Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Terephthalsäure über Terephthalsäuredimethylester
aus p-Xylol und Methanol der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 bezeichneten Art.
Bei diesem Verfahren (vgl. Hydrocarbon Processing, Nov. 1983, Seiten 91 und 151) wird in einem Veresterungsreaktor
das aus der Oxidation kommende Oxidat mit Methanol zu Rohester verestert. Das Gewichtsverhältnis
von Methanol zu Oxidat beträgt dabei etwa zwischen 0,2 :1 und 1,0 :1. Von der bei großtechnischer
Durchführung in den Veresterungsreaktor gefahrenen Methanolmenge werden nur etwa 30 bis 50% für die
Veresterungsreaktion benötigt. Das restliche Methanol dient dazu, das Veresterungsgleichgewicht in Richtung
einer möglichst vollständigen Veresterung des Oxidats zu verschieben, des weiteren als Energieträger und als
Trägermedium für das bei der Veresterungsreaktion entstehende Wasser. Der in die Veresterung eingesetzte
Methanoldampf wird um etwa 0 bis 5O0C über Veresterungstemperatur
überhitzt in die Veresterung eingespeist.
Die Hydrolysereaktion wird z. B. in einem mehrstufigen Reaktor so durchgeführt, daß 350 bis 140°C heißes
Roh-DMT am Kopf und 180 bis 3500C heißer Wasserdampf am Boden des Hydrolysereaktors eingeleitet und
bei einem Umsatz von über 90% am Boden eine terephthalsäurehaltige wäßrige Phase und am Kopf des Reaktors
ein Methanol-Wasser-Gemisch abgezogen werden (vgl. DE-OS 30 44 617).
Bei der bisher ausgeübten Arbeitsweise wurde aus der in der Hydrolysereaktion anfallenden methanol-haltigen
wäßrigen Mutterlauge durch Destillation ein Methanol-Wasser-Gemisch zurückgewonnen. Die bei der
Rektifikation des Gemisches entstehenden Brüden wurden kondensiert und in den Vorratstank für Reaktionsmethanol gepumpt. Das Veresterungsmethanol wurde
dem Behälter für Reaktionsmethanol entnommen, über Hochdruckpumpen auf beispielsweise einen Druck von
27 bar gebracht, bei diesem Druck aufgeheizt und verdampft, anschließend auf beispielsweise etwa 250 bis
2700C überhitzt und der Veresterung zugeführt
Der Nachteil dieser Verfahrensweise ist, daß das Veresterungsmethanol
somit zweimal verdampft wird.
Es bestand ein erhebliches wirtschaftliches Interesse an einer Verbesserung der Reaktionsmethanolversorgung,
welche zu einem energiemäßig günstigeren Verfahren zur Herstellung von Terephthalsäure in großtechnischen
Anlagen führt als das mit einer zweimaligen Methanolverdampfung arbeitende bekannte System.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei dem Verfahren der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst,
daß die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Patentanspruch 1 verwirklicht sind.
