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HERSTELLUNG UND ABTRENNUNG VON TEREPHTHALSÄURE Diese Erfindung betrifft
die Herstellung von Terephthalsäure durch Umsetzung von Dikal iumterephthalat mit
Benzoesäure.
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Es ist in der Technik gut bekannt, daß man Di'<aliumterephthalat
durch Disproportionierung von Kal.tlmbenzoat und unter Verwendung von Zinkbenzoat
als Katalysator erhalten kann, vergleiche z.B. US-PS 2 823 230. Es ist außerdem
bekannt, daß Terephthalsäure durch Umsetzung von Dikaliumterephthalat mit Benzoesäure
hergestellt werden kann, vergleiche z.B. US-PS 2 930 813. Wenn Dikaliumterephthalat
mit Benzoesäure zur Herstellung von Terephthalsäure umgesetzt wird, verläuft die
Umsetzung in zwei Stufen in folgender Weise:
wobei in diesen Formeln K2TP Dikaliumterephthalat, BZS Benzoesäure,
KHTP saures Kaliumterephthalat, KBZ-Kaliumbenzoat und TPS Terephthalsäure sind.
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Wie aus den Gleichungen (1) und (2) hervorgeht, verläuft die Reaktion
in zwei Stufen. Während die Stufe (1) nahezu vollständig abläuft, ist die Stufe
(2) reversibel und das saure Kaliumterephthalat wird unter den Bedingungen des vorliegenden
Gleichgewichts nur zu etwa 80% in Terephthalsäure umgewandelt.
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Terephthalsäure hat in der Industrie eine große Bedeutung als Ausgangsstoff
für die Herstellung von Synthese-Fasern vom Polyestertyp erlangt. Es sind deshalb
zahlreiche Arbeiten durchgeführt worden, um reine Terephthalsäure in großen Mengen
durch ein möglichst wirtschaftliches Verfahren herstellen zu können. Eines der Probleme,
die im Zusammenhang mit der Herstellung von Terephthalsäure nach den Gleichungen
(1) und (2) auftrat, bestand darin, daß man versuchte eine vollständige Umsetzung
des sauren Kaliumterephthalats zu erreichen, um dadurch die Ausbeute bei der Herstellung
von Terephthalsäure aus Dikaliumterephthalat und bei der Abtrennung der Terephthalsäure
aus der rohen Reaktionsmischung zu erhöhen.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung und Abtrennung
von Terephthalsäure, bei dem Dikaliumterephthalat mit Benzoesäure unter Bildung
einer Reaktionsmischung, die Kaliumbenzoat, Benzoesäure, saures Kaliumterephthalat
und Terephthalsäure enthält, umgesetzt wird; Benzoesäure, saures Kaliumterephthalat
und Terephthalsäure unter Phasentrennung aus dieser Reaktionsmischung abgetrennt
werden;
Benzoesäure mit dem sauren Kaliumterephthalat in Gegenwart
von Terephthalsäure unter Bildung einer zweiten Reaktionsmischung, die eine zusätzliche
Menge an Terephthalsäure enthält, umgesetzt werden und dann unter Phasentrennung
die Terephthalsäure aus der zweiten Reaktionsmischung abgetrennt wird.
