as p-xylene, with molecular oxygen, especially air, in the presence a heavy metal catalyst, such as cobalt naphthenate,

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ζ. B. geroäss USA-Patentschrift J 299 125, erhältlich. Die Hauptverunreinigungen sind im allgemeinen partiell oxidierte Zwischenverbindungen, wie p~Toluylsäure (nachfolgend kurz: PTA) und ρ-PoCTuy!benzoesäure (nachfolgend kurz: PFBA) und vielleicht p-Toluylaldehyd (nachfolgend kurzr PTL) und Benzoesäure · Die in den Beispielan eingesetzten Hohmlschungen sind in einem solchen, typischen Verfahren bei etwa 2.90° c hergestellt worden.ζ. B. geroäss USA patent J 299 125 available. the The main impurities are generally partially oxidized Intermediate compounds, such as p ~ toluic acid (hereinafter for short: PTA) and ρ-PoCTuy! Benzoic acid (hereinafter for short: PFBA) and perhaps p-toluylaldehyde (hereinafter abbreviated to PTL) and benzoic acid · The hollow lugs used in the examples are in such a typical process at about 2.90 ° c has been manufactured.

Die folgenden Beispiele, in dsnen sich alle Teil- und Prozent angaben* wem nicht ander3 gesagt, auf das Gewicht beziehen, dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung* The following examples are all parts and percentages information * unless otherwise stated, refer to the weight, serve to further explain the invention *

B eis ρ i ,s I 1Q B is ρ i, s I 1 Q

1. Einte 81,9 % TPA, 12,9 % PTA, 5Λ % PffBA und 0,2 % PTL um! Benzoesäure enthaltende Ronmischung wurde mit «in&r gleichen Menge an Aceton und dir vierfachen Menge an Wasser bewegt und bei autogenem Druck etwa 40 Min. auf 250° C, erhitzt und dann absetzengslassen und bei 150° C filtriert. Diese Behandlung wurde wiederholt, wobei eine TPA mit einen Gehalt an PFBA von nur etwa 0,2 % und FTA von 0,1 $ anfiel, die von Meeityloxid und andsren Verunreinigungen, die Acetonbehandlungei zugeschrieben worden sind, im wesentlichen frei war.1. One 81.9 % TPA, 12.9 % PTA, 5Λ% PffBA and 0.2 % PTL around! The benzoic acid-containing mixture was agitated with an equal amount of acetone and four times the amount of water and heated to 250 ° C for about 40 minutes under autogenous pressure and then allowed to settle and filtered at 150 ° C. This treatment was repeated, yielding a TPA with a PFBA content of only about 0.2 % and FTA of $ 0.1, which was essentially free of meeityloxide and other impurities attributed to acetone treatment.

2. Durch Einsatz von wässrigen Aceton nut einem Wassergehalt von 95 % wurde ein mit demjenigen von Beispiel 1 vorgleichbares Ergebnis erhalten.2. By using aqueous acetone with a water content of 95 % , a result comparable to that of Example 1 was obtained.

Das Verfahren gemäss der Erfindung kann somit zur Erzielung von TPA mit einem Reinheitsgrad von Über 99,5 % Anwendung finden.The method according to the invention can thus be used to obtain TPA with a degree of purity of over 99.5 % .

BAD ORiGIWALBAD ORiGIWAL

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VO rr .s?-g.i e ft- 8b£& 3 VO r r .s? -Gi e ft- 8b £ & 3

In einer ersten Prüfung wurden Proben der gleichen Rohraischung wie oben eingesetzt. In jedem Fall wurde die Probe einer Einzelwaschbehandlung bei autogenem Druck mit einer entsprechenden, bewegten Mischung (enthaltend die gleiche Menge an Aceton wie eine 20#ige Mischung, mit Wasser) bei der nachgenannten Temperatur unterworfen* absetzen gelassen und bei 100° C filtriert, wotei mit Ausnahme, der in Tabelle I genannten die gleichen Bedingungen wie oben Anwendung fanden.In a first test, samples of the same crude mixture as above were used. In each case it was the sample a single wash treatment at autogenous pressure with a corresponding, agitated mixture (containing the same Amount of acetone like a 20 # mixture, with water) subject to the temperature mentioned below * allowed to settle and filtered at 100 ° C, with the exception of those in Table I. mentioned the same conditions as above were used.

