DE2008129A1

DE2008129A1 - Verfahren zur Reinigung von Tere- bzw. Iso-Phthalsäure

Info

Publication number: DE2008129A1
Application number: DE19702008129
Authority: DE
Original assignee: Badische Anilin and Sodafabrik AG
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1970-02-21
Filing date: 1970-02-21
Publication date: 1971-09-02
Also published as: BE762805A; FR2078824A5; NL7102172A

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Reinigung von Tere- bzw. Iso-Phthalsäure.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 299 628 ist bekannt, dass man reine, zur unmittelbaren Veresterung mit Glykolen geeignete Terephthalsäure durch Hydrierung von 4-Carboxybenzaldehyd und andere Verunreinigungen enthaltende Rohterephthalsäure in wässriger Lösung unter zur Aufrechterhaltung der flüssigen Phase erforderlichen Temperatur- und Druckbedingungen mit Wasserstoff in Gegenwart eines Hydrierkatalysators erhält, wenn man die Hydrierung bei einer Temperatur von 200 bis 400°C, besonders 225 bis 275°C durchführt, vor der Auskristallisation der Terephthalsäure den Katalysator und dann bei etwa 50 bis 150°C die Mutterlauge abtrennt, die kristalline Terephthalsäure mit Wasser oder ggf. mit einer verdünnten Mineralsäure wäscht und anschließend trocknet. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass man teure korrosionsfeste Apparaturen, vorzugsweise aus Titan, verwenden muß. Aus der japanischen Patentveröffentlichung 20 616/1969 ist bekannt, dass man Terephthalsäure dadurch reinigen kann, dass man die Terephthalsäure in das Diammoniumsalz überführt und in Form einer wässrigen Lösung bei einer Temperatur von weniger als 70°C, z.B. mit Aktivkohle ggf. unter Zuhilfenahme von oxydativen oder reduktiven Verfahren entfärbt, im Anschluß daran auf eine Temperatur von 80°C und darüber, insbesondere einer Temperatur von 90 bis 100°C erhitzt und das Terephthalsäuremonoammoniumsalz zum Aussalzen bringt und abtrennt. Aus dem Monoammoniumsalz wird in an sich bekannter Weise die Terephthalsäure zurückgewonnen.

Es wurde nun gefunden, dass man reine Tere- bzw. Iso-Phthalsäure aus Roh-Tere- bzw. Roh-Isophthalsäure, die Carboxybenzaldehyd und andere Verunreinigungen enthalten, durch reduktive Behandlung einer wässrigen Lösung des Diammoniumsalzes bei einer Temperatur unter 70°C, Ausfällen des Monoammoniumsalzes durch Erhitzen der wässrigen Lösung auf eine Temperatur von 80 bis 100°C, vorzugsweise 90 bis 100°C und Gewinnung der freien Säure in an sich bekannter Weise, vorteilhafter als bei den bekannten Verfahren erhält, wenn man die reduktive Behandlung als katalytische Hydrierung durchführt.

Das Verfahren hat gegenüber dem aus der deutschen Auslegeschrift 1 299 628 bekannten den Vorteil, dass man das Korrisionsproblem umgeht und gegenüber dem aus der japanischen Patentveröffentlichung 20 616/1969 bekannten Verfahren den Vorteil, dass es zu einem reineren Produkt führt.

Als Ausgangsstoffe eignen sich Roh-Terephthalsäure bzw. Roh-Isophthalsäure, wie sie bei der Oxydation von p-Xylol bzw. m-Xylol oder Teiloxydationsprodukten dieser Xylole in Essigsäure in Gegenwart von Kobaltionen und Bromiden oder Bromionen liefernden Verbindungen mit Sauerstoff in molekularer Form enthaltenden Gasen erhalten werden. Terephthalsäure, die auf diesem Wege hergestellt wurde, enthält vor allem geringe Menge 4-Carboxybenzaldehyd. Isophthalsäure, die auf diesem Wege hergestellt wurde, enthält 3-Carboxybenzaldehyd. Darüberhinaus sind aber auch andere, vornehmlich leicht färbende Verunreinigungen enthalten.

Die Terephthalsäure bzw. Isophthalsäure wird zunächst in üblicher Weise zum Diammoniumsalz in wässriger Lösung umgesetzt. Im einfachsten Falle löst man die Terephthalsäure bzw. Isophthalsäure in wässrigem Ammoniak, z.B. einer Konzentration von 2 bis 5 %. Man kann aber auch höher konzentriertes wässriges Ammoniak verwenden. Selbstverständlich kann man auch die zu reinigende Terephthalsäure bzw. Isophthalsäure in Wasser suspendieren und Ammoniakgas einleiten oder Ammoniakwasser hinzugeben, bis die Terephthalsäure bzw. Isophthalsäure gelöst ist. Die Diammoniumsalzlösungen sollen im allgemeinen eine Konzentration von nicht mehr als 10% Diammoniumsalz der Tere- bzw. Iso-Phthalsäure aufweisen. Da die nachfolgende hydrierende Behandlung bei einer Temperatur unter 70°C liegen soll, empfiehlt es sich, die Auflösung des Diammoniumsalzes bereits bei erhöhter Temperatur, z.B. bei 40 bis 50° durchzuführen.

