DE2923382A1

DE2923382A1 - Verfahren zur herstellung von getrockneter terephthalsaeure

Info

Publication number: DE2923382A1
Application number: DE19792923382
Authority: DE
Inventors: Akio Okagami; Fujio Tsuchiya; Katsunobu Yamaguchi; Kenzo Yamamoto
Original assignee: Orient Chemical Industries Ltd; JGC Corp
Current assignee: Orient Chemical Industries Ltd; JGC Corp
Priority date: 1978-06-08
Filing date: 1979-06-08
Publication date: 1979-12-20
Also published as: GB2024810B; JPS5811418B2; JPS54160331A; DD144258A5; DE2923382C2; GB2024810A; CS207795B2; SU1087072A3

Description

KRAUS & WEISERT

PATENTANWÄLTE 2 3 L· O O O Z

DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · DR.-ING. ANNEKATE WEISERT DIPL.-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 · D-8OOO MÜNCHEN 71 · TELEFON 089/797077-797078 · TELEX O5-212156 kpatd

TELEGRAMM KRAUSPATENT

2201 AW/li

1. JGC CORPORATION, 2-1 Ohtemachi 2-chome, Chiyoda-ku, Tokyo

2. ORIENT KAGAKU KOGYO KABUSHIKI KAISHA, 7-14 Shimmori 1-chome, Asahi-ku, Osaka

Verfahren zur Herstellung von getrockneter Terephthalsäure

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Verfahren zur Herstellung getrockneter Terephthalsäure

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Herstellung getrockneter Terephthalsäure durch Entfernung von Essigsäure und/ oder Wasser aus einer Terephthalsäure und Essigsäure und/oder Wasser enthaltenden Aufschlämmung.

Bei der industriellen Herstellung von Terephthalsäure wird im allgemeinen ein Verfahren verwendet, bei dem p-Xylol oxidiert wird, das Rohmaterial in Anwesenheit eines Salzes oder von Salzen von einem oder mehreren Schwermetallen, wie Co oder Co + Mn als Katalysator,mit molekularem Sauerstoff, in einem flüssigen Medium aus einer niedrigen aliphatischen Säure, normalerweise Essigsäure, oxidiert wird.

Es gibt verschiedene Arten für dieses Verfahren, bei dem unterschiedliche Reaktionsbedingungen verwendet werden. Bei einigen wird nach der Oxidationsstufe eine Reinigungsstufe durch Hydrierung in Wasser unter Herstellung von Terephthalsäure mit der gewünschten Reinheit durchgeführt. Bei anderen wird, wenn eine hohe Reinheit nicht erwünscht wird, die Terephthalsäure ohne Reinigungsstufe erhalten.

Bei der industriellen Herstellung von Terephthalsäure ist es wesentlich, daß eine Stufe durchgeführt wird, bei der Terephthalsäure als trockenes, pulverförmiges Material erhalten wird und wobei sie von dem Lösungsmittel Essigsäure und/oder Wasser abgetrennt wird.

Man hat in der Vergangenheit ein Verfahren verwendet, bei dem die Terephthalsäure nach dem AhianfpnTasfipn in ρΐηρηι 7,&τ\\γ.υ\ •

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separator getrocknet wurde. Das Erhitzen und Trocknen erfolgte mit Dampf in einer Rotationstrockenvorrichtung in einem Strom aus nicht-kondensierendem Gas, wie Stickstoff. Auf diese Art ist es möglich,die Restflüssigkeit in der Terephthalsäure nach dem Trocknen auf etwa 0,1 Gew.% zu verringern.