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Mit Hilfe dieses Verfahrens erhält man eine Terephthalsäure von hoher
Reinheit und erreicht gleichzeitig, daß die Umsetzung nach der Gleichung (2) nahezu
vollständig verläuft, so daß die Entfernung von nicht umgesetztem sauren Kaliumterephthalat
nicht mehr notwendig ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Reaktionsmischung
in eine erste Reinigungszone eingebracht, wobei diese Misch eine Aufschlämmung von
Benzoesäure, saurem Kaliumterephthalat, Kaliumbenzoat und Terephthalsäure ist und
Kaliumbenzoat in gelöstem Zustand enthält, wogegen Benzoesäure, saures Kaliumterephthalat
und Terephthalsäure in ungelöstem Zustand vorliegen. In dieser ersten Reinigungszone
wird die genannte Reaktionsmischung mit Wasser bei einer Temperatur behandelt, die
ausreichend ist, um die Benzoesäure, das saure Kaliumterephthalat und die Terephthalsäure
im wesentlichen in dem ungelösten Zustand zu halten und das Kaliumbenzoat im wesentlichen
im gelösten Zustand zu halten. Das gelöste Material wird abgetrennt und entfernt,
so daß eine zweite Reaktionsmischung entsteht, die eine AufschI1ammung von Benzoesäures
saurem
Kaliumterephthalat und Terephthalsäure in ungelöstem Zustand
darstellt. Die zweite Reaktionsmischung bzw. Aufschlämmung wird dann in eine zweite
Reinigungszone eingeführt, wo sie mit Wasser von einer Temperatur behandelt wird,
die ausreichend ist, um das saure Kaliumterephthalat und die Benzoesäure zu lösen,
welche dann unter Bildung von zusätzlichen Mengen an Terephthalsäure und Kaliumbenzoat
reagiern, wobei die Terephthalsäure gleich ausfällt und das Kaliumbenzoat in gelöster
Form aus der zweiten Reinigungszone entfernt wird. Die Terephthalsäure wird gleichzeitig
aus der zweiten Zone in nicht-geldstem Zustand in Form einer Aufschlämmung entfernt
und ergibt beim Trocknen eine Terephthalsäure von hohem Reinheitsgrad.
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Die Zeichnung zeigt in Form eines schematischen Diagramms eine bevorzugte
Ausführungsform der Erfindung. In einen Reaktor 1, der mit einem Rührer 2 ausgerüstet
ist, werden Benzoesäure über die Leitung 3 und in Wasser gelöstes Dikaliumterephthalat
über die Leitung 4 eingeführt. In dem Reaktor 1 wird die Benzoesäure und das Dikaliumterephthalat
unter Rühren auf eine Temperatur von 66 bis 149°C, bevorzugt etwa 88°C für einen
Zeitraum von etwa 15 Minuten erwärmt.
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Während dieser Zeit reagieren die Benzoesäure und das Dikaliumterepthalat
und der Gleichgewichtszustand wird erreicht. In dem Reaktor 1 findet also schon
die zweistufige Reaktion statt, bei der sich in der ersten Stufe Dikaliumterephthalat
mit Benzoesäure unter Bildung von saurem Kaliumterephthalat und Kaliumbenzoat umsetzt
und bei der sich in der zweiten Stufe saures Kaliumterephthalat mit Benzoesäure
unter Bildung von Terephthalsäure und Kaliumbenzoat
umsetzt. Nach
Erreichung des Gleichgewichtszustandes im Reaktor 1 ist im wesentlichen das Gesamte
Dikaliumterephthalat in saures Kaliumterephthalat umgewandelt, aber nur etwa 75
bis 80% des sauren Kaliumterephthalats reagieren mit Benzoesäure unter Bildung von
Terephthalsäure. Dementsprechend ist.beim Gleichtgewichtszustand im Reaktor 1 eine
Reaktionsmischung vorhanden, die im wesentlichen aus Kaliumbenzoat, Benzoesäure,
saurem Kaliumterephthalat und Terephthalsäure besteht.
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Diese Reaktionsmischung liegt in Form einer wässrigen Aufschlämmung
vor, die als nicht-gelöste Bestandteile Benzoesäure, saures Kaliumterephthalat und
Terephthalsäure enthält, wogegen in dem Wasser der Aufschlämmung im wesentlichen
das Kaliumbenzoat und in geringen Mengen auch Benzoesäure gelöst sind.
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Die schlammartige Reaktionsmischung von Reaktor 1 wird in die Waschkolonne
5 durch die Leitung 6 gefördert.
