DE602004003722T2 - Verfahren zur Herstellung gereinigter Terephtalsäure - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gereinigter Terephthalsäure.
  • Gereinigte Terephthalsäure (PTA) ist eine Standard-Petrochemikalie von großer kommerzieller Bedeutung. Sie wird als Schlüsselausgangsstoff für die Herstellung von verschiedenen Arten von Polymeren verwendet. Die Weltproduktionskapazität für PTA beläuft sich auf über 25 Millionen Tonnen pro Jahr. Terephthalsäure mit Polymerqualität bzw. gereinigte Terephthalsäure ist der Ausgangsstoff für Polyethylenterephthalat, dem wichtigsten Polymer für Polyesterfasern, Polyesterfolien und Harzen für Flaschen und ähnliche Behälter. Kommerziell wird gereinigte Terephthalsäure aus verhältnismäßig weniger reiner, technischer oder roher Terephthalsäure (CTA) hergestellt. Rohe Terephthalsäure ist durch Oxidation von p-Xylol erhältlich, welches in der Regel verhältnismäßig große Mengen verschiedener Verunreinigungen enthält. Hierbei kann es sich u.a. um die folgenden Verunreinigungen handeln. Zu den in vorliegenden organischen Verunreinigungen gehören teiloxidierte Produkte, wie 4-Carboxybenzaldehyd (3000 ppm) und p-Toluylsäure (500 ppm), bei der es sich um ein Hydrierungsprodukt von 4-Carboxybenzaldehyd handelt. Farbverunreinigungen sind u.a. Benzil, Fluorenon und/oder Anthrachinon (~30 ppm). Metallverunreinigungen sind u.a. Eisen und andere Metalle (~85 ppm). Außerdem können Feuchtigkeit (~0,2%) und Asche (100 ppm) als Verunreinigungen vorliegen. Die Spezifikation für rohe und reine Terephthalsäure ist nachstehend in Tabelle 1 aufgeführt. Die Spezifikation für PTA ist diejenige, die für die Eignung als Ausgangsstoff für die Polymerisation notwendig ist.
  • Tabelle 1 Spezifikation für CTA und PTA
    Figure 00020001
  • PTA kann durch katalytische Hydrierung der als Zwischenprodukt anfallenden rohen Terephthalsäure an einem kohlegeträgerten Palladiumkatalysator kommerziell hergestellt werden. Die Hydrierungsreaktion wird in einem wäßrigen Lösungsmittel bei einer hohen Temperatur von 280°C und einem hohen Druck von 80 bar durchgeführt. Durch anschließende Kristallisation, Heißfiltration, Heißwäsche und Trocknung erhält man PTA mit einer Reinheit von mehr als 99,95%
  • In der US 5,567,842 wird ein Verfahren zur Herstellung von reiner Terephthalsäure beschrieben, bei dem der Hydrierungsschritt in einem kontinuierlich arbeitenden Festbettreaktor durchgeführt wird, wonach die Aufschlämmung mehreren Kristallisatoren zugeführt wird, in denen die Temperatur durch Druckentspannungskühlung schrittweise gesenkt wird.
  • In der US 3,584,039 wird ein Verfahren zur Herstellung von reiner Terephthalsäure in einem Batchreaktor beschrieben. Wiederum erfolgt die Abkühlung des Hydrierungsreaktors durch Entspannung, wobei Wasser aus der Lösung verdampft und die Lösung abkühlt, wodurch Terephthalsäurekristalle ausfallen. Die erhaltenen Terephthalsäurekristalle werden bei Raumtemperatur abfiltriert.
  • Außerdem wird in der US 5,767,311 ein Verfahren zur Reinigung von roher Terephthalsäure aus einer flüssigen Dispersion davon ohne Hydrierungsschritt beschrieben, bei dem die rohe Terephthalsäure nur durch Kristallisations- und Filtrationsschritte gereinigt wird.