Die Trocknungsrate ist bei diesem Verfahren jedoch niedrig, da die Rate von dem Dampfdruck der Essigsäure und/oder dem Wasser bei der Erwärmungstemperatur abhängt. Beim Trocknen treten daher viele Schwierigkeiten auf: eine lange Verweilzeit in der Trockenvorrichtung, wodurch eine große Vorrichtung erforderlich ist,eine verminderte Wärmeübertragungswirkung, bedingt durch die Adhäsion der Terephthalsäure an den Wänden des Rohrs, in dem das Heizmedium (Dampf) umläuft und die damit einhergehende mühevolle Wartung. Das Trocknungssystem erfordert weiterhin, daß das Gas für das Trocknen, wie Stickstoff, recyclisiert wird, wodurch ein Gebläse für die Recyclisierung und damit zusammenhängende Vorrichtungen, wie ein Sammelgefäß für die Gewinnung der mitgeführten Terephthalsäure und ein Wärmeaustauscher für das Erhitzen des Gases für den Trockner erforderlich sind. Weiterhin ist es für den Betrieb des Trocknungssystems erforderlich, eine konstante Rate bei dem Ablaufen in dem Zentrifugenseparator zu erhalten, damit ein glattes Einführen der Aufschlämmung in den Rotationstrockner mit einem Schneckenfördergerät möglich ist. Wenn der Gehalt der restlichen Flüssigkeit variiert, wird die Terephthalsäure, die in den Schneckenförderer eingeleitet wird, eine feste Masse, wodurch eine Übertragung verhindert wird und der Betrieb in dem Trocknersystem gestört wird. Weiterhin ist eine vollständige Gasabdichtung in dem Rotationstrockner schwierig zu erreichen und in dem Trockner treten unweigerlich undichte Stellen auf,aus denen Gas herausströmt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben erwähnten Schwierigkeiten beim Trocknen von Terephthalsäure zu vermeiden.

Erfindungsgemäß soll ein neues Verfahren für die Trocknung von Terephthalsäure zur Verfügung gestellt werden, bei dem die

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. G-

Betriebsschwierigkeiten vermieden werden und bei dem ein Rotationstrockner verwendet werden kann.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Herstellung von getrockneter Terephthalsäure.

In den beigefügten Figuren wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Fließschema einer Vorrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von getrockneter Terephthalsäure.

Fig. 2 die Beziehung zwischen den Temperaturen und den kritischen Aufschlämmungskonzentrationen, die in der vorliegenden Erfindung definiert werden.

Fig. 3 die Gas-Flüssigkeitsgleichgewichtskurven eines Essigsäure-Wassersystems, wobei die Beziehung zwischen den Drücken in der Trennkamraer und den Temperaturen des Heizrohrs dargestellt sind, die gewählt werden, wenn das Verfahren unter hohem Druck durchgeführt wird.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Herstellung von getrockneter Terephthalsäure durch Entfernung der Essigsäure und/ oder des Wassers aus einer Aufschlämmung, die Terephthalsäure und Essigsäure und/oder Wasser enthält, das gekennzeichnet ist dadurch, daß man die Aufschlämmung in eine Röhrenheizvorrichtung bzw. eine röhrenförmige Heizvorrichtung leitet, die mindestens ein Heizrohr enthält, das sich an einem Ende in die Trennkammer öffnet,und wobei die Aufschlämmung in dem Heizrohr in ein Gemisch aus Feststoff und Gas umgewandelt wird, das Gemisch in die Trennkammer zur Abtrennung der festen Komponenten der Gaskomponenten geleitet wird, wobei man die Terephthalsäure in Form eines getrockneten Pulvers erhält, und wobei der Terephthalsäuregehalt in der Aufschlämmung kleiner ist als der Wert "C", der durch die Formel

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C = (2,5 θ⁰'⁴ + 66)<* + (3,2 θ⁰'³⁵ + 74) (1 -«)

definiert wird, worin C in Gew.% angegeben wird, θ die Temperatur ⁰C des Heizrohrs, o(das Molverhältnis von Wasser in dem Aufschlämmungsmedium und (1 —CX) das Molverhältnis von Essigsäure in dem Aufschlämmungsmedium bedeuten.

Es war überraschend, daß sich das obige Verfahren durchführen läßt, da man annehmen mußte, daß ein Verstopfen oder Blockieren notwendigerweise auftritt, wenn eine Aufschlämmung mit hoher Konzentration in ein Heizrohr unter Verdampfen des Mediums eingeleitet wird.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert.

Wie in Fig. 1 dargestellt, wird eine Aufschlämmung aus dem Au§- schlämmungstank 1 mit einer Aufschlämmungspumpe 2 in ein Heizrohr 3 einer röhrenförmigen Heizvorrichtung bzw. einer Rohrheizvorrbhtung eingeleitet. Die eingeleitete Aufschlämmung wird in dem Rohr mit einem Heizmittel, wie Dampf (beim Erhitzen über 100⁰C) oder mit heißem Wasser (beim Erhitzen unter 100⁰C), oder mit einem anderen Heizmedium oder mit einer elektrischen Heizvorrichtung erwärmt. Wenn die Aufschlämmung in dem Heizrohr vorläuft, verdampfen die Essigsäure und/oder das Wasser unter Bildung eines stark fluidisierenden Gemisches bzw. stark wirbelnden Gemisches,das aus den zwei Phasen Feststoff und Gas besteht. Das Auslaßende 6 des Heizrohrs 3 öffnet sich in die Trennkammer 7, aus der das Gemisch entnommen wird und wo sich der Feststoff und das Gas trennen.

