DE2434186C2

DE2434186C2 - Verfahren zur Abtrennung von Terephthalsäurenitril

Info

Publication number: DE2434186C2
Application number: DE2434186A
Authority: DE
Inventors: Ronald Dale Glen Mills Del. Bushick; Richard Vail Wilmington Del. Norton
Original assignee: SUN VENTURES Inc ST DAVIDS PA US
Current assignee: SUN VENTURES Inc ST DAVIDS PA US
Priority date: 1973-07-16
Filing date: 1974-07-16
Publication date: 1983-04-14
Also published as: JPS5754502B2; CA1015769A; NL179279B; DE2434186A1; JPS5037746A; NL7408663A; FR2237881B1; BE817344A; US3862202A; FR2237881A1; GB1410321A; NL179279C; IT1017165B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Abtrennung von Terephthalsäurenitril aus einem gasförmigen Produktstrom der Ammonoxidation, bei dem in hoher Ausbeute feste Kristalle von Terephthalsäurenitril in hoher Reinheit gewonnen werden.

Es ist bekannt, daß bei der Ammonoxidation, bei der p-Xylol durch katalytische Umsetzung mit Ammoniak und Sauerstoff in Terephthalsäurenitril übergeführt wird, das Produktgas gekühlt werden kann, um das Terephthalsäurenitril zu kondensieren. Das so erhaltene Terephthalsäurenitril enthält bedeutende Mengen des als Nebenprodukt vorliegenden p-Tolunitrils, welches entfernt werden muß. Terephthalsäurenitril beginnt bei 170⁰C aus einem gasförmigen Produktstrom der Ammonoxidation auszukristallisieren und, wie in der US-PS 34 72 891 betont wird, führt die Kondensation durch Kühlung zu einem Produkt, das in kolloidaler Form vorliegt, wobei die Bildung eines Aerosols (d. h., eines kolloidalen Rauchs) resultiert, das schwierig handzuhaben ist. Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, wird in dieser bekannten Patentschrift beschrieben, daß der aus dem Ammonoxidationsprozeß erhaltene Strom zuerst auf 180° C vorgekühlt und danach mit Wasser abgeschreckt werden soll, um eine wäßrige Aufschlämmung von Terephthalsäurenitril-Kristallen zu bilden. Wenn auch durch diese Wasserahschreck-Methode eine Aufschlämmung von Terephthalsäurenitril-Kristallen erhalten wird, die leicht zu filtrieren ist, sind die so erhaltenen Kristalle doch außerordentlich verunreinigt und enthalten das gesamte als Nebenprodukt gebildete p-Tolunitril und nicht umgesetztes p-Xylol aus dem Ammonoxidationsreaktor.

Eine bisher angewendete weitere Methode zur Herstellung von Terephthalsäurenitril in hoher Reinheit besteht darin, den Produktstrom auf 105 bis 150⁰C zu kondensieren und das Kondensat zu sublimieren, um die erforderliche Reinigung zu erzielen. Derartige Sublimitationsmethoden r.ind jedoch mühsam und aufwendig und erfordern die Zuführung von teuerer Energie.

Es wurde nun gefunden, daß aus dem gasförmigen Produktstrom der Ammonoxidation ein Terephthalsäurenitrilprodukt hoher Reinheit in guter Ausbeute isoliert werden kann, indem einfach der gasförmige Produktstrom einem speziellen Kühlverfahren unterworfen wird.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Abtrennung von Terephthalsäurenitril aus einem gasförmigen Produktstrom der Ammonoxidation, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den heißen Produktstrom auf eine Temperatur oberhalb 150°C.

jedoch unterhalb 165° C, abkühlt, ohne daß eine Kühi- oder Abschreckflüssigkeit in Kontakt mit dem Gasstrom oder mit dem als Produkt gebildeten Terephthalsäurenitril kommt, und das Terephthalsäurenitril in Form fester Kristalle abtrennt

im Hinblick auf die Neigung von kondensiertem Terephthalsäuredinitril zur Rauchbildung ist es überraschend, daß mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ein kristallines leicht handzuhabendes Produkt mit

to hoher Reinheit erhalten werden kann.

Es ist zu betonen, daß zur Kühlung des Ammonoxidationsproduktstroms und zur Abtrennung des erhaltenen kristallinen Produkts verschiedene Mittel anfewendet werden können. So kann beispielsweise die Kühlung in einem Gefäß mit Schabmessern angewendet werden. Noch wirksamer ist es, wenn der heiße Produktstrom der Ammonoxidation in eine gewundene Schraube eingeführt wird, die gekühlt ist, um die Dämpfe auf eine Temperatur oberhalb 150° C und unterhalb 165° C zu kühlen, und das feste Produkt durch Rotation der Schraube einem Aufnahmegefäß zugeführt wird. Andere Vorrichtungen und Methoden sind dem Fachmann bekannt und offensichtlich. Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf der Kühlung des gasförmigen Ammonoxidationsproduktstroms und der Gewinnung des als Produkt gebildeten festen Terephthalsäurenitrils, welches sich aus den gekühlten Dämpfen abscheidet Erfindungsgemäß wird keine Kühl- oder Abschreckflüssigkeit verwendet, die in Kontakt mit dem Gasstrom

jo oder mit dem als Produkt gebildeten Terephthalsäurenitril kommt. Auf diese Weise wird leicht die Abtrennung des Produkts ohne flüssige Verunreinigungen gewährleistet.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auf jede beliebige Datnpfphasenammonoxidation von p-Xylol anwenden.