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Vor der Einführung der Reaktionsmischung in Kolonne 5 wird sie mit
Wasser verdünnt, so daß eine Aufschlämmung entsteht, die etwa 5 bis 50 Gew.% Feststoffe,
vorzugsweise etwa 15 Gew.% Feststoffe enthält. Das als Verdünnungsmittel verwendete
Wasser wird in die Leitung 6 über die Leitung 7 eingebracht. Außerdem wird die verdünnte
Reaktionsmischung von der Temperatur des Reaktors auf eine Temperatur im Bereich
von 38 bis 660C, bevorzugt 49°C gekühlt. Dieses Rühlen kann in beliebiger Weise
erfolgen und man kann z.B. so vorgehen, daß das Wasser aus der Leitung 7 gekühlt
ist, um mit diesem Wasser gleichzeitig eine Kühlung und eine Verdünnung der Reaktionsmischung
zu erreichen.
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Der Waschkolonne 5 wird die Reaktionsmischung aus dem Reaktor 1 in
ihren oberen Teil zugeführt und es tritt in der Kolonne eine Phasentrennung ein,
wobei sich die nicht-gelösten Stoffe im unteren Abschnitt der Kolonne 5 ansammeln
und das gelöste Kaliumbenzoat im oberen Abschnitt der Kolonne.
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Das saure Kaliumterephthalat ist in relativ konzentrierten wässrigen
Lösungen von Kaliumbenzoat bei den im oberen Abschnitt der Kolonne vorliegenden
Temperaturen von 38 bis 66°C relativ unlöslich. Andererseits besitzt saures Kaliumterephthalat
bei diesen Temperaturen eine beachtliche Löslichkeit in relativ verdünnten wässrigenLösungen
von Kaiiumbenzoat. Da die Konzentration von Kaliumbenzoat in der Losung von dem
oberen Abschnitt der Kolonne 5 zu dem unteren Abschnitt dieser Kolonne abnimmt,
ist es notwendig, den unteren Abschnitt der Kolonne 5 bei einer niedrigeren Temperatur
zu betreiben als den oberen Abschnitt, um zu verhindern, daß sich saures Kaliumterephthalat
in Wasser mit einer relativ niedrigen Konzentration an Kaliumbenzoat auflöst. Kolonne
5 wird deshalb mit einem Temperaturgradienten betrieben, so daß der obere Teil der
Kolonne bei einer Temperatur von etwa 38 bis 660C und der untere Teil bei einer
niedrigeren Temperatur gehalten wird, um dadurch einerseits die 'Löslichkeit von
Kaliumbenzoat im oberen Teil der Kolonne zu fördern und andererseits die anderen
Bestandteile im unteren Teil -der Kolonne in festem Zustand zu halten. Dieser Temperaturgradient
erleichtert die Entfernung des gelösten Kaliumbenzoats aus dem oberen Teil der Kolonne
durch die Leitung 8 und der festen Bestandteile aus der Reaktionsmischung
aus
dem unteren Teil der Kolonne 5 über die Leitung 9.
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Es wurde gefunden, daß bei dieser bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung die Kolonne 5 am wirksamsten betrieben wird, wenn-die Temperatur in ihrem
oberen Abschnitt bei etwa 49 0C und in ihrem unteren Abschnitt bei etwa 27OC gehalten
wird. Bei einer Temperatur von 49 0C im oberen Abschnitt der Kolonne wird eine maximale
Entfernung von Kaliumbenzoat und eine minimale Entfernung von saurem Kaliumterephthalat
und Benzoesäure erreicht.
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-In dem oberen Teil der Kolonne 5 wird die gewünschte Temperatur durch
beliebige bekannte Mittel eingestellt, z.B. durch einen Heizmantel 10, durch den
ein Heizmedium durch die Leitung 11 eingeführt und durch die Leitung 12 wieder abgeführt
wird.
