DE2400012C3 - - Google Patents
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- DE2400012C3 DE2400012C3 DE2400012A DE2400012A DE2400012C3 DE 2400012 C3 DE2400012 C3 DE 2400012C3 DE 2400012 A DE2400012 A DE 2400012A DE 2400012 A DE2400012 A DE 2400012A DE 2400012 C3 DE2400012 C3 DE 2400012C3
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/41—Preparation of salts of carboxylic acids
- C07C51/412—Preparation of salts of carboxylic acids by conversion of the acids, their salts, esters or anhydrides with the same carboxylic acid part
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- C07C51/41—Preparation of salts of carboxylic acids
- C07C51/416—Henkel reaction and related reactions, i.e. rearrangement of carboxylate salt groups linked to six-membered aromatic rings, in the absence or in the presence of CO or CO2, (e.g. preparation of terepholates from benzoates); no additional classification for the subsequent hydrolysis of the salt groups has to be given
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Description
Es ist gut bekannt, daß man Alkalisalze von Carbonsäuren, deren Carbonsäuregruppen an aromatische
Ringsyateme gebunden sind, in verschiedene
Carbonsäuren umwandeln kann, die mindestens eine Carbonsäuregruppe mehr im Molekül als die ursprüngliche
Carbonsäure enthalten, indem man die Alkalisalze auf erhöhte Temperaturen erwärmt.
Es ist ferner bekannt, daß man das bei der Disproportionierung entstehende Produkt, beispielsweise
Dikaliumterephthalat, durch Umsetzung mit einer aromatischen Carbonsäure, beispielsweise Benzoesäure,
in seine entsprechende Carbonsäure, beispielsweise die Terephthalsäure, umwandeln kann. Diese als Metathese
bekannte doppelte Umsetzung ist z. B. in der US-PS 29 30 813 beschrieben.
Während der Metathese bildet sich neben der gewünschten Säure auch das Alkalisalz der aromatischen
Carbonsäure, das zur Herstellung des gewünschten Disproportionierungsproduktes am Beginn der
Umsetzung der Disproportionierung unterworfen wurde. Man kann beispielsweise Kaliumbenzoat durch
Disproportionieren in Dikaliumterephthalat und dieses mit Benzoesäure durch doppelte Umsetzung in
Terephthalsäure umwandeln, wobei wiederum auch Kaliumbenzoat entsteht, aus dem durch Disproportionieren
weiteres Dikaliumterephthalat hergestellt werden kann. Es ist daher wichtig, das bei der doppelten
Umsetzung entstehende Alkalisal/. der Carbonsäure zu
gewinnen und der Disproportionierung zuzuführen. Dur 4c Anwendung eines Verfahrens mit einer Disproportionierung
und einer doppelten Umse'/.ung im technischen Maßstab stehen jedoch bedeutende Schwierigkeiten
entgegen. Genannt seien vor allem die Schwierigkeiten bei der Gewinnung, beim Transportieren und beim
Wiedereinbringen des bei der doppelten Umsetzung regenerierten Alkalisalzes der uiuinalischcn Carbonsäure
in das Verfahren.
Nach einem bekannten Verfahren wird das bei der doppelten Umsetzung entstehende Produkt mit Wasser
so gewaschen und zur Herstellung eines festen Filterkuchens
filtriert, worauf man das Filtrat zur Gewinnung dps Alkalisalzes zur Trockne eindampft und das
Alkaltsulz als Feststoff in den Disprnportionierungsreaktor einleitet (vgl. z. B. US-PS 29 05 709). Mit diesem
ss Verfahren ist jedoch eine Lösung des Hauptproblems.
nämlich eine Vereinfachung und Verbilligung der Gewinnung und des Transports des Alkalisalzes nicht
gegeben.
Aus der US-PS 29 30 813 ist es bekannt, den verbrauchten Katalysator zurück ^u gewinnen, indem
das Disproportionicrungsprodukt in einer heißen wäßrigen Lösung, wie in einer heißen wäßrigen
methanolischen Benzoesäurelösung, aufgelost wird. Der
aufgelöste verbrauchte Katalysator wird dann mit einer
Os geeigneten Verbindung umgesetzt, d.e den Katalysator
regeneriert. Diese Arbeitsweise verlangt die Einführung einer neuen Chemikalie, d. h. des Lösungsmittels für den
verbrauchten Katalysator, in das System und erfordert
außerdem zahlreiche Änderung des Zustandes nicht nur
des Katalysators, sondern auch anderer Bestandteile des Reaktionsproduktes.
Es ist außerdem bekannt, daß man Terephthalsäure durch Umsetzung von DikaliumterephthaSat mit Benzoesäure
herstellen kann (vgl. z.B. US-PS 29 30 813). Wenn Dikaliumterephthalat mit Benzoesäure unter
Bildung von Terephthalsäure umgesetzt wird, verläuft die Reaktion in den beiden folgenden Stufen:
Κ,ΤΡ . B/S · KHIP f KU/.
KHTP f BZS -TPS f- KHZ
III
In diesen Formeini bedeutet KjTP Dikaliumterephthalat,
KBZ Kaliumbenzoat und TPS Terephthalsäure. Die Umwandlung von Dikaliumterephthalat zu
Terephthalsäure durch die vorstehenden Reaktionen wird in der Literatur als Metathesereaktion oder
doppelte Umsetzung bezeichnet. Wie durch die Gleichungen (!) und (2) ausgedrückt wird, verläuft die
Umsetzung in zwei Stufen, von denen die Stufe (1) nahezu vollständig verläuft, d. h., daß das gesamte oder
nahezu das gesamte Dikaliumterephthalat in saures Kaliumterephthalat umgewandelt wird, wogegen Stufe
(2) reversibel ist, wodurch unter Gleichgewichtsbedingungen, d. h. unter Bedingungen, bei dene.n das
Reaktionsprodukt nicht in dem Ausmaß, wie es gebildet wird, aus dem Reaktionsgefäß entfernt wird, pur etwa
80% des sauren Kaliumterephthalats in Tcrephthalsäure umgewandelt werden.
Terephthalsäure ist ein Produkt von großer wirtschaftlicher Bedeutung als Ausgangsmaterial für Polyesterfasern
geworden. Es sind deshalb erhebliche Anstrengungen unternommen worden, um in wirtschaftlicher
Weise große Mengen von relativ reiner Terephthalsäure herstellen zu können. Ein Problem im
Rahmen der Herstellung von Terephthalsäure gemäß den Gleichungen (I) und (2) bildete dabei die Erreichung
einer vollständigen Umsetzung des sauren Kaliumterephthalats, um eine maximale Ausbeute an Terephthalsäure
aus Dikaiiumterephthalat zu erreichen, und die Abtrennung der Terephthalsäure aus dem rohen
Reaktionsprodukt.
DT-AS 22 30 173 offenbart für die Herstellung von Terephthalsäure unter Verwendung von Dispergiermitteln
eine Reihe der dabei bevorzugten Verbindungen. Aus DT-OS 22 46 028 ist ein Verfahren zur Umwandlung
von Alkaliterephthalaten zu freier Terephthalsäure bekannt.