Die Gasphase tritt in den Kühler 8 ein und wird durch Kühlwasser 9 kondensiert. Das Kondensat wird in den Aufnahmetank 10 geleitet.

Alternativ kann die Gasphase, so wie sie ist, in eine Essigsäure-Wiedergewinnungseinrichtung zur Abtrennung der Säure von dem Wasser eingeleitet werden. Wenn die in der Trennkammer erhaltene Gaskanponente aus Essigsäure, die Wasser mit einer bestimmten

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Konzentration enthält, besteht und wenn die wiedergewonnene Essigsäure in den Reaktor der p-Xyloloxidation recyclisiert werden soll,wird die Gaskomponente, da der Wassergehalt in der Essigsäure verkleinert werden soll, in die Essigsäure-Gewinnungssäule Ds zur Gewinnung der Essigsäure darin geleitet. In diesem Fall wird die Gaskomponente in die Säule mit einer Essigsäure-Verdampfungsvorrichtung geleitet, die in der Terephthalsäure-Herstellungsanlage vorhanden ist, um die Verunreinigung in der Reaktionsmutterlauge zu entfernen.

Selbst wenn die Gaskomponente Essigsäure ist, die Wasser in einem gewissen Ausmaß enthält, kann das Gas abgekühlt werden, um es für die Recyclisierung und Wiederverwendung zu kondensieren,in einer anderen Stufe als der Oxidationsreaktion, wie beim Waschen der ausgefallenen Terephthalsäure. Wenn die erhaltene Gaskomponente Essigsäure mit hoher Reinheit ist, ist es bevorzugt, die Säure zu kondensieren und wieder zu verwenden. Wenn andererseits das Gas hauptsächlich Wasser enthält, sollte es kondensiert und zu einer Wasserbehandlungsstufe geleitet werden.

Die feste Phase, nämlich Terephthalsäure, sammelt sich in der Trennkammer 7 in Form eines trockenen Pulvers oder einer leicht zerkleinerbaren Masse an, die kontinuierlich oder diskontinuierlich über ein Ventil 11 am Boden der Kammer 7 entnommen wird. Die Trennkammer 7 wird mittels eines Mantels 12 erwärmt, so daß die Gasphase nicht in der Kammer kondensiert.

Das System aus Terephthalsäure, Essigsäure und/oder Wasser kann, solange es bis zu 70 Gew.% an Feststoff komponente enthält,als Aufschlämmung in üblicher Weise bei der Beförderung behandelt werden wie mit einer Aufschlämmungspumpe. Etwa 75% sind die Grenze, die die Behandlung als Aufschlämmung erlauben, und ein System von 80% Feststoff verliert seine Mobilität und muß daher als nasse feste Masse, anstatt als Aufschlämmung bezeichnet werden. Erfindungsgemäß können jedoch Systeme mit einem hohen Gehalt, wie mit 80 bis 90% Feststoffen oder selbst mehr, behandelt werden. In der vorliegenden Anmeldung wird das System, solange es nach diesem Verfahren getrocknet werden kann, als "Aufschlämmung" bezeichnet.

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-S-

Der Transport einer Auf schlänimung mit hoher Konzentration, die mit einer Aufschlämmungspumpe schwer gepumpt werden kann, erfolgt durch Stoßen mit Druckgas, wie mit Stickstoff oder Dampf, in dem Heizrohr.

Bei der Verdampfung unter Verwendung einer Kombination aus Heizrohr und Trennkammer ist, wenn die zu behandelnde Aufschlämmung einen geringen Gehalt an Terephthalsäure enthält, die Menge an Aufschlämmungsmedium und dementsprechend die Menge an Gas,die durch Verdampfung des Mediums gebildet wird, relativ groß, verglichen mit der Menge an fester Terephthalsäure, und somit reicht die Wirkung aus, irgendwelche pulverförmige Terephthalsäure aufzuwirbeln und wegzutragen. Es ist leicht erkennbar, daß auf diese Art ein stabiler Betrieb ohne Verstopfen des Heizrohrs durchgeführt werden kann.

Jedoch ist es beim Verdampfen einer größeren Menge an Medium erforderlich, daß eine größere Menge an Wärme durch das Heizrohr transportiert wird. Es ist somit offensichtlich, daß die Arbeitskapazität der Vorrichtung klein bleibt. Dies ist wegen der Verfahrenswirtschaftlichkeit nachteilig. Aus diesem Grund sollte die Aufschlämmung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt wird, 50 Gew.% oder mehr Terephthalsäure enthalten.