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Um die Benzoesäure, das saure Kaliumterephthalat und die Terephthalsäure
in ungelöstem Zustand zu halten, wird der untere Abschnitt der Kolonne 5 bei einer
Temperatur vim Bereich von etwa 10 bis etwa 380C, vorzugsweise bei etwa 27°C gehalten.
Da Benzoesäure und das saure Kaliumterephthalat bei 27°C relativ unlöslich in Wasser
sind, werden diese Verbindungen und auch die Terephthalsäure in ungelöstem Zustand
im unteren Abschnitt der Kolonne 5 gehalten, wobei in dem unteren Abschnitt der
Kolonne 5 durch die Leitung 13 Wasser von einer Temperatur von etwa 270C eingeführt
wird. Dieses Wasser durchströmt die Kolonne 5 von unten nach oben und im Gegenstrom
mit den sich absetzenden, nicht-gelösten Teilchen der Reaktionsmischung. Das nach
aufwärts strömende Wasser löst und entfernt
restliche Anteile von
Kaliumbenzoat und dient außerdem für die Kühlung der Stoffe die in festem Zustand
gehalten werden sollen.
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Der untere Abschnitt der Kolonne 5 kann bei der gewünschten Temperatur
durch beliebige bekannte Mittel gehalten werden, z.B. durch einen Kühlmantel 14,
durch den ein Kühlmedium geleitet wird, das durch die Leitung 15 zugeführt und durch
die Leitung 16 abgeführt wird.
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In dem unteren Abschnitt der Kolonne 5 sammelt sich eine Aufschlämmung
an, die als ungelöste Feststoffe im wesentlichen Benzoesäure, saures Kaliumterephthalat
und Terephthalsäure enthält. Diese Aufschlämmung wird über die Leitung 9, die Pumpe
17 und die Heizeinrichtung 18 in den oberen Abschnitt der Kolonne 19 geleitet. Zur
Vervollständigung der Umwandlung des ursprünglichen Dikaliumterephthalats zu Terephthalsäure
ist es notwendig, das saure Kaliumterephthalat und die Benzoesäure, die sich beide.
als Feststoffe im unteren Abschnitt der Kolonne 5 angesammelt haben, in Lösung zu
bringen, damit sie unter Bildung von Terephthalsäure und Kaliumbenzoat sich umsetzen
können. Dieses Auflösen der Feststoffe läßt sich in einfacher Weise durch erwärmen
der Aufschlämmung in der Heizeinrichtung 18 auf eine Temperatur im Bereich von 66
bis 1210C, vorzugsweise 880C erreichen. Die erwärmte Lösung wird dann über die Leitung
9 bei dieser Temperatur in den oberen Abschnitt der Kolonne 19 geleitet.
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In der Kolonne 19 wird die Umsetzung zwischen saurem Kaliumterephthalat
und Benzoesäure in Abwesenheit des
Kaliümbenzoats, das im Reaktor
1 gebildet wurde, zu Ende geführt. Die im Reaktor 1 gebildete Terephthalsäure liegt
als Feststoff vor und zu ihr kommt weitere Terephthalsäure, die ausfällt und sich
im unteren Abschnitt der Kolonne 19 absetzt. Das gebildete Kaliumbenzoat ist löslich
und bleibt in dem oberen Abschnitt der Kolonne 19. In den unteren Teil der Kolonne
19 wird Wasser von einer Temperatur von etwa 38Or über die Leitung 20 eingeleitet.
DiesestWasser steigt in der Kol-onne 19 im Gegenstrom mit dem sich absetzenden Material
hoch, wobei das sich absetzende Material im wesentlichen aus Terephthalsäure besteht.
Das hochsteigende Wasser befreit die feste Terephthalsäure von Verunreinigungen,
wie saures Kaliumterephthalat, Benzoesäure und Kaliumbenzoat. Diese Verunreinigungen
werden im oberen Abschnitt der Kolonne 19 durch die Leitung 21 zur weiteren Aufarbeitung
abgeführt.