DT-OS 22 48 903 offenbart die Rückgewinnung von verbrauchtem Katalysator durch Erwärmen in Gegenwart
einer suspendierten Carbonsäure wie Benzoesäure, wobei das bei der Neutralisation entstehende Wasser
durch Verdampfen entfernt wird.
DT-OS 22 48 904 beschreibt die Rückgewinnung von Ausgangsmaterial z. B. Kaliumbenzoat aus wäßriger
Lösung durch Erwärmen der wäßrigen Lösung in Gegenwart eines Dispergiermittels und die Entfernung
des Wassers.
Aufgabe der Erfindung ist die Aufzeigung eines Verbundverfahrens, bei dem das in dem Disproportionierungsprozeß
verwendete Alkalisalz in einen Disproportionierungsreaktor eingeführt wird, aus dem Reaktor
abgetrennt und regeneriert wird und dann zu dem Disproportionierungsreaktor im Kreislauf zurückgeführt
wird, wobei es als, Feststoff in einem flüssigen Medium dispergiert ist und der Disproportionierungs-
15
40
45
6u katalysator in den Disproportionierungsreaktor eingeführt
wird, aus dem Reaktor abgetrennt und regeneriert wird, und dann dem Reaktor in feslem Zustand im
Kreislauf wieder zugeführt wird.
Diese Aufgaben werden durch ein Verbundvei fahren zur Umwandlung von Benzoesäure in Terephthalsäure
gelöst, das folgende Stufen enthält:
(A) Dispergieren des Alkalisalzes und eines Benzoats von Zink, Cadmium, Quecksilber, Blei, Eisen,
Mangan, Magnesium, Kalzium oder Chrom als Disproportionierungskatalysator in einem flüssigen
Dispergiermittel unter Ausbildung einer Aufschlämmung, wobei das Dispergiermittel ein
Terphenyl, Quaterphenyl, Pentaphenyl, Binaphtyl, Anthracen, Phenanthren, Pyren, Triphenyl, Chrysen,
Perylen, Pentacenyl oder eine Mischung davon ist;
(B) Erwärmen der erhaltenen Aufschlämmung in einer Disproportionierungszone auf eine Temperatur
im Bereich zwischen Wi und 460°C, bei
einem Druck zwischen ! und 340 atm. zur
Disproportionierung des Alkalibenzoats zum entsprechenden Terephthalat;
(C) Abschrecken des erhaltenen Reaktionsproduktes
der Disproportionierung mit Wasser bei Temperaturen zwischen 249 und 299°C und bei einem
Druck zwischen 42 und 68 atm. unter Ausbildung einer Dispergiermittelphase und einer wäßrigen
Phase, in der das Terephthalat gelöst und der verbrauchte Disproportionierungskatalysator suspendiert
sind;
(D) Abtrennen des verbrauchten Disproportionierungskatalysators
von den in (C) erhaltenen Phasen;
(E) Umsetzen des in der wäßrigen, vom verbrauchten Katalysator befreiten Phase von (D) enthaltenen
Alkaliterephthalats durch Beruhren mit Benzoesäure unter Bildung von Alkalib"nzoa; und
Terephthalsäure und
(F) Abtrennen der gefällten Terephthalsäure von der bei(E) erhaltenen Reaktionsmasse
wobei die Stufen (E) und (F) bei Temperaturen im Bereich von 79 bis I35°C ausgeführt werden,
gekennzeichnet durch folgende Maßnahmen:
gekennzeichnet durch folgende Maßnahmen:
(G) Konzentrieren des bei (F) erhaltenen Filtrats.
(H) Zugabe eines flüssigen Dispergiermittels zu dem bei (G) erhaltenen Konzentrat und Bilden einer im
wesentlichen wasserfreien Aufschlämmung von Alkalibenzoat im Dispergiermittel durch Verdampfen
des Wassers,
(I) Kreislaufführung der bei (H) erhaltenen Aufschlämmung zur Stufe (B),
(1) "Berühren des verbrauchten Disproportionierungskatalysators
aus Stufe (D) mit Dispergiermittel unter Ausbildung einer Aufschlämmung
dieses Katalysators in diesem Dispergiermittel,
(K) Zugabe von Benzoesäure zur erhaltenen Aufschlämmung (J) und Umsetzung der Benzoesäure mit dem verbrauchten Katalysator bei Temperaturen zwischen 125 bis 260°C, wobei eine Aufschlämmung von regeneriertem Katalysator in dem Dispergiermittel gebildet wird und
(L) Kreislaufführung der erhaltenen Aufschlämmung von (K) zu Stufe (B).
(K) Zugabe von Benzoesäure zur erhaltenen Aufschlämmung (J) und Umsetzung der Benzoesäure mit dem verbrauchten Katalysator bei Temperaturen zwischen 125 bis 260°C, wobei eine Aufschlämmung von regeneriertem Katalysator in dem Dispergiermittel gebildet wird und
(L) Kreislaufführung der erhaltenen Aufschlämmung von (K) zu Stufe (B).
Nach der Erfindung wird die Umwandlung eines Alkalisalzes von Benzoesäure zu Terephthalsäure in
einem Aufschlämmungssystem durchgeführt. Genauer ausgedrückt, werden die festen Ausgangsstoffe und der
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Katalysator in einem inerten organischen Dispcrgier
mittel unter Ausbildung einer Aufschlämmung dispcr giert, wobei die Aufschlämmung danach den bekannten
Disproportionierungsbedingungen unterworfen wird. Die Aufschlämmung der fes'en Ausgangsstoffe in dem
organischen Dispergiermittel ermöglicht eine leichtere Handhabung, Mischung und einen besseren Wärmeübergang.
Außerdem liegt das gebildete feste Produkt nicht in geschmolzener, kompakter Form vor, sondern
als feinverteilte Teilchen in einem organischen Dispergiermittel. so daO es leicht abgetrennt und aufgearbeitet
werden kann.