Wenn die Auf schlämrnung einen höheren Prozentgehalt an Terephthalsäure enthält, ist im Gegensatz zum obigen Fall die Stoßkraft des Mediums und des Gases gering und daher kann ein Verstopfen auftreten. Es ist daher für die industrielle Praxis bevorzugt, eine Aufschlämmung mit höchster Konzentration zu behandeln, da dabei die Gefahr eines Verstopfens am geringsten ist und die Vorrichtung am besten ausgenutzt wird und der Energieverbrauch am günstigsten ist.

Im folgenden soll die oben erwähnte Formel näher erläutert werden. Die Zusammensetzung des Aufschlämmungsmediums (CX und 1-o<) ist ein gegebener Zustand und hängt von dem Ziel der Behandlung ab. Wenn die Temperatur des Heizrohrs auf einen bestimmten Wert eingestellt wird, sollte die einzuführende Aufschlämmung eine Konzentration aufweisen, die geringer ist als die oben angegebene

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kritische Konzentration, berechnet auf der Basis der Temperatur. Alternativ sollte, wenn es erforderlich ist, eine Aufschlänunung mit einer bestimmten Medium-Zusammensetzung und einer bestimmten Aufschlämmungskonzentration zu behandeln, die Temperatur des Heizrohrs höher sein, als es dem Wert entspricht, der die obenerwähnte Gleichung erfüllt.

In Fig. 2 ist die obige Beziehung dargestellt. Die drei Kurven zeigen die kritischen Aufschlämmungskonzentrationen bei verschiedenen Temperaturen des Systems von Λ = 0 (das Medium besteht nur aus Essigsäure), <* = 0,767 (Essigsäure/Wasser = 1/3,3) und (X = 1,0 (nur Wasser). Wenn die Behandlung der Aufschlämmung bei den Bedingungen in den Bereichen unterhalb dieser Kurven erfolgt, kann die Behandlung weitergeführt werden, ohne daß ein Verstopfen des Heizrohrs stattfindet.

Der Druck kann in der Trennkammer innerhalb eines großen Bereichs variieren. Ein Betrieb bei einem Druck unter Atmosphärendruck oder bei Vakuumzustand ist geeignet, wenn die flüchtige Komponente gekühlt und kondensiert werden soll.

Die von der Terephthalsäure abgetrennte Essigsäure wird in vielen Fällen für die Wiederverwendung als Medium für die p-Xyloloxidationsstufe ,medergewDnnen.Wenn' der Betrieb bei verringertah Druck in der Trennkammer erfolgt/ wird die abgetrennte Essigsäure oder das Essigsäure enthaltende Wasser in eine Essigsäureverdampfungsvorrichtung oder in eine Essigsäuredestillationssäule in flüssigem Zustand nach dem Kühlen und Kondensieren geleitet und erneut erhitzt, bis sie gasförmig vorliegt. Dieses Abkühlen und Wiedererhitzen ist wegen des Energieverbrauchs nachteilig und es ist daher bevorzugt, die Essigsäure in die Wiedergewinnungsanlage in gasförmigem Zustand einzuleiten. Wenn der Druck in der Trennkammer niedriger ist als der in der Essigsäure-Wiedergewinnungssäule, ist es bevorzugt, die Gaskomponente, die Essigsäure enthält, unter Verwendung eines Ejektors einzuleiten. Als Antriebskraft für den Ejektor kann man Essigsäure ganz aus dem Reboiler der Essigsäure-Wiedergewinnungssäule verwenden.

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Um die Essigsäure in dampfförmigem Zustand einzuleiten, ist es bevorzugt, die Trennkammer mit einem höheren Druck, beispielsweise mit Normaldruck bis zu einigen kg/cm², zu betreiben. Solange sich die Gaskomponente nicht verflüssigt, gibt es keine obere Grenze für den Druck. Aus praktischen Gründen ist es jedoch bevorzugt, Normaldruck bis 6 kg/cm² absolut oder so ähnlich zu verwenden, da dann die Vorrichtung einfach gebaut und der Betrieb einfach sind. Ein zu hoher Druck ergibt keinen besonderen VorteiL Die Essigsäure-Wiedergewinnungsanlage, in die die Gaskomponente eingeleitet wird, wird normalerweise bei Normaldruck betrieben.