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Die Kolonne 19 wird auch mit einem Temperaturgradienten betrieben,
wobei der obere Abschnitt der Kolonne bei einer höheren Temperatur gehalten wird
als der untere Abschnitt. Der obere Abschnitt der Kolonne 19 wird bevorzugt bei
einer Temperatur im Bereich von 66 bis 12100, insbesondere 880C betrieben. Diese
Temperatur kann durch beliebige bekannte Mittel eingestellt werden, z.B. durch den
Heizmantel 22, dem ein Heizmedium über die Leitung 23 zugeführt und über die Leitung
24 abgeführt wird. Der untere Abschnitt der Kolonne wird bevorzugt bei einer Temperatur
von 24 bis 660C, insbesondere 380C gehalten. Diese Temperatureinstellung kann ebenfalls
durch bekannte Mittel erfolgen, z.B.
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durch den Heizmantel 25, dem über die Leitung 26 ein Heizmedium zugeführt
und über die Leitung 27 abgeführt wird. Die höhere Temperatur in dem oberen Abschnitt
der Kolonne 19 ist vorteilhaft, um die chemische Reaktion zu Ende zu führen. Die
niedrige Temperatur im unteren Abschnitt der Kolonne 19 ist erwünscht, um die Löslichkeit
der Terephthalsäure in dem durch Leitung 20 zugeführten Waschwasser möglichst klein
zu halten.
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In dem unteren Abschnitt der Kolonne 19 sammelt sich eine Aufschlämmung
von fester Terephthalsäure in Wasser an. Diese Aufschlämmung enthält auch noch geringe
Mengen an Verunreinigungen, wie Benzoesäure und saures Kaliumterephthalat. Diese
Aufschlämmung wird von der Kolonne 19 über die Leitung 28 und die.Pumpe 29 in einem
mit Rührer versehenen Tank 30 geleitet. Diesem Tank 30 wird über die Leitung 31
auch Wasser zugeführt und die sich bildende verdünnte Aufschlämmung wird bei einer
Temperatur von 149 bis 232°C, bevorzugt etwa 193°C gerührt. Durch diese Behandlung
werden Reste von Kaliumbenzoat von der festen Terephthalsäure entfernt, da das Kaliumbenzoat
in dem heißen Wasser gut'löslich ist. Die Aufschlammung wird dann aus dem Tank 30
üher die Leitung 33 dem Filter 32 zugeführt, wo die feste Terephthalsäure abgeschieden
und über die Leitung 34 entfernt wird. Das Wasser und die gelösten Verunreinigungen
verlassen das Filter durch die Leitung 35. Die in kristalliner Form erhaltene Terephthalsäure
kann zur weiteren Reinigung erneut in heißem Wasser aufgeschlämmt und filtriert
werden.
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Wie vorstehend gezeigt wurde, wurden die Umsetzungen (1) und (2) in
einer Serie von Verfahrensschritten durchgeführt, wobei auf Verfahrensschritte mit
einer Fest-Flüssig-Phasentrennung eine mit Wasserwaschung folgte, und jeder folgende
Schritt bei einer höheren Temperatur dlsrchgefuhrt wird, um dadurch die unterschiedlichen
Löslichkeiten der Ausgangs stoffe und der sich bildenden Produkte für die Abtrennung
einer möglichst reinen Terephthalsäure heranzuziehen.
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In einer anderen Ausbildungsform kann die Reaktionsmischung von Reaktor
1 in einen Verdicker eingebracht werden, wo sich die Fest stoffe am Boden absetzen
und die Flüssigkeit mit den gelösten Bestandteilen am Kopf abgezogen werden kann.
Die Fest stoffe werden dann einem geheizten und mit einem Rührer versehenen Tank
zugeführt'an den sich dann wieder ein Verdicker anschliesst, gefolgt von einer weiteren
ErhitzungsstuEe-und gefolgt von einer weiteren Verdickungsstufe, wobei jede Verdickungs-
und Erwärmungsstufe bei einer höheren Temperatur durchgeführt wird als die vorhergehende
Stufe.