Das Verfahren ist von besonderem Interesse für die Umwandlung von Benzoesäure zu Terephthalsäure in
Form ihrer Kaliumsalze unter Verwendung von Terphcnyl als Dispergiermittel und von Zinkverbindungen
als Katalysator. Der den Reaktor verlassende Abgang wird mit Wasser abgeschreckt, wobei eine
flüssige lerphenylphase. eine wäßrige Chase, die die
gelösten Phthalate enthält, und der verbrauchte Zinkoxidkatalysator als Feststoff erhalten werden. Der
Katalysator wird durch Filtration abgetrennt, in Terphenyl wieder aufgeschlämmt, mit Benzoesäure
unter Bildung von Zinkbenzoat umgesetzt und die erhaltene Kalaiysdtnraufschlämrruing wird dem Rcaktor
wieder zugeführt. Die von Feststoffen freie wäßrige Phase wird mit Benzoesäure in Berührung gebracht,
wobei Terephthalsäure in Form von Kristallen ausfällt und lösliches Kaliumbenzoat gebildet wird. Die Kristalle
werden durch F7Utration abgetrennt und als Rcaktionsprodukt
des Verfahrens isoliert. Die wäßrige Kaliumbenzoatlösung wird durch Verdampfung konzentriert
und dann mit heißem Terphenyl in Berührung gebracht, wobei eine Aufschlämmung von festem Kaliumbenzoat
in Terphenyl entsteht, die im Kreislauf zum Reaktor
geführt wird. Das als Nebenprodukt gebildete Benzol wird aus dem Reaktor oder aus dem Abgang aus dem
Reaktor entfernt.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird eine
Aufschlämmung eines festen Metallsalzes der Benzocsäure in einem flüssigen Dispergiermittel direkt aus der
Losung des in Wasser gelösten, gleichen Mctallsalz.es
erhalten. Genauer ausgedrückt, wird bei diesem Verfahren eine wäßrige Lösung eines in Wasser
gelosten Metallsalzes mit einem flüssigen Dispergiermittel in einer Mischzone in Berührung gebracht, wobei
die Lösung und das Dispergiermittel gleichmäßig gemischt werden, so daß eine Mischung der Lösung und
des Dispergiermittels entsteht. Die Mischung wird dann in einer Verdampfungszone behandelt, in der der
Mischung Wärme in einer ausreichenden Menge zugeführt wird, um das Wasser aus der Mischung im
wesentlichen zu verdampfen und eine Aufschlämmung zu bilden, die aus dem festen Metallsalz der Benzoesäure
in dem flüssigen Dispergiermittel besteht. Die so erhaltene Aufschlämmung wird dann aus der Verdampfungszone
für ihre Weiterverwendung entfernt.
Die erhaltene Aufschlämmung des Festmetailsalzes der Benzoesäure in dem Dispergiermittel ist für die
Herstellung von Terephthalaten durch Disproportionierung des Alkalisalzes der Benzoesäure sehr geeignet.
Bei dieser Anwendung ist das feste Alkalisalz das Ausgangsmaterial für die Disproportionierungsreaktion
und die Disproportionierung erfolgt in einem AuF-schJärnrnüno'ssvstern.
Dadurch ist das Dispergiermittel nicht nur das Medium, in dem das gelöste Alkalisalz in
den festen Zustand übergeführt und darin der Disproportionierungsreaktion zugeführt wird, sondern
auch das Dispergiermittel für die Disproportionierungsreaktion selbst. Infolgedessen wird der gesamte Zyklus
einschließlich der Disproportionierungsreaktion, der Isolierung des Terephlhalats aus dem Produkt der
Disproportionierungsreaktion (bei der das Tcrcphthalat in der wäßrigen Phase und der verbrauchte Dispropor
tionierungskatalysator in der organischen Phase vorliegen), der doppelten Umsetzung und der Umwandlung
der das Alkalisalz enthaltenden Lösung zu der vorstehend beschriebenen Aufschlämmung im flüssigen
Medium durchgeführt. Zu keinem Zeitpunkt müssen irgendwelche Materialien allein als Feststoffe behandelt
werden, obwohl z. B. die Alkalisalzc aus dem gelösten in den festen Zustand übergehen.
Durch die f>findung wird ein Verbundverfahren zur
Umwandlung eines Alkalisalzes der Benzoesäure in Terephthalsäure zur Verfügung gestellt, bei dem eine
Aufschlämmung eines Alkalisalzes von Benzoesäure, eines Disproportionicrungskatalysators und eines inerten
hochsiedenden organischen Dispergiermittels auf erhöhte Temperatur, bevorzugt in Gegenwart von
gasförmigem Kohlendioxid, erwärmt wird, wobei das gewünschte Polycarboxylat entsteht. Das Produkt der
Disproportionierungsreaktion stellt eine Aufschlämmung
dar, die das gewünschte Tercphthalat, den verbrauchten Disproportionierungskatalysator und das
Dispergiermittel enthält. Die Aufschlämmung aus dem Disproportiumerungsreaktor wird dann in eine Trennzone
eingeführt, in der sie mit Wasser in Berührung gebracht wird, wobei zwei flüssige Phasen entstehen.
F.ine dieser Phasen enthält den verbrauchten Disproprjrtionierungskatalysator
in dem Dispergiermittel und die andere ist eine Lösung des gewünschten Terephthalate
in Wasser. Die beiden flüssigen Phasen lassen sich leicht trennen, z. B. durch Dekantieren. Die wäßrige
Lösung des gewünschten Tcrephthalats wird in den Reaktor für die doppelte Umsetzung eingeführt, in dem
die gewünschte Terephthalsäure freigesetzt wird und das Alkalisalz der Benzoesäure gebildet wird.
Bei der Durchführung des Verbundverfahrens nach der Erfindung wird die Umwandlung eines Metalloxids
zu dem entsprechenden Metallsalz der Benzoesäure in einem Aufschlämmungssystem durchgeführt. Dazu wird
in der Regel das feste Metalloxid in einem inerten organischen Dispergiermittel unter Bildung einer
Aufschlämmung dispergiert. Die Aufschlämmung wird dann in der Reaktionszone mit Benzoesäure bei einer
erhöhten Temperatur für eine ausreichende Zeit in Berührung gebracht, um das Metalloxid in das
entsprechende Metallsalz der Benzoesäure umzuwandeln. Diese Reaktion erzeugt eine zweite Aufschlämmung,
die aus dem festen Metallsalz der Benzoesäure und dem organischen Dispergiermittel besteht.
Während des Abschreckens bzw. Quenchens des Produkts der Disproportionierungsreaktion wird der
Disproportionierungskatalysator, der ein Metallsalz von Benzoesäure ist, in Metallcarbonat und -oxid, vorzugsweise
in Metalloxid umgewandelt. Die mit Wasser gequenchte Aufschlämmung aus dem Disproportionierungsreaktor
wird dann in eine später näher beschriebene Trennzone eingeführt, in der das Terephthalatprodukt
getrennt wird. Es bildet sich dann eine Aufschlämmung, die nur das Metalloxid und das organische
Dispergiermittel enthält und die dann mit Benzoesäure in Berührung gebracht wird, um den Disproportionierungskatalysator
zu regenerieren.
Nach einer anderen Ausführungsfonn der Erfindung
wird zur Herstellung von Terephthalsäure so vorgegan-
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gen. daß Dikaliiitntcrephthalal mit Benzoesäure unter
Bildung einer Kcaklionsmischiing umgesetzt wird, aus
der Reaktionsmischling, die Kaliumbenzuat, Bcnzoesäu
re, saures Kaliumterephthalal und Terephthalsäure
enthält, naeh Phascnlrcnnung Benzoesäure, saures Kaliumterephlhalat und Terephthalsäure abgeschieden
werden, ti!;.; Benzoesäure mil dem sauren Kaliumtercphthalat
in (jegenwart von Terephthalsäure unter Bildung einer zweiten Reaktionsmischung umgesetzt
wird, wobei diese zweite Rcaktionsmischung zusätzliche
Mengen an Terephthalsäure enthält, und dann Terephthalsäure aus der zweiten Rcaklionsmischung abgetrennt
und isoliert wird.