Wenn der Druck in der Trennkammer hoch ist, muß die Temperatur in dem Heizrohr entsprechend hoch sein. Die geeignete Temperatur für das Heizrohr hängt ebenfalls von dem System des Aufschlämmungsmediums ab.

Fig. 3 zeigt Gas-Flüssigkeitsgleichgewichtskurven der Systeme, in denen Essigsäure:Wasser 0:100, 50:50 und 90:10, ausgedrückt durch das Gewicht, oder CA= 1,000, (* = 0,767 und (X = 0,270, ausgedrückt durch das Molverhältnis von Wasser, betragen. Die Bereiche unter diesen Kurven sind Kondensationsbereiche, in denen das Aufschlämmungsmedium in flüssiger Phase vorliegt. Es ist erforderlich, die Bedingungen in den Bereichen über diesen Kurven zu verwenden. Eine vollständige Trennung wird bei einer Temperatur von 20⁰C oder höher als die Gleichgewichtstemperatur erreicht.

Bei einer zu hohen Tempäratur verschlechtert sich oft die-Qualität' des Produkts der Terephthalsäure, beispielsweise durch Earbänderungen.Zur Vermeidung einer möglichen Qualitätsverschlechterung soll die maximale Temperatur des Heizöls nicht über 240⁰C liegen.

Soll die Restflüssigkeit in dem Terephthalsäureprodukt extrem verringert werden, empfiehlt es sich, die Terephthalsäure in PuV verform oder als leicht zerkleinerbare Masse herzustellen und, wie in Fig. 1 gezeigt wird, über das Ventil 11 in das Aufnahmegefäß 13 zu leiten. Das Aufnahmegefäß sollte bei einem verringerten Druck gehalten werden, der kleiner ist als der Druck in der Trennkammer oder es sollte unter Vakuum stehen, indem man es mit einer Vakuumvorrichtung Vac verbindet. Es ist bevorzugt, das

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Produkt in dem Aufnahmegefäß mit einer Rührvorrichtung,beispiels weise unter Verwendung eines Bandmischers, zu bewegen bzw.zu ruh· ren. Es ist weiterhin bevorzugt, einen Strom aus trockenem Inert· gas, wie Stickstoff, bevorzugt, nachdem er in gewissem Ausmaß erhitzt worden ist, durch das Aufnahmegefäß zu leiten. Die Gasbeströmung erfolgt bevorzugt, wenn bei verringertem Druck gearbeitet wird.

Erfindungsgemäß kann die so getrocknete Terephthalsäure unter Verwendung eines Rotationstrockners erhalten werden, ohne daß die Schwierigkeiten, die bei bekannten Verfahren auftreten, beobachtet werden. Bei dem erfindungsgemäßen Trocknungsverfahren kann eine Aufschlämmung mit hoher Konzentration behandelt werden, wobei man eine hohe Ausbeute erhält und der Energieverbrauch niedrig ist. Wenn bei dem Verfahren die durch die obige Gleichung definierten Bedingungen erfüllt werden, tritt kein Verstopfen des Heizrohrs auf und ein stabiler Betrieb wird erhalten.

Die folgenden Ausführungsbeispiele erläutern die Erfindung. Ausführungsbeispiel 1

Unter Verwendung der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird Terephthalsäureaufschlämmung getrocknet. Die Trennkammer besitzt ein Glasfenster, durch das das Herausspritzen des Terephthalsäurepulvers aus dem offenen Ende des Heizrohrs beobachtet werden kann. Sollte ein Verstopfen auftreten, so kann man dies sofort feststellen, da das Herausspritzen des Pulvers aufhört.

Eine Aufschlämmung, die 80 Gew.% Feststoffe enthält und deren Medium nur aus Essigsäure besteht, wird in das Heizrohr eingeleitet. Das Beschicken der Aufschlämmung erfolgt glatt durch Ansaugen von der Trennkammer, die bei 120 mm Hg gehalten wird.Die Temperatur des Heizrohrs wird bei 80⁰C mit heißem Wasser gehalten.

Das Verfahren wird weitergeführt, ohne daß ein Verstopfen des Rohrs auftritt. Nach 30 Min. Versuchszeit wird die Terephthalsäure, die sich am Boden der Trennkammer angesammelt hat, herausgenommen. In dem Produkt wird der Restflüssigkeitsgehalt durch Er-

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hitzen in einem elektrischen Ofen unter Stickstoffatmosphäre während 2 Std. bestimmt. Man erhält einen Wert von 650 ppm.