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Beispiel Es werden 640 g Dikaliumterephthalat, gelöst in 4000 g Wasser,
in den Reaktor 1 über die Leitung 4 eingebracht.
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Außerdem' werden tn den-Reaktor 1 904 g Benzoesäure über die Leitung
3 eingebracht. Der Inhalt des ReaktorSwird auf 88°C unter Rühren für etwa 15 Minuten
erwärmt. Während dieser Zeit findet die .Umsetzung des Dikaliumterephthalats mitS
der Benzoesäure bis zum Gleichgewichtszustand statt, so daß das gesamte Dikaliumterephthalat
in saures Kaliumterephthalat umgewandelt wird, wogegen nur etwa 75 bis 80%
des
sauren Kaliumterephthalats in Terephthalsäure umgewandelt werden. Der Inhalt von
Reaktor 1 stellt eine cremeartige Aufschlämmung dar, in der Terephthalsäure und
das saure Kaliumterephthalat als Feststoffe vorliegen, wogegen Kaliumbenzoat gelöst
ist und die Benzoesäure teilweise gelöst ist, aber zum größeren Teil im festen Zustand
vorliegt. Diese Aufschlämmung wird der Kolonne 5 durch die Leitung 6 zugeführt,
nachdem sie zuerst mit 4000 g Wasser verdünnt worden war, wobei die Zufuhr des Wassers
durch die Leitung 7 erfolgte. Das zugeführte Wasser hatte eine Temperatur von 7°C
und es entstand zum Schluß eine Mischung die 16 Gew.% Feststoffe bei einer Temperatur
von 490C enthält. Diese Aufschlämmung wurde dem oberen Abschnitt der Kolonne 5 zugeführt.
Die Kolonne hatte einen Durchmesser von 5 cm und eine Höhe von 2 m. Die oberen 60
cm der Kolonne 5 waren von einem Heizmantel 10 umgegebn, durch welchen ein Heizmedium
so geleitet wurde, daß die Temperatur des oberen Abschnitts der Kolonne 5 bei 490C
lag. Es wurde Wasser von 270P über die Leitung 13 dem Boden der Kolonne 5 zugeführt
und dieses Wasser stieg im Gegenstrom zu den sich absetzenden Feststoffen, die in
erster Linie aus Terephthalsäure bestanden, nach oben. Das Wasser verließ die Kolonne
5 über die Leitung 8 mit den gelösten Verunreinigungen, insbesondere Kaliumbenzoat.
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Die Aufschlämmung des die Terephthalsäure enthaltenden Materials wurde
vom unteren Abschnitt der Kolonne 5 über die Leitung 9 und die Pumpe 17 mit einer
derartigen Geschwindigkeit abgezogen, daß die Höhe des abgesetzten Materials in
dem unteren Abschnitt der Kolonne 5 bei etwa 51 cm vom Boden der Kolonne 5 lag.
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Der obere Abschnitt der Kolonne 5 wurde bei einer Temperatur von etwa
4900 gehalten, indem ein Heizmedium durch den Heizmantel 10 geschickt wurde. Der
untere Abschnitt der Kolonne 5 wurde bei einer Temperatur von etwa 270r gehalten,
indem ein Heizmedium durch den Heizmantel 14 geschickt wurde.