Dazu gehören Ammonoxidationsverfahrcn mit oder ohne Zuführung von Sauerstoff und unter Verwendung beliebiger der zahlreichen Katalysatoren, die für derartige Verfahren geeignet sind. Die Dampfphasenammonoxidation kann darüber hinaus in einer Festbett-, Fließbett-, Wirbelbett-Reaktionsvorrichtung oder einer anderen Art einer Reaktionsvorrichtung, um den geeigneten Kontakt der dampfförmigen Reaktanten mit dem Katalysator zu gewährleisten, vorgenommen werden. G cwöhnlich ist in derartigen Ammonoxidationsproduktsirömen das als Verunreinigung vorliegende wichtigste Nebenprodukt p-Tolunitril, das durch unvollständige Reaktion des als Ausgangsmaterial verwendeten p-Xylols entsteht, und die Menge dieses p-Tolunitrils variiert in Abhängigkeit von den speziellen Verfahrensbedingungen der Reaktion innerhalb eines weiten Bereiches. Im allgemeinen beträgt jedoch die Menge dieser Verunreinigung etwa 10 bis 50 Molprozent bezogen auf die Gesamtheit der Nitrilprodukte, d. h. p-Tolunitril und Terephthalsäurenitril. Außerdem liegen in dem Produktstrom nicht umgesetzter Kohlenwasserstoff, Ammoniak und, falls verwendet, Luft vor; diese Materialien bleiben jedoch in der Dampfphase und führen zu keiner Schwierigkeit bei der Abtrennung des als Produkt erhaltenen Terephthalsäurenitrils.

Die nachstehenden Beispiele sollen zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung dienen.

Beispiele 1-13

Ein Ammonoxidations-Produktstrom wurde aus einem Ammonoxidationsreaktor erhalten, in welchem p-Xylol, NH₃ und Luft bei 400 bis 410°C unter

Verwendung eines auf Siliciumdioxid als Träger aufgetragenen V^s-Katalysators umgesetzt wurden. Der Strom bestand im wesentlichen aus gasförmigem Terephthalsäurenitril, COi, p-Xylol, Luft, NH₃ und p-Tolunitril und wurde bei der Austrittstemperatur von etwa 400⁰C durch den 10,16 cm großen Querschnitt eines thermostatisierten Glasrohrs mit 2^4 cm Durchmesser geführt, in welchem die Kondensation eintrat Die Kondensationstemperatur wurde durch ein Thermoelement im Inneren des Rohrs bestimmt Nach der Kondensation jeder Versuchscharge wurde das als Produkt gebildete Terephthalsäurenitril aus dem Rohr entfernt und ausgewogen. Die Temperatur der Kühlung wurde durch Einstellen der Wärmezuführung zu dem Glasrohr geregelt

Die in der Tabelle angegebenen Werte zeigen, daß bei Temperaturen unter 150°C (Beispiele 1, 2 und 3) das

-, isolierte TPN niedere Reinheit hat, iia es einen hohen Anteil an p-Tolunitril enthält Wenn andererseits die Temperatur des gekühlten Produktstroms mehr als 165⁰C beträgt (beispielsweise 170⁰C in Beispiel 13), erniedrigt sich die Ausbeute an kristallinem TPN. Bei

κι Temperaturen oberhalb 150⁰C und unter 165°C hat jedoch das isolierte TPN einen sehr geringen p-TN-Gehalt und wird in sehr hoher Ausbeute erhalten.

Beispiel	Temperatur des gekühlten Ammon- oxidations-Produkt- stroms	_Rnt = PTN	p-TN hn Produktstrom	Analyse p-TN in	des kristallinen Produkts TPN Ausbeute an TPN-Kristallen
	(⁰Q	pTN + TPN	(Mol-%)·)	(Mol-%)	(Mol-%)
1	120	30	29,0	>95
2	130	33	29,0	>95
3	140	31	21,b	>95
4	150	29	9,0	>95
5	151	35	6,1	>95
6	155	33	3,5	90-95
7	159	25	3,1	>95
8	160	13	1,3	>95
9	160	29	2,9	90-95
10	161	35	6,1	>95
11	162	17	2,1	>95
12	165	47	8,4	>95
13	170	31	1,7	85-90
p-TN = p-Tolunitril. TPN = Terephthalsäurenitril.
*) Molproz

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Abtrennung von Terephthalsäurenitril aus einem gasförmigen Produktgasstrom der Ammonoxidation, dadurch gekennzeichnet, daß man den heißen Produktstrom auf eine Temperatur oberhalb 150⁰C, jedoch unterhalb 165° C, abkühlt, ohne daß eine Kühl- oder Abschreckflüssigkeit in Kontakt mit dem Gasstrom oder mit dem als Produkt gebildeten Terephthalsäurenitril kommt, und das Terephthalsäurenitril in Form fester Kristalle abtrennt