Vergleichsbeispiel 1

Das gleiche Verfahren wird, wie in Beispiel 1 beschrieben, mit einem höheren Terephthalsäureaufschlämmungsgehalt von 90% wiederholt.

Etwa 2 Min. nach Beginn des Versuchs tritt ein Verstopfen auf. Die Aufschlämmung wird dann mit komprimiertem Gas von 5 kg/cm²
gestoßen, aber das Verstopfen wird nicht beseitigt.

Wird der Aufschlämmungstank unter einen Druck von 5 kg/cm² absolut von Beginn an gestellt, beobachtet man ebenfalls ein Verstopfen in wenigen Minuten.

Eine Prüfung des Heizrohrs zeigt, daß das Innere des Rohrs
vollständig mit Terephthalsäure in nassem Zustand und in pulverförmigem Zustand gepackt ist.

Ausführungsbeispiele 2 bis 10

Der Trocknungsvorgang der Terephthalsäure wird mit verschiedenen Aufschlämmungsgehalten, Medienzusammensetzungen und Temperaturen des Heizrohrs wiederholt, die die Bedingungen erfüllen, die durch die oben erwähnte Formel definiert werden. Das Ausmaß des
Vakuums in der Trennkammer wird ebenfalls variiert.

Bei allen Versuchen konnte man den Betrieb während längerer
Zeit fortführen. Man erhielt stark getrocknetes Terephthalsäurepulver.

Vergleichsbeispiele 2 bis 7

Der Trocknungsvorgang wurde mit unterschiedlichen Aufschlämmungsgehalten, Medienzusammensetzungen und Temperaturen des Heizrohrs wiederholt, wobei diese die Bedingungen, die dem erfindungsgemäßen Verfahren inhärent sind, nicht erfüllen.

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Nach kurzer Betriebszeit findet ein Verstopfen des Heizrohrs statt und man konnte kein Produkt gewinnen.

Die Betriebsbedingungen und die Ergebnisse der obigen Beispiele und Vergleichsbeispiele sind in den folgenden Tabellen I und II aufgeführt.

Die Temperaturen und Aufschlämmungsgehalte der Beispiele und Vergleichsbeispiele sind in Fig. 2 unter Verwendung entsprechender Bezugszeichen dargestellt.

Tabelle I Beispiele

Auf- Auf- Temp. Druck 1. Konti- Restschläm- schläm- des d. Trenn- nuier- flussig-Vers. mungs- mungskonz. Heizr. kammer licher keit Medium (Gew.-*) (°C) (mmHg) Betrieb (ppm)

1 ot = 0 80 BO 120 ja 650

2 „ 92 200 300 „ 710

3 95 250 300 „ 750

4 o(=1.0 75 120 300 „ 350

5 85 200 300 „ 420

6 „ 88 280 300 „ 480

7 oi =0.767 85 120 300 „ 470

8 „ 88 200 300 „ 460

9 CK = 0 90 200 600 „ 720 ,

CX=LO 85 200 600 „ 650 \

0(= 0 33 158 300 „ 560 ·

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Tabelle II Vergleichsbeispiele

Auf- Auf- Temp.d. Druck i. Kontinuier-

schläm- schläm- Heiz- d. Trenn- Iieher

mungs- mungskonz. rohrs kammer Betrieb

Vers, aedium (Gew.-fl) (⁰C) (amHg)

nein (Verstopfung nach 2 Min.)

nein (Verstopfung nach 3 Min.)

nein

nein (Verstopfung n. 5-6 Min.) nein

nein

1	C* = 0	90	80	120
2	Il	95	200	300
3	dt =1.0	85	120	300
4	Il	88	200	300
5	It	95	280	300
6	O( =0.767	90	120	300
7		94	200	300

Ausführungsbeispiel 12

In der gleichen Vorrichtung, die im Ausführungsbeispiel 1 verwendet wurde, mit der ein Aufnahmegefäß für das feste Produkt verbunden ist, leitet man in die Heizvorrichtung eine Aufschlämmung ein, die 60 Gew.% Feststoff und ein Medium enthält, das zu 90 Gew.% aus Essigsäure und 10 Gew.% aus Wasser besteht (o( = 0,270). Das Heizrohr wird mit Dampf auf 130⁰C erhitzt. Der Druck in der Trennkammer beträgt 1 kg/cm² oder Normaldruck.

Die obigen Bedingungen erlauben die Durchführung des Verfahrens ohne Verstopfen des Heizrohrs während langer Zeit. Nach 10 Min. Versuchszeit wird das Ventil am Boden der Trennkammer geschlossen und Terephthalsäure aus dem Aufnahmegefäß entnommen.