Durch diese Arbeitsweise erhält man ein Tcrephtlial
säurcprodukt von hoher Reinheit und auLSerdem schreitet die Reaktion der Gleichung (2) im wesentlichen
vollständig voran, wodurch die Entfernung von höchstens sehr wenig oder überhaupt keinem nicht
umgesetzten sauren Kaliumtcrephthalat erforderlich ist.
Nach einer anderen Ausführungsfortn der Erfindung
wird eine Reaktionsmischung, die eine Aufschlämmung von Benzoesäure, saurem Kaliumterephthalat, Kaliuinbcnzoat
und Terephthalsäure enthält und in der das Kaliumbenzoat in gelöstem Zustand und die Bcnzocsiiii
re. das saure Kaliumterephthalat und die Terephthalsäure in ungelöstem Zustand sind, in eine erste Rcinigungszone
eingeführt, in der die Rcaktionsmischung mit Wasser bei einer Temperatur, die so ausgewählt ist, dall
die Benzoesäure, das saure Kaliumtercphthalal und die
Terephthalsäure im wesentlichen im ungelösten Zu stand und das Kaliumbenzoat im wesentlichen im
gelösten Zustand verbleiben, mit Wasser behandelt, wobei die gelösten Materialien abgetrennt und entfernt
werden, so daß eine zweite Aufschlämmung entsteht, die Benzoesäure, saures Kaliumierephthalat und Terephthalsäure
in nichtgelöstem Zustand enthält. Die zweite Aufschlämmung wird dann in eine /weite
Reinigungszone eingeführt, in der sie mit Wasser bei einer Temperatur behandelt wird, die ausreichend ist.
um saures Kaliumterephthalat und Benzoesäure aufzulösen, die dann unter Bildung von weiteren Mengen
Terephthalsäure und Kaliumbenzoat reagieren, wobei die erstere sofort ausfällt und das letztere aus der
zweiten Reinigungszonc in gelöstem Zustand entfernt wird. Die Terephthalsäure wird gleichzeitig aus der
zweiten Zone in ungelöstem Zustand in Form einer dritten Aufschlämmung abgetrennt und danach getrocknet,
wobei man eine Terephthalsäure von hoher Reinheit erhält.
Im folgenden wird ein kontinuierliches Verbundverfahren
nach der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung, die ein Fließdiagramm zeigt, erläutert. Es
wird dabei eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zugrunde gelegt, bei der Benzoesäure in
Terephthalsäure umgewandelt wird. Eine Beschränkung der Erfindung auf diese bevorzugte Ausführungsform ist
damit aber nicht beabsichtigt
Bei dem Verbundverfahren der Erfindung erfolgt die Hauptreaktion im Reaktor I1 in dem feste Teilchen von
Kaliumbenzoat (KBz) in dem Verdünnungsmittel Terphenyl dispergiert sind und zu Kaliumterephthalat
(K2TP) unter Verwendung von festem Zinkbenzoat [Zn(Bz)J als Katalysator disproportioniert werden. Als
Nebenprodukt ist in dem Reaktor auch Benzol vorhanden. Der Reaktor 1 kann kontinuierlich oder
chargenweise betrieben werden. Ober die Leitung 2 wird dem Reaktor 1 kontinuierlich Kohlendioxid unter
Druck zugeführt und über ein nicht gezeigtes Reduzierventil über Leitung 3 enlspannt. Ein großer Teil des
Nebenprodukts Benzol wird mit dem Kohlendioxid über die Leitung 3 entfernt. Typische Betriebsbedingungen
für den Disproporlionierungskatalysator sind wie folgt:
Temperatur
Druck
Verweil/eit
Umsatz
Selektivität
Ausgangsstoffe
Kaliumbenzoal
Dikaliumphthaliite
Zinkbenzoat
Tcrphenyi
Dikaliumphthaliite
Zinkbenzoat
Tcrphenyi
Produkt
Kaliumbenzoat
Dikaliumphthalatc
Zinkoxid
Tcrphenyi
Benzol
Kaliumcarbonat
Rückstände
440 bis 460° C
55 atm
0.3 bis I Stunde
90°/»
85%
(ic w ich IS
29,5 3,9 1.5
40, i
(iewichlv lcilc
2,9 22,0
0,4 40,1
7.4
1.1
1.1
Die Aufschlämmung von KBz wird kontinuierlich in Reaktor 1 über die Leitung 4 gepumpt. Eine
Tcrphenylaufschlämmung von Zn(Bz); wird dem Reaktor ebenfalls über die Leitung 5 zugeführt. Die
Terphenylaufschiämmung, die das Kaliumtcrcphthalatprodukt
enthält, wird aus dem Reaktor über die Leitung 6 entfernt. In dem Produkt sind die Dikaliumphthalate
im wesentlichen das para-tsomere (das gewünschte Produkt) mit kleinen Mengen an ortho-lsomcrcm und
Spuren des meta-lsomeren und dreibasischc Säuren.
Der Abgang aus dem Reaktor, der aus einer Aufschlämmung von festen Dikaliumphthalaten, Katalysator
und dem Terphenyl Verdünnungsmittel besteht, wird durch die Abschreckzone 7 geführt. Etwa 1 Teil
Wasser wird über die Leitung 31 auf einen Teil der Aufschlämmung in der Zone 7 zugegeben, um die
Dikaliumphthalate von dem Terphenyl zu trennen. Es bilden sich dabei zwei flüssige Phasen: eine Wasserphase,
die die gelösten Phthalate enthält, und eine Terphenylphase, die restliches Benzol enthält. Es
verbleibt auch eine feste Phase, die im wesentlichen aus Katalysator besteht, der jetzt nach der Zugabe von
Wasser Zinkoxid ist.
Die Bedingungen in der Abschreckzone 7 sind wie folgt:
Temperatur
Druck
Verweilzeit
299 bis 249° C 68 bis 42 atm 0,25 h
Wasserphase
Gewichtsteile
Kaliumbenzoat
Kaliumphthalate
Kaliumcarbonat
Wasser
Kaliumphthalate
Kaliumcarbonat
Wasser
2,9 22,0
1.1 76,0
24 OO
ίο
Terphcnylphase
Terphenyl
[)en/ol
[)en/ol
Feste Chase
Zinkoxid
Rückstand
Rückstand
(icwichis leile
40,1 7,4
teile 0,4
In der Trenn/.onc 8 scheidet sich die feste Phase aus
der wäßrigen Phase ab. Die wäßrige Phase wird über die I .eiüing 33 /ur Trennzone 9 geführt, in der die feststoffe
durch F-'iltration oder Zentrifugieren entfernt werden.