T a belle I Waschtemperatur, °C Verbleibende Verunreinigungen T a b le I Washing temperature, ° C Remaining soiling

200 1,2 % PFBA, 0,6 % PTA200 1.2 % PFBA, 0.6 % PTA

Beispiel J5 250 0,2 % PFBA, 0,6 % PTAExample J5 250 0.2 % PFBA, 0.6 % PTA

Die zweite Prüfung entsprach der obengenannten mit der Abänderung, dass eine Rohraischung eingesetzt wurde, die 85,6 % TPA, 9*4 $ PTA, 4,4 % PFBA und 0,3 % PTL und Benzoesäure enthielt, und die Filtrationstemperatur 1500 C betrug; Ergebnisse:The second test corresponded to the above, with the modification that a Rohraischung was used, the 85.6% TPA, 9 * 4 $ PTA, 4.4% and 0.3% PFBA PTL and benzoic acid contained, and the filtration temperature 150 0 C. fraud; Results:

TaJ el le II Probe Waschtemperatur, °C Verbleibende Verunreinigungen TaJ el le II Sample washing temperature, ° C Remaining impurities

Beispiel 4 250 Spuren 0,2 % Example 4 250 tracks 0.2 %

In einer weiteren Versuchsreihe wurden Rohprobea (enthaltend etwa 3 % FFBA und 2 % PIA) in entsprechender Weise bei 250° C mit wässrigen Medien gewaschen, die verschiedene Anteile an Aceton enthielten, und dann bei 150° C filtriert. Ohne Einsatz von Aceton (mit 100 % Wasser) fällt eine gewaschene TPA mit einem wesentlichen Gehalt an PPBA an, wäh-In a further series of tests, raw samples (containing about 3 % FFBA and 2 % PIA) were washed in a corresponding manner at 250.degree. C. with aqueous media containing various proportions of acetone, and then filtered at 150.degree. Without the use of acetone (with 100 % water), a washed TPA with a substantial content of PPBA is obtained, while

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der Einsatz von 10- oder 20#igen Acetonlösungen viel kleinere Mengen an PFBA ergibt. Mit Erhöhung der Acetonkonzentration auf 4o % jedoch treten Spuren an Mesityloxid in Erscheinung, die zu einem kleinen Verlust an Aceton von vielleicht bis su 5 % führen. Solche kleinen Verluste mögen manchmal tolerierbar sein, aber höhere Verluste, wie sie leicht aus dem Einsatz von im wesentlichen wasserfreiem Aceton resultieren, sind unerwünscht.the use of 10 or 20 # strength acetone solutions results in much smaller amounts of PFBA. When the acetone concentration is increased to 40 %, however, traces of mesityl oxide appear, which lead to a small loss of acetone of perhaps up to 5 % . Such small losses may sometimes be tolerable, but higher losses, such as those easily resulting from the use of essentially anhydrous acetone, are undesirable.

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Claims (1)

Koch 4 χ }. Oktober 1969Cook 4 χ}. October 1969 PatentanspruchClaim Verfahren zur Herstellung von Terephthalsäure durch Oxidation eines aromatischen Kohlenwasserstoffs, wie p-Xylol, in Gegenwart eines Sohwemetallkatalysators, wie Kobaltnaphthenet, unter Waschen der rohen Terephthalsäure bei erhöhten Temperaturen und bei Überdrücken mit wässrigem Aceton, dadurch gekennzeichnet, dass nan bei einer Temperatur von 225 bis 275° C arbeitet und wässriges Aceton mit einem Gehalt an wasser von mindestens 50 Oew. % einsetzt.Process for the production of terephthalic acid by oxidation of an aromatic hydrocarbon, such as p-xylene, in the presence of a Sohwemetalcatalyst, such as cobalt naphthenet, while washing the crude terephthalic acid at elevated temperatures and at excess pressures with aqueous acetone, characterized in that nan at a temperature of 225 to 275 ° C works and aqueous acetone with a water content of at least 50 oew. % starts. -T--T- 009815/1890009815/1890
DE19691950080 1968-10-03 1969-10-03 Process for the preparation of terephthalic acid Pending DE1950080A1 (en)

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