Die Restflüssigkeit wird nach dem obigen Verfahren bestimmt. Sie beträgt 740 ppm.

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Ausführungsbeispiele 13 bis 29 und Vergleichsbeispiele 8 bis 13

Das Verfahren des Beispiels 12 wird wiederholt, wobei man verschiedene Aufschlämmungsmedien, Aufschlämmungskonzentrationen,Tempera tür en im Heizrohr und Drücke in der Trennkammer verwendet.

Die Ergebnisse der Beispiele 13 bis 29 sind in Tabelle III und die Ergebnisse der Vergleichsbeispiele 8 bis 13 in Tabelle IV angegeben.

Tabelle III Beispiele

Auf- Auf- Temp.d. Druck i. Konti- Säureprodukt

schläm- schläm- Heiz- d. Trenn- nuier- restJ..

mungs- mungskonz. rohre kammer₂ licher Fluss. Aus-

. medium (Gew.-#) (⁵C) (kg/c#abs) Betr. (ppm) sehen

Vers

12 öl =0.270 60 130 1 3* 740 gut

13 „ 6U ^u 1 " ⁵¹⁰

₃₄ „ 60 2« 1 « ⁵¹⁰ e^elb1·

₁₅ „ bV XöD 5 n 930 gut

1₆ „ 6ü ^UD 7.5 „ 960

₁₇ „ 60 ZX₃ 10 ., 1230

_1B „ 6Ü *« 12 « I²⁵⁰ e^elb1'

₁₉ „ 90 XDU 1 .· 710 gut

20 oi =0.767 fin 122 1.5 ., ' 710 gut

60	130
60	240
60	245
60	185
60	205
60	215
60	245
90	150
60	122
60	•245
60	175
60	190
■ 85	130
! 60	ι 130
60	245
60	185
60	200
85	170

_{21 n} 6ü -^ 1.5 „ 480 gelbl.

₂2 „! 60 x/D 7 ' ., 860 gut

₂₃ „ 6ü xyu 10. ι. 1100 "

24 „ - 85 13U 1 υ 770

25 d =1.000 j 60 = 130 1.5 „ 620 "

₂₆ „ 6ü ^ 1-5 .. 450 gelbl.

7 „ 810 gut

10 ,. 780

2 „ 580

	Auf-	--	*^-η -*	2923382	Tabelle IV Verscleichsbeispiele	Temp.d.	Druck i.	Konti- Säureprodukt	nicht	. Aus
	schläm-	Auf-	Heiz-	d. Trenn	nuier- resil	It be-	sehen
	mungs-	schläm-	. rohrs	kammerp (kg/cm abs)	licher Fluss	^M stimmt
	medium	mungskonz	(⁵C)	1	Betrieb (ppm)	(große
	=0.270	(Gew.-96)	120		Ja	" Menge)	ent
Vers.		60		7.5	H	hielt feuch
δ	Il		195	1.5		te Massen
	=0.767	60	115	10.5
9	Il	60	185	1.5
10	=1.000	60	125	10
11		60	195
12		60
13

Ausführungsbeispiel 30

Ein Bandmischer wird als Aufnahmegefäß für die Terephthalsäure verwendet und die Feststoff-Gastrennung erfolgt bei den gleichen Bedingungen wie bei Beispiel 12.

Nach 10 Min. Versuchszeit wird das Ventil 11 geschlossen und der Druck in dem Aufnahmegefäß auf 0,1 kg/cm² abs. erniedrigt. Dann wird Stickstoffgas in das Aufnahmegefäß unter Rühren bzw. Bewegen eingeleitet. Die Terephthalsäure wird entnommen, nachdem der Druck in dem Aufnahmegefäß auf Atmosphärendruck erhöht worden ist. Die Restflüssigkeit wird bestimmt. Sie beträgt 350 ppm.

Ausführungsbeispiele 31 und 32

Ausführungsbeispiel 30 wird mit unterschiedlichen Temperaturen des Heizrohrs und unterschiedlichen Drücken in der Trennkammer wiederholt.

Ausführungsbeispiel· 33

Terephthalsäure wird von den flüchtigen Materialien bei den gleichen Bedingungen,wie in Beispiel 12 beschrieben, abgetrennt.

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Nach 10 Min. Versuchszeit wird das Ventil am Boden der Trennkammer geschlossen und Stickstoffgas, das etwas erhitzt war, wird in das Aufnahmegefäß bei einer Rate von 100 l/h während 5 Min.eingeleitet.