Der filterkuchen der festen Phase aus der Trennzone 9 wird über die Leitung 35 zur Zone 42 geführt, wo er mil
etwas von dem Terphcnyl, das aus der Terphenylphasc von Zone 8 durch Leitung 34 zu Zone 42 geführt wird, zu
einer Aufschlämmung redispergiert wird, die feste Zinkoxidteilchen in Terphenyl enthüll. Die erhaltene
Aufschlämmung aus festem Zinkoxid und Terphcnyl wird dann über die Leitung 10 zur Zone Il für die
Herstellung des Katalysators geführt, wo geschmolzene Benzoesäure aus der Leitung 12 zugegeben wird, um das
Zinkoxid zu Zinkbenzoat 'inizuwandeln. In der Zone 11
für die 1 lerstellung des Katalysators sind die Betriebsbedingungen wie folgt:
Temperatur
Zeit
Zeit
Ausgangsstoffe
Zinkoxid
Kohlenstoffrücksiand
Terphenyl
Benzol
Benzoesäure
Abgang
Wasser
Benzol
Benzol
157 C
0,5 Stunden
Gewichtsleile
0,4
1,1
50,0
Li
Gewichtsleile
0,1 0,1
gute Löslichkeit von Zinkben/.oat in Terphenyl bei IVC seine AI'.rennung durch Filtrieren nach der
Hntfernung des Benzols und des Wassers. Die Katalysalormischung wird über die Leitung 36 zum
Trockner 13 geführt, wo sie vom Wasser getrocknet wird, das über die Leitung 38 entfernt wird, wogegen die
getrocknete Katalysatormischung über die Leitung 5 im
Kreislauf in den Disproportionierungsreaktor 1 z.urückgeführt wird.
Alternativ kann der Zinkoxid-Filtcrkuchcn von Filter
9 direkt in einem Katalysator-Rcgencriertank, der zwischen dem Verdampfer 14 und dem Trockner 15
angeordnet ist, eingebracht werden. Aus dem Verdampfer 14 wird Wasser durch die Leitung 30 entfernt. In
diesen alternativen Tank zur Katalysatorregenerierung wird auch eine Terphenylaufschlämniung von festen
Kaliumbcnzoatteilehen von Verdampfer 14 eingeleitet.
Geschmolzene Benzoesäure wird jetzt zugegeben, um Zinkoxid in Zinkbenzoat umzuwandeln, wie dieses bei
der Regenerierungsstufe 11 angegeben wurde. Die erhaltene Aufschlämmung von festem Zinkbenzoat und
festem Kaliumbenzoat in Terphenyl wird im Trockner 15 getrocknet, aus dem Wasser über die Leitung 40
entfernt wird, wogegen die getrocknete Katalysatormischung dem Reaktor I über die Leitung 4 zugeführt
wird.
Das I illral der wäßrigen Phase von filter 9, das die
gelösten Phthalate enthält, kann entfernt, durch Behandlung mit Aktivkohle und Filtrationshilfsmittcln
geklärt und dann über Leitung 16 dem Reaktor 17 für die doppelte Umsetzung zugeführt werden. Hier wird
geschmolzene Benzoesäure über die Leitungen 41 und 18 zugeführt, um die Ausfällung von hohen Terephlhalsäurekristallen
zu erreichen.
Die Bedingungen für den Betrieb des Reaktors 17 für
die doppelten Umsetzungen sind wie folgt:
Temperatur
Verwcilzcit
Verwcilzcit
Ausgangsstoffe
Dikaliumphthalate
Kaliumbenzoat
. Kaliumcarbonat
Kaliumbenzoat
. Kaliumcarbonat
Wasser
v> Benzoesäure
v> Benzoesäure
135" C
0,5 Stunden
Gewichtsteile
22,0
2.9
1.1
2.9
1.1
106,0
27,8
27,8
Präeipitat
Crodukt
Zinkbenzoat
Kohlensloffrückstand
Terphenyl
Gewichtsteile
1,5
1.1
50,0
Obwohl hier gezeigt wird, daß der Rückstand in die Stufe für die Katalysatorhersteliung geht, kann es
vorteilhaft sein, einen Teil des Rückstandes gemeinsam mit dem Zinkoxid vor dieser Stufe zu entfernen um (15
seine Ansammlung bei der Kreisiaufführung zu vermeiden.
Wenn der gesamte Rückstand in die Stuie für die
Katalysatorherstellung eingebracht wird, erlaubt die Terephthalsäure
Benzoesäure
Benzoesäure
fiO Filtrat
Kaliumbenzoat
Kaiiumphihaiat
Wasser
Benzoesäure
Kaiiumphihaiat
Wasser
Benzoesäure
Gewichtsteile
12,4
0,6
0,6
Gewichtsteile
29,5
3,9
106,0
7,0
24 OO 012
Die Zugabe eines 30% igen Überschusses an geschmolzener
Benzoesäure zu der heißen wäßrigen Lösung bc'virkl eine Ausfällung der rohen Terephthalsiiurekrislalle.
Die Kristalle werden über die Leitung 26 zur Zone 19 geleitel und von der wäßrigen Lösung
durch Filiration in Zone 19 abgetrennt und als gewünschtes Reaktionsprodukt isoliert. Die isolierten
Kristalle können danach über die Leitung 20 zu einer letzten Reinigungszone 21 geführt werden. Die Leitung
37 dient zur Entfernung des gewünschten Kristallproduktcs.
Die Leitung 39 dient /ur Entfernung des Waschmediums aus der Zone 21. Das wiilirige Filtrat
aus der Zone 19, das zum größten Teil Kaliumbcnzoat enthält, wird über die Leitung 27 zur Kon/.entriercinrichtung
22 ge'tihrt, v/o es durch einfache Verdampfung des Wassers, das durch die Leitung 28 entfernt wird, bis
zu einer Salzkon/entralion von etwa 35 Gew. % konzentriert wird. Das erhaltene Konzentrat wird dann
über die Leitung 29 im einer zweiten Verdampfungszone 14 geleitet von wo das Wasser über die Leitung 30
entfernt win.' Zu dieser konzentrierten Lösung in Zone
14 wird jetzt über die Leitung 23 die Hauptmenge des heißen Terphenyls aus dem Separator 8 gegeben. In
dem Wärmeaustauscher 24 kann dem Terphenyl eine zusätzliche Erwärmung oder Abkühlung erteilt werden,
um es mit dem erforderlichen Wärmeinhalt für die Erwärmung des Verdampfers 14 zu versehen. Durch die
Zugabe von heißem Terphenyl zu der wäßrigen Lösung von Kaliumbenzoat werden zwei Wirkungen erreicht:
(1) Das heiße Terphenyl verdampft im wesentlichen das gesamte Wasser bei der Ausfällung des Kaliimibcnzoats
und (2) das ausgefällte Kaliuinbenzoat wird in dem Terphenyl zur Erleichterung des Transports zu dem
Disproportionierungüreaktor I aufgeschlämmi. Etwa in
dem Terphenyl noch verbleibendes Wasser wird beim Durchgang der Aufschlämmung durch die Leitung 35
über den Trockner 15 und vor dem Eintritt der Aufschlämmung in den Reaktor 1 durch die Leitung 4
entfernt. Weiteres Wasser, falls solches überhaupt noch vorhanden sein sollte, wird über die Leitung 40 entfernt.