Das vorgeschlagene System der Versorgung der Veresterung mit Reaktionsmethanol auf dem benötigten
Druck- und Temperaturniveau wird so durchgeführt, daß das Reaktionsmethanol durch Rektifikation der methanol-haltigen
Brüdenfraktion aus der Veresterung und anderer methanol-haltiger Prozeßströme sowie des
methanol-haltigen Prozeßstromes aus der Hydrolyse unter einem Druck, der unterhalb des Veresterungsdruckes
liegt, gewonnen wird und daß die Methanolbrüden anschließend auf den bei der Veresterung angewandten
Druck komprimiert werden, wobei die Kompressionswärme zur Temperaturerhöhung des Methanoldampfes
auf die bei der Veresterung benötigte Temperatur ausgenutzt wird. Der zur Veresterung eingesetzte
methanolhaltige Dampf wird aus eingesetztem Frisch-Methanol, das zum Ausgleich der Methanolverluste
dient, durch Verdampfung sowie durch Rektifikation der methanol-haltigen Brüdenfraktion aus der Veresterung
und anderer methanolhaltiger Prozeßströme sowie des methanol-haltigen Prozeßstromes aus der
Hydrolyse bei einem Druck von 2 bis 20 bar, vorzugsweise 4 bis 8 bar, erzeugt. Das eingesetzte Frisch-Methanol
wird dabei zweckmäßig unter dem gleichen Druck wie er bei der Rektifikation der methanolhaltigen
Brüdenfraktion aus der Veresterung und anderer methanol-haltiger Prozeßströme sowie des methanol-haltigen
Prozeßstromes aus der Hydrolyse herrscht, ver-
dampft. Das einzusetzende Frisch-Methanol kann aber auch direkt in die Rektifikation der methanol-haltigen
Brüdenfraktion aus der Veresterung und anderer methanol-haltiger Prozeßströme sowie des methanol-haltigen
Prozeßstromes aus der Hydrolyse eingespeist werden. Das Verdichtungsverhältnis des der Kompression
unterworfenen methanol-haltigen Dampfes wird im allgemeinen auf einen Wert zwischen 1,2 :1 und 15 :1,
vorzugsweise 3 :1 und 9:1, eingestellt, wobei die bei
der Kompression erreichten Endtemperaturen des den Verdichter verlassenden Reaktionsmethanols bei einer
Temperatur zwischen 150 und 300, vorzugsweise 220 bis 2800C, liegen.
Die Energie der aus der Veresterung am Kopf des Veresterungsreaktors austretenden Brüden aus Überschußmethanol
und Reaktionswasser kann vorteilhaft nach einer Waschung mit Pozeßwasser oder auch
dephlegmiertem Rücklauf des Veresterungsreaktors durch Entspannung in einer Turbine genutzt werden.
Der Haupteffekt bei dem vorgeschlagenen neuen Verfahren besteht darin, daß wertvolle Primärenergie in
Form von hochgespanntem Dampf (17 bis 25 bar) oder Wärmeträgern eingespart werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand der Zeichnung weiter erläutert.
Das zum Ersatz der Verluste benötigte Methanol wird in die Leitung 3 als Frisch-Methanol eingespeist.
Im Umlaufverdampfer 4 wird das Reaktionsmethanol über den Ausdampfbehälter 5 unter einem Druck von
etwa 4 bis 8 bar verdampft. Der Umlaufverdampfer wird mit an anderer Stelle des Verfahrens anfallendem
Niederdruckdampf beheizt. Ein Teil des Reaktionsmethanols kann für die reaktive Nachbehandlung von
Rückstandsfraktionen aus der destillativen Aufarbeitung des Rohesters einer Rückstandsnachbehandlung
zugeführt werden. Das für die Veresterung bestimmte Reaktionsmethanol wird am Kopf des Ausdampfbehälters
5 dampfförmig abgezogen. In einer Rektifikationskolonne 15 werden die Methanol und Reaktionswasser
enthaltenden Veresterungsbrüden gemeinsam mit den übrigen methanol-haltigen Prozeßströmen in eine wasserhaltige
Sumpffraktion und eine methanol-haltige Kopffraktion zerlegt. Diese Kopffraktion wird zusammen
mit dem am Ausdampfbehälter 5 anfallenden Methanoldampf dem Kompressor 6 zugeführt und auf etwa
25 bis 30 bar verdichtet, wobei gleichzeitig eine Überhitzung auf etwa 220 bis 280° C auftritt, und schließlich
dem Veresterungsreaktor 7 zugeführt. Das Oxidat wird am Kopf von Reaktor 7 aufgegeben.
Am Sumpf'des Veresterungsreaktors 7 wird der Rohester
abgezogen, und am Kopf des Reaktors 7 fallen die methanolhaltigen Brüden an.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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