  • Die bekannten Verfahren zur Herstellung von reiner Terephthalsäure sind mit den Nachteilen behaftet, daß die katalytische Hydrierung von CTA meist in einem Festbett durchgeführt wird und eine niedrige Einsatzstoffkonzentration erfordert. Des weiteren werden Hydrierung und Kristallisation häufig separat in verschiedenen Reaktoren durchgeführt, und außerdem ist eine mehrstufige Kristallisation üblich. Zudem wird die Kristallisation durch Verdampfungskühlung (Entspannung) des als Lösungsmittel verwendeten Wassers durchgeführt, was zu Ablagerungen an der Wand von Kristallisationsreaktoren führt. Schließlich werden auch Heißfiltration und Heißwäsche häufig separat und durch Wiederaufschlämmen von nach der Heißfiltration erhaltenem festen Produkt durchgeführt. Dies führt zu Substanzverlusten sowie zusätzlicher Abwasser- und Energiebelastung.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung von reiner Terephthalsäure, das die Nachteile des Stands der Technik überwindet.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von gereinigter Terephthalsäure (PTA), bei dem man:
    • i) rohe Terephthalsäure (CTA) in einem Reaktor in einem wäßrigen Medium löst;
    • ii) CTA bei einer Temperatur von etwa 260-320°C und einem Druck von etwa 1100-1300 psig unter Verwendung eines Hydrierkatalysators hydriert;
    • iii) durch Senken der Temperatur der Lösung auf etwa 160°C ohne Verdampfungskühlung Terephthalsäure in dem Reaktor kristallisiert;
    • iv) den Reaktorinhalt in eine Filtrationseinheit überführt;
    • v) den Inhalt bei einer Temperatur von etwa 140-160°C und einem Druck von etwa 40-100 psig und vorzugsweise 80-100 psig filtriert, wobei man einen Filterkuchen erhält;
    • vi) den erhaltenen Filterkuchen in der Filtrationseinheit mit Wasser mit einer Temperatur von etwa 140-160°C wäscht und
    • vii) den Filterkuchen trocknet.
  • Vorzugsweise wird das Verfahren in einem Batchreaktor durchgeführt.
  • Noch weiter bevorzugt wird in den Schritten i) -iii) der Reaktorinhalt mit einem Rührer bei etwa 250-400 U/min bewegt.
  • Nach einer Ausführungsform ist im Reaktor ein Korb, der den Hydrierkatalysator enthält, angeordnet.
  • Der Korb besteht vorzugsweise aus Titan oder rostfreiem Duplexstahl.
  • Es ist ferner bevorzugt, daß der Hydrierkatalysator ein Platingruppenmetall aus der Gruppe bestehend aus Palladium, Ruthenium, Rhodium, Osmium, Iridium und Platin oder ein Oxid eines solchen Metalls enthält.
  • Vorzugsweise ist der Hydrierkatalysator auf einem Träger geträgert.
  • Ganz besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Hydrierkatalysator um Palladium auf einem Aktivkohleträger.
  • Nach einer Ausführungsform handelt es sich bei dem wäßrigen Medium um Wasser, vorzugsweise vollentsalztes Wasser.
  • Ferner ist es vorteilhaft, daß die Zeit für die Hydrierung in Schritt ii) mindestens sechs Stunden, vorzugsweise mindestens sieben Stunden und ganz besonders bevorzugt mindestens acht Stunden beträgt.
  • Vorzugsweise senkt man in Schritt ii) die Temperatur mit einer Rate von etwa 1°C/min auf eine Temperatur von etwa 160°C.
  • Ganz besonders bevorzugt wird nach Erreichen einer Temperatur von etwa 160°C in Schritt iii) der Reaktor durch Verdampfen auf einen Druck von etwa 100 psig entspannt.
  • Weiter bevorzugt ist, daß man die Temperatur nach Erreichen einer Temperatur von etwa 160°C beibehält.
  • Nach einer Ausführungsform erfolgt die Überführung in Schritt iv) über eine bei einer Temperatur von etwa 180-250°C gehaltene Überführungsleitung.
  • Das in Schritt vi) verwendete Wasser wird vorteilhafterweise im Reaktor bei einem Druck von etwa 100 psig erhitzt.
  • Es ist weiter bevorzugt, daß man in Schritt iii) die Senkung der Temperatur erreicht, indem man durch am und/oder im Reaktor angeordnete Kühlmittelzirkulationsschlangen Kühlmittel leitet.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei dem Kühlmittel um Wasser und vorzugsweise gekühltes Wasser mit einer Temperatur von etwa 10-15°C.
  • Schließlich ist es bevorzugt, daß der PTA-Gehalt in Schritt i) zwischen etwa 5 und 60 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht von PTA und wäßrigem Medium, liegt.