Die Kristalle der unreinen Terephthalsäure werden in der Trenneinrichtung 19 durch mehrmaliges Waschen
mit Wasser von Verunreinigungen befreit. Man kann dies dadurch erreichen, indem man die Kristalle in
Wasser aufschlämml, anschließend filtriert und den Filterkuchen mit Wasser wäscht. Der Filterkuchen kann
erneut mit Wasser aufgeschlämmt und abfiltriert werden. Die Entfernung der Verunreinigungen wird
durch Verwendung von warmem Wasser, z. 13. von etwa 79° C, erleichtert.
Eine zur Zeit bevorzugte Methode zur Reinigung der Terephthalsäurekrist.alle besteht darin, daß man sie in
einer Waschkolonne nach unten im Gegenstrom zu einem aufsteigenden !Strom von Waschwasser führt.
Die bei der Erfindung verwendeten organischen Dispergiermittel sollen sich unter den Verfahrensbedingungen
nicht zersetzen, sollen gegenüber den Ausgangsstoffen inert sein und einen relativ hohen
Siedepunkt besitzen. Solche organische Dispergiermittel sind z. B. aromatische Kohlenwasserstoffe aus der
Gruppe der polyaromatischen Verbindungen mit zwei oder mehreren aromatischen Ringen, mehrkernige
Aromaten und Mischungen davon. Spezifische Beispiele solcher organischen Dispergiermittel sind Terphenyle,
Quaterphenyle, Pentaphenyle und schwerere Polyphenyle; Binapnthyie; Naphthalin, Anthracen, Phenanth'en,
Pyren, Triphenylen. Chrysen, Perylen, Pentacenyl und
Mischungen davon.
Bei dem Verbundverfahren nach der Erfindung ist ls
vorteilhaft, daß das organische Dispergiermittel während des gesamten Verfahrens in flüssigem Zustand
verbleibt. Um die Schmelzpunkte der in Betracht kommenden Dispergiermittel zu erniedrigen, kann es
vorteilhaft sein, Mischungen von zwei od.r mehreren Dispergiermitteln zu verwenden. Um den Reaktionsdruck
bei einem niedrigen Niveau zu halten, ist es außerdem wünschenswert, daß das Dispergiermittel
einen relativ hohen Siedepunkt hat, z. B. von etwa 250° C.
Das organische Dispergiermittel ist in der Aufschlämmung in der Regel in einer Menge von etwa 25 bis 80
Ciew.-'Vo, bezogen auf das Gesamtgewicht der Aufschlämmung,
vorhanden.
Bevorzugt sind Dispergiermittelmengen im Bereich von60bis75Gew.-%.
Die bei der Erfindung verwendete Aufschlämmung erhält man, indem man das organische Dispergiermittel
mit dem Alkalisalz der umzuwandelnden aromatischen Carbonsäure mischl. Für die Herstellung der Aufschlämmung
kann eine beliebige Arbeitsweise für das Mischen eines Feststoffes mit einer Flüssigkeit verwendet
werden. Zum Beispiel kann man bei Benutzung eines Chargenreaktors das Dispergiermittel in flüssiger Form
zugeben und dann das umzuwandelnde feste Salz, wie Kaliumbenzoat, und einen geeigneten Disproportionierungskatalysator,
wie Zinkbenzoat, hinzufügen, wobei beide bevorzugt in feinverteilter Form unter Rühren
zugegeben werden. Wenn ein kontinuierlicher Reaktor verwendet wird, kann man die Feststoffe in einem
getrennten und mit einem Rührer versehenen Mischtank, der das flüssige Dispergiermittel enthält, zugeben,
wobei die Aufschlämmung entsteht. Die Aufschlämmung wird dann in den Reaktor eingebracht. Nach dem
Mischen wird das Verfahren nach den bekannten Grundsätzen der Disproportionierungsreaktion durchgeführt.
Die Aufschlämmung eines Alkaüsalzcs der aromatischen Carbonsäure und eines geeigneten Disproportionierungskatalysaiors
wird in einer Gasatmosphäre erwärmt, um die Umwandlung des Alkaüsalzcs zu dem gewünschten aromatischen Polycarboxylat zu
erreichen.
Die Umsetzung kann in Anwesenheit oder A > vcsenheit
von Katalysatoren durchgeführt werden, doch wird gegenwärtig die Zugabe eines Katalysators bevorzugt.
Als Katalysatoren kommen zahlreiche Verbindungen in Betracht, wie Metalle, z. B. Zink, Cadmium, Quecksilber,
Blei, Eisen, Mangan, Magnesium, Kalzium und Chrom, und auch ihre Verbindungen, wie ihre Oxide und Salze
mit anorganischen oder organischen Säuren und ihre metallorganischen Komplexverbindungen, wie ihre
Carbonate, Bicarbonate, Halogenide, Sulfate, Formate, Phosphate, Oxalate, Fettsäuresalze oder die Salze der
eingangs genannten Metalle mit solchen Säuren, die als Ausgangsmaterialien für die Reaktion nach der
Erfindung dienen können, wie z. B. die Benzoate, Phthalate oder Terephthalate.
Be/orzugte Katalysatoren sind z. B. Eisen, Blei, Zink,
Quecksilber, Cadmium und ihre Verbindungen, wie ihre Oxide und Salze von organischen oder anorganischen
Säuren, obwohl auch andere Metalle und ihre Verbindungen verwendet werden können. Spezifische
Beispiele für solche bevorzugte Katalysatoren sind metallisches Cadmium, Cadmiumoxid, Cadmiumiodid.
Cadmiumchlorid, Cadmiumfluorid, Cadrniurnsuifat, Cadmiumphosphat,
Cadmiumcarbonat, Cadmiumacetat, Cadmiumseifen, Cadmiumbenzoat, Cadmiumphthalat,
24 OO 012
Cadmiumisophthalai. Cadmiumierephthalat, metallisches
Zink, Zinkoxid, Zinkjodid, Zinkchlorid, Zinksulfat, Zinkphosphat. Zinkcarbonat, Zinkacetat, Zinkseifen,
Zinkbenzoat, Zinkphthalat, Zinkisophthalat, Zinkterephthalat und andere Metalle und deren Verbindungen.
Die verwendete Menge an Katalysator kann innerhalb weiter Grenzen schwanken und liegt im allgemeinen
im Bereich von 0,1 bis 100 g Katalysator pro Mol des aromatischen Carboxylats, wobei 1 bis 50 g pro Mol
bevorzugt sind. Der Katalysator kann besonders fein in der Reaktionsmischung verteilt sein, und man kann das
dadurch erreichen, daß man eine wäßrige Lösung des als Ausgangsmaterial dienenden Salzes, die der Katalysator
gelöst oder suspendiert enthält, durch Sprühtrocknung oder eine andere geeignete Methode in ein trocknes
Pulver verwardclt. Die vorhin genannten Katalysatoren
können in Verbindung mit bekannten Trägern, wie Kieselgur benutzt werden. Die Katalysatoren können
als solche oder auf Trägern verwendet werden und man kann, sie von den unlösHchen Rückständen der
Umsetzung zurückgewinnen und in zahlreichen Fällen ohne weitere Reinigung wieder verwenden.