Ausführungsbeispiel 34

Beispiel 31 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß der Druck in dem Bandmischer 1,5 kg/cm² abs. beträgt. Diese Bedingungen entsprechen der Modifizierung von Beispiel 4, bei dem ein Aufnahmegefäß, jedoch nicht im Vakuum, unter einem Druck, der unter dem der Trennkammer liegt, verwendet wird.

Die Ergebnisse der obigen Beispiele 30 bis 34 sind in Tabelle V angegeben.

Die Temperatur-Druckbedingungen der Beispiele 13 bis 34 und der Vergleichsbeispiele 8 bis 13 sind in Fig. 3 grafisch dargestellt.

Tabelle V Beispiele

Vers.	Auf- schläm- mungs- medium	Auf- schläm- mungskonz (Gew.-96)	Temp.d. Heiz- . rohrs (⁶C)	Druck i. d. Trenn kammerp (kg/cnrabs)	Druck i. Aufnahme gefäß ₂ (kg/cnrabs)	Säureprodukt rest!. Fluss. Aus- (ppm) sehen	gut
30	«=0.270	60	130	1	0.1	350	η
31	Il	60	185	5	0.1	320	η
32	H	60	215	10	0.1	370	H
33	Il	60	130	1	0.1	380	H
34	ti	60	185	5	1.5	780

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Claims

Verfahren zur Herstellung getrockneter Terephthalsäure Patentansprüche

1./Verfahren zur Herstellung getrockneter Terephthalsäure durch Entfernung von Essigsäure und/oder Wasser aus einer Aufschlämmung, die Terephthalsäure und Essigsäure und/oder Wasser enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man die Aufschlämmung in eine Heizvorrichtung des Röhrentyps leitet, die mindestens ein Heizrohr umfaßt ,das sich an einem Ende in eine Trennkammer öffnet, wobei die Aufschlämmung in dem Heizrohr in ein Feststoff-Gas-Gemisch überführt wird, das Gemisch in die Trennkammer leitet, um die feste Komponente und die gasförmige Komponente zu trennen, und unter Bildung von Terephthalsäure in Form eines getrockneten Pulvers, wobei der Terephthalsäuregehalt in der Aufschlämmung kleiner ist als der Wert "C", der durch die Gleichung:

C = (2,5 Θ⁰'⁴ + 66) ςλ + (3,2 6°'³⁵ + 74) (1-(X)

definiert wird, worin C als Gewichtsprozent angegeben wird, θ die Temperatur ⁰C des Heizrohrs bedeutet,« das molare Verhältnis des Wassers ^_n dem Auf schlämmung smedium bedeutet und (1-τχ) das molare Verhältnis der Essigsäure in dem Aufschlämmungsmedium bedeutet.

2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren mit einem Druck in der Trennkammer, der niedriger ist als Atmosphärendruck, durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2_Λ· dadurch gekennzeichnet, daß man die in der Trennkammer abgetrennte Gaskomponente in eine Essigsäure-Wiedergewinnungssäule leitet, gegebenenfalls unter Verwendung einer Essigsäureverdampfungsvorrichtung, und wobei man einen Ejektor zur Gewinnung der Essigsäure verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ^daß das Verfahren bei solchen Bedingungen durchgeführt wird, daß der Druck in der Trennkammer Atmosphärendruck beträgt oder darüber liegt, und daß die Temperatur um das offene Ende des Heizrohrs mindestens 20° höher ist als der Taupunkt des Aufschlämmungsmediums unter dem Druck in der Trennkammer.

9098S1/0782

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5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Trennkaminer im Bereich von Atmosphärendruck bis 6 kg/cm² abs. liegt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die in der Trennkammer abgetrennte Gaskomponente in eine Essigsäure-Wiedergewinnungssäule, gegebenenfalls unter Verwendung einer Essigsäure-Verdampfungsvorrichtung, zur Gewinnung der Essigsäure leitet.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur im Heizrohr 240⁰C nicht überschreitet.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Terephthalsäurepulver in einem Aufnahmegefäß durch ein Ventil am Boden der Trennkammer geleitet wird, und daß das Aufnahmegefäß bei einem verringerten Druck betrieben wird, der niedriger ist als der Druck in der Trennkammer, und/oder daß ein Inertgas durch das Aufnahmegefäß geleitet wird, um die Terephthalsäure weiterzutrocknen.

90Ö851/07Ö?