Die Diammoniumsalzlösung der Tere- bzw. Isophthalsäure wird nun einer hydrierenden Behandlung in Gegenwart von an sich bekannten Hydrierkatalysatoren unterworfen. Obwohl im Prinzip alle üblichen Hydrierkatalysatoren, wie sie z.B. in Houben-Weyl Methoden der organischen Chemie, Band 4, Teil 2, Seiten 283 bis 333, beschrieben sind, geeignet sind, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, als Hydrierkatalysatoren Palladium in Form von Palladium-Mohr oder Palladium auf Trägermaterialien, z.B. Kohle, Aluminiumoxid oder Kieselgel sowie Platin in Form von Platin auf Trägermaterialien, wie z.B. Kohle zu verwenden. Besonders geeignet sind Hydrierkatalysatoren mit 1 bis 10 % Palladium auf Kohle oder 0,5 bis 5 % Palladium auf Aluminiumoxid.

Die Katalysatoren werden üblicherweise in einer Menge von 0,05 bis 1%, bezogen auf Tere- bzw. Iso-Phthalsäure in der Lösung der Diammoniumsalze suspendiert. Der Wasserstoff wird üblicherweise bei Normaldruck eingeleitet. Man kann ihn bei kontinuierlicher Verfahrensweise im Gleichstrom oder beim Rieselverfahren auch im Gegenstrom zur Anwendung bringen. Die Verweilzeiten liegen üblicherweise bei 10 Minuten bis 1 Stunde. An die Reinheit des Wasserstoffes werden keine besonderen Anforderungen gestellt, allerdings soll eine Vergiftung des Katalysators vermieden werden. Naturgemäß lässt sich das Verfahren auch bei erhöhtem Wasserstoffdruck durchführen, z.B. bis zu 10 Atmosphären. Die Hydriertemperatur soll nicht höher als 70°C liegen.

Nach der Hydrierung wird ggf. nach Entfernung der suspendierten Katalysatoren, z.B. durch Filtrieren oder durch Zentrifugieren die Diammoniumsalzlösung auf eine Temperatur von 80 bis 100°C, vorzugsweise von 90 bis 100°C erhitzt. Dabei spaltet sich das Diammoniumsalz zum Monoammoniumsalz und Ammoniak. Entweichender Ammoniak kann zur Auflösung weiterer Tere- bzw. Iso-Phthalsäure verwendet werden. Die Zerlegung des Diammoniumsalzes zum Monoammoniumsalz kann dadurch beschleunigt werden, dass man ein Inertgas oder auch Wasserdampf einleitet.

Das Monoammoniumsalz fällt aus der Lösung aus; zur Vervollständigung der Ausfällung ist es zweckmäßig, die Lösung abzukühlen. Das Monoammoniumsalz der Tere- bzw. Iso-Phthalsäure kann in an sich bekannter Weise in freie Tere- bzw. Iso-Phthalsäure umgewandelt werden. Dies geschieht beispielsweise durch thermische Nachbehandlung.

Beispiel

16,6 g Terephthalsäure mit einem Gehalt von
<NichtLesbar>

Bei 50°C wird unter guter Vermischung Wasserstoff in einem Durchsatz von 10 ml/min. hindurchgeleitet. Nach 60 Minuten wird die Wasserstoffzufuhr unterbrochen, der Katalysator abfiltriert und die Lösung auf 100° erhitzt. Durch Einleiten von Wasserdampf wird das freigesetzte Ammoniak ausgetrieben. Nach 6 Stunden ist die Ammoniakentwicklung beendet. 17,0 g Monoammoniumterephthalat (93 % d. Th.) können unmittelbar abgefiltert werden. In diesem Monoammoniumsalz beträgt der Gehalt an 4-Carboxybenzaldehyd nur 2 ppm. Durch Erhitzen erhält man 15,1 g freie Terephthalsäure.

Claims

Verfahren zur Reinigung von Tere- bzw. Iso-Phthalsäure aus Roh-Terephthalsäure bzw. Roh-Isophthalsäure, die geringe Mengen 4-Carboxybenzaldehyd bzw. 3-Carboxybenzaldehyd und ggf. andere Verunreinigungen enthalten, durch eine reduktive Behandlung einer wässrigen Lösung des Diammoniumsalzes bei einer Temperatur unter 70°C, Ausfällen des Monoammoniumsalzes durch Erhitzen der wässrigen Lösung auf eine Temperatur von 80 bis 100°C, vorzugsweise 90 bis 100°C und Gewinnung der freien Säuren aus dem Monoamminumsalz in an sich bekannter Weise, dadurch gekennzeichnet, dass man die reduktive Behandlung als katalytische Hydrierung durchführt.