Die Umwandlung des Alkalicarboxylats wird im
wesentlichen in vollständiger Abwesenheit von Sauerstoff oder Wasser durchgeführt
Zusätzlich zur Verwendung von Kohlendioxid kommt bei der Erfindung auch die Benutzung von anderen
Gasaunosphären in Betracht. Beispiele von solchen Gasen sind Stickstoff, Methan, Argon, Neon, Butan,
Äthan, Helium und dergleichen.
Wenn Kohlendioxid verwendet wird, ist es vorteilhaft,
eine Atmosphäre zu benutzen, die mindestens 50 Mol-% Kohlendioxid enthält. Bei der Erfindung ist aber
weder die Verwendung von Kohlendioxid noch eines anderen Gases maßgeblich dafür, um eine hohe
Umwandlung des Ausgangsmaterials zu erreichen. Außerdem kann bei der Erfindung auch Kohlenmonooxid
oder eine Mischung von CO und CO2 verwendet
werden.
Das Verbundverfahren nach der Erfindung kann bei Drücken im Bereich von 1 bis 340 atm oder höher
ausgeführt werden, doch ist es vorteilhaft bei niedrigeren Drücken, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 69 atm,
zu arbeiten.
Um den gewünschten Umwandlungsgrad zu erreichen, sollte die Reaktionszeit ausreichend gewählt sein.
Im allgemeinen sind Reaktionszeiten im Bereich von etwa 1 Sekunde bis 48 Stunden, bevorzugt 5 Sekunden
bis 2 Stunden, gut brauchbar.
Die Disproportionierungsreaktion kann gegebenenfalls durch Zugabe von Alkalisalzen, vorzugsweise
Kaliumsalzen von Derivaten der Cyansäure oder ihrer Polymeren gefördert werden. Geeignete Polymere oder
Derivate der Cyansäure sind z. B. Cyanursäure, Cyanamid und Dicyanamid. Die Derivate der Cyansäure
werden bevorzugt in Form ihrer Kaliumsalzc verwendet, vorausgesetzt, daß sie Salze mit Alkalimetallen
bilden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird Kaliumcyanat als Zusatzstoff zur Reaktionsmischung
verwendet.
Als Beispiele der bei der Erfindung in Betracht kommenden Metalloxide seien die Oxide von Zink,
Cadmium, Quecksilber, Blei, Eisen. Mangan, Magnesium. Kalzium und Chrom genannt. Die bei der Erfindung
gebildeten Metalloxide sind infolgedessen Zinkoxid, Cadmiumoxid, Quecksilberoxid, Bleioxid, Eisenoxid,
Manganoxid, Magnesiumoxid, Kalziumoxid und Chromoxid, wobei sich diese Oxide während der Disproportio
nierungsreaktion bilden. Die Salze der vorstehenden Metalle mit aromatischen Carbonsäuren dienen bei der
Erfindung als Katalysatoren für die Disproportionierung der Alkalisalze der aromatischen Carbonsäuren.
Die bei der Erfindung für die Umwandlung der Metalloxide zu den entsprechenden Metallsalzen
verwendete Benzoesäure liegt bevorzugt in geschmolzenem Zustand vor, wenn sie mit der Aufschlämmung,
die die Metalloxide enthält, in Berührung gebracht wird. Die Menge der Benzoesäure, die zur Regenerierung des
Katalysators verwendet wird, wird in stöchiometrischen Verhältnissen angegeben. Das Molverhältnis der Benzoesäure
zu dem Metalloxid in der Reaktionszone liegt im allgemeinen im Bereich von 1,9 bis 2,1, bevorzugt 135
bis 2,0 Mol aromatischer Carbonsäure pro Mol Metalloxid.
Die Regenerierung des Metalloxids zu dem Metallsalz der Benzoesäure in Gegenwart des organischen
Dispergiermittels und beim Kontakt mit der geschmolzenen Benzoesäure wird im allgemeinen bei einer
Temperatur im Bereich von 125 bis 2600C bevorzugt 145 bis 225°C, durchgeführt. Die Kontaktzeit zwischen
dem verbrauchten Metallkatalysator soll ausreichend sein, um eine zweite Aufschlämmung in der Reaktionsregenerierungszone
zu bilden, die das Metallsalz der Benzoesäure und das organische Dispergiermittel
enthält. Diese Zeit liegt im allgemeinen im Bereich von 0,0'. bis 10, vorzugsweise 0,1 bis 2 Stunden.
Das organische Dispergiermittel ist in der Metalloxidaufschlämmung
in der Reaktionszone in der Regel in einer Menge von 10 bis 99,9 Gew.-% des Gesamtgewichts
der Aufschlämmung vorhanden, wobei 40 bis 99,5% bevorzugt sind.
Vor der Regenerierung des verbrauchten Metallkatalysators, der in dem organischen Dispergiermittel
verteilt ist, kann die Konzentration des organischen Dispergiermittels in der Aufschlämmung auf die
gewünschte Konzentration durch Trennungsmaßnahmen eingestellt werden, wie durch Absetzen, Staubabscheidung,
Filtrieren, Zentrifugieren und dergleichen. So kann man z. B. die Dispersion der Metalloxidteilchen ir
dem Dispergiermittel, die man bei der Abschreckung mit Wasser erhält, in einen Staubabscheider bzw
Zyklon führen, in dem z. B. so viel wie 80% de« organischen Dispergiermittels als Oberlauf für die
direkte Kreislaufführung zu dem Disproportionierungs reaktor oder zu anderen Verfahrensstufen erhalter
werden. Das Bodenmaterial von dem Zyklon enthält eine hohe Konzentration an Metalloxidteilchen irr
Dispergiermittel und wird zu der Katalysatorrcgcne rierstufe geführt, wo das Metalloxid in das entsprechen
de Metallsalz der Benzoesäure umgewandelt w:,d. Die Hauptmasse des organischen Dispergiermittels kanr
deshalb an der Regenerierstufe für den Katalysatoi vorbeigeführt werden.
In dem nachstehenden Beispiel wird die Erfindung noch näher erläutert.
Im folgenden wird eine Materialbilanz in Verbinduni
mit den Zeichnungen gegeben, wobei die einzelne! Ströme der Komponenten dre gleiche Numerieruni
haben, wie in der Zeichnung. Die Betriebsbedingungei
für die verschiedenen Stufen sind so, wie sie vorhe bereits angegeben wurden.