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Die Aufschlämmung der Terephthalsäure in Wasser, die auch noch nicht
umgesetztes saures Kaliumterephthalat und Benzoesäure enthielt,wurde durch die Heizvorrichtung
18 gepumpt, wo sie auf 880C erwärmt wurde. Die erwärmte Aufschlämmung wurde dann
dem oberen Abschnitt der Kolonne 19 zugeführt. Während der Erwärmung lösten sich
die Benzoesäure und das saure Kaliumterephthalat in dem Wasser der Aufschlämmung
und reagierten unter Bildung von weiterer Terephthalsäure. Die in die Kolonne 19
eingeführte Terephthalsäure und auch die in der Kolonne 19 gebildete Terephthalsäure
setzten sich als festes Material im unteren Abschnitt der Kolonne 19 ab und bildeten
dort ein Feststoffbett am Boden der Kolonne; Über die Leitung 20 wurde dem unteren
Abschnitt der Kolonne 19 Wasser zugeführt, das durch das Bett der Feststoffe hochstieg
und die Verunreinigungen, wie z.B. saures Kaliumterephthalat, Benzoesäure und Kaliumbenzoat
auswusch. Das Wasser mit diesen Verunreinigungen wurde am Kopf der Kolonne über
die Leitung 21 abgezogen.
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Die Reaktionsmischung aus dem Reaktor 1 wurde in Kolonne 5 mit gleicher
Geschwindigkeit über einen Zeitraum von 12 Stunden eingeführt. Während dieses Zeitraums
von 12 Stunden wurden insgesamt 12000 g Wasser in die Kolonne 5
über
die Leitung 13 mit einer konstanten Geschwindigkeit zugeführt. In ähnlicher Weise
wurde die Aufschlämmung aus dem unteren Abschnitt von Kolonne 5 in den oberen Abschnitt
von Kolonne 19 mit einer konstanten Geschwindigkeit über einen Zeitraum von 7 Stunden
gefördert. Während dieser Zeit wurden insgesamt 3750 g Wasser in den unteren Abschnitt
der Kolonne 19 über die Leitung 20 mit konstanter Geschwindigkeit zugeführt.
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Während dieses Versuchs wurden Proben der Ströme 8 und 9, die die
Kolonne 5 verlassen, genommen und analysiert. Die Analysenergebnisse sind in den
Tabellen I und II zusammengestellt.
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Tabelle 1 (Strom 8) Probe (1) Gesamt- (2) Feste TPS Feste TPS Nr.
festst. g g Gew.% 1 6.0156 0.6541 10.9 2 31.7663 2.1356 6.72 3 63.4126 3.6234 5.71t
4 36.2025 3.0607 8.54 5 38.5651 3.1680 8.21 6 34.4933 2.8940 8.39 7 35.8681 2.9850,
8.32 8 27.0782 2.6894 9.03 9 37.2014 3.7724 10.14 10 39.1810 3.7553 9.58 11 40.6344
3.5751 8.80 12 ' 38.9386 3.5649 9.16 13 7.5064 0.5816 7.75
(1)
Jede Probe bestand aus 900 ml, mit Ausnahme von Probe 13, deren Volumen nur 200
ml betrug. Die 13 Proben stellen das Gesamtwasser dar, das am Kopf der Kolonne 5
über die Leitung 8 abgezogen wurde.
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(2) Besteht aus gelösten (hauptsächlich Kaliumbenzoat) und ungelösten
(hauptsächlich Terephthalsäure) Feststoffen.
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Aus diesen Werten geht hervor, daß im Strom 8 eine beachtliche Menge
Kaliumbenzoat entfernt worden ist.
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Man erhält die Menge an Kaliumbenzoat, wenn man von den "Gesamtfeststoffen"
die "feste TPS'1 abzieht. Die Differenz zwischen diesen zwei Mengen entspricht etwa
dem Kaliumbenzoat, das aus der Kolonne 5 silber die Leitung 8 abgeführt wurde.
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Tabelle II (Strom 9) Probe (1) Gew.% Fest- Asche (2) Nr. stoffe Gew.%
1 10.9 19.8 2 8.5 19.1 3 7.7 16.8 4 6.3 21.6 5 5.8 18.8 (1) Jede Probe bestand aus
1800 ml, mit Ausnahme von Probe 5 die 2000 ml war.