  • Überraschenderweise wurde für das erfindungsgemäße Verfahren gefunden, daß einige Vorteile erzielt werden können, wenn man dabei die folgenden Schritte verwendet:
    • – Kristallisation der Terephthalsäure im Hydrierungsreaktor durch Senkung der Temperatur ohne Verdampfungskühlung auf eine Temperatur von etwa 160°C und
    • – Überführung des Inhalts des Hydrierungsreaktors in eine Einheit, in der sowohl Filtration als auch Waschen durchgeführt werden können. Ferner ist es vorteilhaft, im Gegensatz zu dem im Stand der Technik verwendeten Festbettreaktor einen kontinuierlich gerührten Hydrierungsreaktor zu verwenden.
  • Da die Abkühlung der hydrierten Terephthalsäurelösung durch Senkung der Reaktionstemperatur und nicht durch Entspannung erfolgt, werden keine Ablagerungen an der wand des Hydrierungsreaktors beobachtet. Ferner werden die Heißfiltration und das Heißwaschen in einer Filtrationseinheit ohne Wiederaufschlämmung des erhaltenen festen Produkts durchgeführt, so daß der Substanzverlust eingeschränkt werden kann.
  • Wie oben angegeben, wird die Kühlung zwecks Kristallisation nur durch Senkung der Temperatur und nicht durch Entspannung durchgeführt. Beim Abkühlen wird jedoch der Druck automatisch auf etwa 250-300 psig gesenkt. Nach Erhalt einer Abkühlungstemperatur von etwa 160°C kann der Druck dann vorzugsweise durch Entspannen auf 100 psi weiter gesenkt werden. Dadurch vermeidet man eine Schockabkühlung und erhält ein Produkt mit guter Qualität, Gegenstände mit guter Morphologie und ein Produkt mit hoher Reinheit. Die Teilchengrößenverteilung des PTA ist eng mit nur wenig feinen Teilchen (Staub). Die Teilchen haben auch eine gute Festigkeit. Ferner hat die Entspannung bei einer niedrigeren Temperatur weitere Vorteile, etwa die Vermeidung der Verschleppung von Kristallen in die Entgasungsleitung, wodurch Verstopfungen vermieden werden, die bei einigen kommerziellen Anlangen ein häufig auftretendes Problem darstellen.
  • Es ist auch bevorzugt, daß die Temperatur der Übertragungsleitung höher als die Temperatur des Kristallisationsreaktors und der Heißfiltrationseinheit gehalten wird. Dadurch wird eine Verstopfung infolge von Flash-Abkühlung in der Übertragungsleitung vermieden.
  • Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der folgenden näheren Beschreibung von Beispielen für ein Verfahren zur Herstellung von reiner Terephthalsäure unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:
  • 1 einen Vergleich von 4-Carboxybenzaldehyd-Gehalten unter Verwendung von verschiedenen Hydrierzeiten bei einem erfindungsgemäßen Verfahren;
  • 2 einen Vergleich von p-Toluylsäure-Gehalten nach Heißfiltration bei einem erfindungsgemäßen Verfahren;
  • 3 einen Vergleich von p-Toluylsäure-Gehalten nach Heißwaschen bei einem erfindungsgemäßen Verfahren;
  • 4 einen Vergleich von Metallgehalten unter Verwendung verschiedener Metalle als Material für den Katalysatorkorb bei einem erfindungsgemäßen Verfahren und
  • 5 einen Vergleich von Farbeigenschaften von nach einem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltener reiner Terephthalsäure.
  • Chemikalien: Die in jeder zur Umwandlung von CTA in PTA durchgeführten Charge verwendeten Chemikalien wurden in den folgenden Mengen verwendet und aus den folgenden Quellen bezogen: eine Hydrierungsreaktion wurde in einem Hydrierungsreaktor unter Verwendung von 1,25 kg handelsüblicher CTA und 32 g Palladiumkatalysator auf Kohleträger (im Handel erhältlich von Süd-Chemie oder Engelhard) durchgeführt. Die Reinheit des verwendeten Wasserstoffgases betrug 99%, und es wurde vollentsalztes Wasser mit einer spezifischen Leitfähigkeit von weniger als 1 verwendet.