Komponente | (I) | (1) | (Ο | 27 | 35 | Strom, kg/h | 39 | 408 | — | 1 815 | 548 | to | 18 | 37 | 45 | 453 | — | Ib | 28 | 1 815 | 1 815 | — | 548 | 26 | 548 | 5 |
(2) | (2) | (2) | 1 815 | 41 | 860 | — | 3 900 | 29 500 | 45 | — | 1815 | _ | 43 100 | 3 900 | — | 2 270 | ||||||||||
(1) Benzoesäure | (3) | (3) | (3) | 43 100 | — | 31 200 | — | — | — | — | 19 450 | — | 3 900 | — | — | 34 200 | 38 | 44 000 | — | |||||||
(2) Kaliumbcnzoat | (4) | (4) | — | _ | — | 10 900 | — | — | — | — | — | — | 101 000 | 19 450 | ||||||||||||
(3) Terephthalsäure | (5) | (5) | — | — | — | 34 200 | — | — | — | — | 4 990 | — | — | — | ||||||||||||
(4) Benzol | (6) 19 900 | (6) | 4 990 | — | — | — | — | 40 | 34 200 | — | — | 53 400 | 4 990 | |||||||||||||
(5) Dikaliumterephthalat | (8) | (7) | 77 0C0 | — | — | — | — | 88 400 | 31 800 | 45 300 | 88 400 | |||||||||||||||
(6) Wasser | (9) | (8) 7940 | — | — | 53 400 | — | — | — | — | — | — | |||||||||||||||
(7) Kohlendioxid | (10) | (9) 2000 | — | — | — | — | — | — | — | |||||||||||||||||
(8) Terphenyl | Komponente Strom, kg/h | (10) | — | — | 25 | — | — | — | — | — | ||||||||||||||||
(9) Zinkbenzoat | 5 | Komponente Strom, kg/h | — | 1815 | — | 32 | ||||||||||||||||||||
(10) Zinkoxid | 34 | 43 100 | 4530 | |||||||||||||||||||||||
Komponente Strom, kg/h | 23 | — | 4 | 29 | ||||||||||||||||||||||
20 | — | — | 1815 | |||||||||||||||||||||||
(1) 453 | — | 4 990 | 43 100 | |||||||||||||||||||||||
(2) 906 | — | 4 530 | — | |||||||||||||||||||||||
(3) 19 450 | — | 45 300 | 31 | — | ||||||||||||||||||||||
(4) | — | — | 4 990 | |||||||||||||||||||||||
(5) | 9 060 | _ | 45 300 | |||||||||||||||||||||||
(6) 11 350 | 15 300 | — | — | |||||||||||||||||||||||
(7) | — | 6 | — | — | ||||||||||||||||||||||
(8) | — | — | ||||||||||||||||||||||||
(9) | 101 000 | |||||||||||||||||||||||||
(10) | 3 | — | ||||||||||||||||||||||||
Komponente Strom, kg/h | 2 | |||||||||||||||||||||||||
30 | — | _ | ||||||||||||||||||||||||
— | — | |||||||||||||||||||||||||
9550 | — | |||||||||||||||||||||||||
— | 12 36 | — | ||||||||||||||||||||||||
— | 1635 - | — | ||||||||||||||||||||||||
453 | — — | — | ||||||||||||||||||||||||
_ | — | 453 | ||||||||||||||||||||||||
_ | — | |||||||||||||||||||||||||
33 | ||||||||||||||||||||||||||
1 815 | ||||||||||||||||||||||||||
3 900 | ||||||||||||||||||||||||||
— | ||||||||||||||||||||||||||
— | ||||||||||||||||||||||||||
34 200 | ||||||||||||||||||||||||||
90 600 | ||||||||||||||||||||||||||
— | ||||||||||||||||||||||||||
17
24 OO 012
18
Fort Setzung | Si nun, kg/h |
Komponente | _ |
(4) | — |
(5) | 1360 |
(6) | — |
(7) | 7940 |
(8) | — |
(9) | — |
(10) | |
r>
2270
537
10
3630
7940
537
3630
7940 2170
IK
3630
7940 2170
Die vorstehenden Werte zeigen repräsentative Ströme bei dem System nach der Erfindung. Außerdem
erläutern diese Werte die Wirksamkeit des Systems für die Herstellung von Terephthalsäure aus Benzoesäure
unter Abscheidung und Kreislaufführung von Kaliumwerten und Zinkkatalysatoren, wobei alle Stufen im
Aufsciilämmungszustand durchgeführt werden.
Hierzu I Hlait Zcichnuimcn
Claims (1)
- 24 OOPatentanspruch:Verbundverfahren zur Umwandlung eines Alkalisalzes von Benzoesäure in Terephthalsäure mit folgenden Stufen:(A) Dispergieren des Alkalisalzes und eines Benzoats von Zink, Cadmium, Quecksilber, Blei, Eisen, Mangan, Magnesium, Kalzium oder Chrom als Disproportionierungskatalysator in einem flüssigen Dispergiermittel unter Ausbildung einer Aufschlämmung, wobei das Dispergiermittel ein Terphenyl, Quaterphenyl, Pentaphenyl, Binaphtyl, Anthracen, Phenanthren, Pyren, Triphenyl, Chrysen, Perylen, PentacenyI oder eine Mischung davon ist;(B) Erwärmen der erhaltenen Aufschlämmung in einer Disproportionierungszone auf eine Temperatur im Bereich zwischen 440 und 460°C, bei einem Druck zwischen 1 und 340 atm. zur >o Disproportionierung des Aikalibenzoats zum entsprechenden Terephlhalat;(C) Abschrecken des erhaltenen Reaktionsproduktes der Disproportionierung mit Wasser bei Temperaturen zwischen 249 und 299°C >s und bei einem Druck zwischen 42 und 68 atm. unter Ausbildung einer Dispergiermillelphase und einer wäßrigen Phase, in der das Terephthalat gelöst und der verbrauchte Disproportionierurigskalalysator suspendiert \o sind;(D) Abtrennen des verbrauchten Disproporiionierungskatalysators von den in (C) erhaltenen Phasen;(E) Umsetzen des in der wäßrigen, vom verbrauchten Katalysator befreiten Phase von (D) enthaltenen Alkaliterephthalats durch Berühren mit Benzoesäure unter Bildung von Alkalibenzoat und Terephthalsäure und(F) Abtrennen der gefällten Terephthalsäure von der bei (E) erhaltenen Reaktionsmasse
wobei die Stufen (E) und (F) bei Temperaturen im Bereich von 79 bis 135''C ausgeführt werden,gekennzeichnet durch folgende Maßnahmen:(G) Konzentrieren des bei (F) erhaltenen Filtrats,
(H) Zugabe eines flüssigen Dispergiermittels zudem bei (G) erhaltenen Konzentrat und Bilden einer im wesentlichen wasserfreien Aufschlämmung von Alkalibenzoat im Dispergiermittel durch Verdampfen des Wassers,(I) Kreislaufführung der bei (H) erhaltenen Aufschlämmung zur Stufe (B),(J) Berühren des verbrauchten Disproportionierungskatalysators aus Stufe (D) mit Dispergiermittel unter Ausbildung einer Aufschlämmung dieses Katalysators in diesem Dispergiermittel,(K) Zugabe von Benzoesäure z;jr erhaltenen Aufschlämmung (J) und Umsetzung der Benzoesäure mit dem verbrauchten Katalysator bei Temperaturen zwischen 125 bis 260° C, wobei eine Aufschlämmung von regeneriertem Katalysator in dem Dispergiermittel gebildet wird und(L) Kreislaufführung der erhaltenen Aufschlämmung von (K) zu Stufe (B).
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