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(2) Die Asche wurde bestimmt, indem eine Probe der Feststoffe verbrannt
wurde und der nicht-brennbare
Rückstand als Asche bezeichnet wurde.
Die Asche stammt aus dem sauren Kaliumterephthalat und dem Kaliumbenzoat und stellt
selbstverständlich vom Standpunkt der Terephthalsäure her eine Verunreinigung dar.
Das der Kolonne 5 über die Leitung 6 zugeführte Produkt enthielt 25 Gew.% Asche
auf die gleiche Basis bezogen.
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Es wurden Proben auch von den Strömen 21 und 28, die von der Kolonne
19 abgehen, genommen. Die analytischen Ergebnisse dieser Ströme sind in den Tabellen
III und IV zusammengestellt.
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Tabelle II (Strom 21) Probe (1) Gesamtfest- (2? Feste TPS TPS Fest-Nr:
stoffe g g stoffe Gew.% 1 15.9246 3.8279 24.0 2 51.9828 8.4602 16.3 3 29.5746 5.5696
18.8 4 32.3812 5.0866 15.7 5 55.4300 6.9924 12.6 6 37.5153 4.6248 12.3 7 48.0607
13.6953 28.5 8 35.6283 10.1130 28.4 9 39.0367 14.4613 37.0 10 32.7350 11.6889 35.7
11 37;3122 12.1851 32.7 12 46.1942 13.9704 30.2 13 8.7466 0.5737 6.56
(1)
Jede Probe hatte ein Volumen von 900 ml, mit Ausnahme der Proben 5, 7 und 12, die
ein Volumen von 950 ml und Probe 13 ein Volumen von 350 ml hatten. Die 13 Proben
waren der gesamte Strom 21 vom Kopf der Kolonne.
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(2) Enthält sowohl die gelösten Feststoffe (hauptsächlich Kaliumbenzoat)
als auch die ungelösten Feststoffe ( hauptsächlich Terephthalsäure ).
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Aus diesen Werten geht hervor, daß in der Waschkolonne 19 noch beachtliche
Verunreinigungen der Terephthalsäure-Kristalle entfernt wurden, wie sich aus dem
Gewicht der Gesamtfeststoffe abzüglich des Gewichts der Terphthalsäure ergibt.
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Tabelle IV (Strom 28) Probe Volumen der Gesamtfest- Fest stoffe Asche
Nr. Probe ml stoffe g Gew.% Gew.% 1 200 20.8710 10.36 0.50 2 200 25.1277 11.86 0.76
Intermediär 900 w 12.05 3 175 23.0127 13.53 0.74 4 175 20.6777 12.45 0.84 Aus' diesen
Werten ergibt sich, daß der Aschegehalt auf nur etwa 0,50 bis 0,80 Gew.% gesenkt
worden ist. Der Aschegehalt des Ausgangsmaterials das den Waschkolonnen durch die
Leitung 6 zugeführt wurde, betrug 25 Gew.%.
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Daraus ergibt sich deutlich die Wirksamkeit der Kolonnen für die Entfernung
von Asche oder Kalium enthaltenden Verunreinigungen.
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Das aufgeschlammte Produkt im unteren Abschnitt der Kolonne 19 enthielt
noch eine gewisse Menge an Benzoesäure, die aber weitgehend entfernt wurde, indem
man die Aufschlämmung in den Tank 30 leitete und dort zusätzliches Wasser zugab
und die Mischung für etwa 15 Minuten bei einer Temperatur von 193°C hielt. Die so
erhaltene Aufschlämmung wurde dann einem Filter 32 zugeführt und das über die Leitung
34 abgeführte kristalline Produkt wurde erneut in Wasser von 19300 aufgeschlämmt.
Die zum Schluß durch eine zweite Filtration erhaltene Terephthalsäure enthielt nur
noch etwa 0,02 Gew.Z Benzoesäure und weniger als 10 ppm Kalium.