  • Einsatzstoffvorbereitung: Zur Herstellung einer Einsatzstoffmischung für die Hydrierungsreaktion wurde zunächst durch Anlegen von Vakuum Wasser in den Reaktor eingetragen. Danach wurden mit einem Trichter 1,25 kg CTA-Pulver manuell in den Reaktor gegeben. Diese Mischung wurde dann bei 320 U/min gerührt, was eine Aufschlämmung mit etwa 13,5 Gewichtsprozent Terephthalsäure ergab. Dann wurde der Reaktor zweimal bis 50 psig mit Stickstoffgas beaufschlagt und die Reaktionsmischung 5 Minuten gerührt, wonach das Gas durch Öffnung eines Entgasungsventils abgelassen wurde, wobei im Reaktor ein Stickstoffdruck von 10 psig behalten wurde. Im Hydrierungsreaktor ist ein Katalysatorkorb, der den Hydrierkatalysator enthält, angebracht, beispielsweise an einer Kühlschlange im Reaktor.
  • Hydrierung: Die Hydrierung von CTA zur Umwandlung der Hauptverunreinigung 4-Carboxybenzaldehyd (4-CBA) in p-Toluylsäure wurde bei einer Temperatur von 285°C durchgeführt, und der Reaktordruck wurde zur Aufrechterhaltung einer flüssigen Phase und zur Gewährleistung einer hinreichenden Sauerstoffzufuhr bei 1200 psig, d.h. über dem Partialdruck von Wasser, gehalten. Die Hydrierungsreaktion wurde über verschiedene Zeiträume durchgeführt, über die Wasserstoff zugeführt wurde, wenn der Druck abnahm und den Partialdruck von Wasser erreichte, um den Druck praktisch konstant zu halten.
  • Kristallisation: Nach Ablauf des Zeitraums der Hydrierungsreaktion wurde die Heizvorrichtung des Hydrierreaktors abgeschaltet und die Temperatur des Reaktors durch Durchleiten von gekühltem Wasser mit einer Temperatur von etwa 10-15°C durch Wasserzirkulationsschlangen am und/oder im Hydrierreaktor auf 160°C gesenkt. Im allgemeinen verläuft die Temperaturabnahme sehr langsam mit einer Rate von etwa 1°C pro Minute. Während der Kristallisation wurde der Rührer bei 320 U/min angelassen. Bei Erreichen einer Temperatur von 160°C wurde die Heizvorrichtung erneut angeschaltet, um eine weitere Senkung der Temperatur zu vermeiden. Nach Erreichen einer Temperatur von 160°C wurde der Reaktor auf einen Druck von etwa 100 psi entspannt. Die Entspannung bei dieser Temperatur führt nicht zu einem erheblichen Verlust an PTA-Produkt, sondern es werden nur zum Aufbau des Drucks zugesetzte Wasserstoffgase abgegeben.
  • Heißfiltration: Die Heißfiltration zur Entfernung von p-Toluylsäure aus einer wäßrigen Aufschlämmung von Terephthalsäure wurde unter Verwendung einer Sparkler-Filtereinheit durchgeführt. Zunächst wurde die Filtereinheit mit Stickstoffgas gespült, und in der Filtrationseinheit wurde ein Druck von etwa 80 psig beibehalten. Der Reaktorinhalt wurde dann über eine Übertragungsleitung in die Filtrationseinheit überführt. Der Reaktorinhalt wurde kontinuierlich zugeführt, jedoch wurde der Druck in der Filtereinheit durch langsame Regulierung eines Ablaßventils des Hydrierungsreaktors bei 80 psig gehalten. Die Filtrationseinheit wurde bei einer Temperatur von etwa 140-160°c gehalten, und die Übertragungsleitung wurde bei einer Temperatur von etwa 180-200°C gehalten.
  • Heißwäsche: Etwa 6 Liter vollentsalztes Wasser wurden im Hydrierungsreaktor auf eine Temperatur von 160°C erhitzt. Das heiße Wasser bei einer Temperatur von 160°C und einem Druck von etwa 100 psig wurde dann der Filtrationseinheit mit dem Filterkuchen zugeführt. Das heiße Wasser wurde dem Filter kontinuierlich zugeführt, jedoch wurde der Druck in der Filtereinheit durch Regulierung des Ablaßventils des Reaktors bei etwa 80 psig gehalten. Auch beim Waschvorgang wurde die Temperatur der Übertragungsleitung bei einer Temperatur von etwa 180-200°c gehalten.
  • Nach dem Waschvorgang kann der erhaltene Filterkuchen je nach Wunsch aus der Filtrationseinheit ausgetragen und/oder bis zur Trockne getrocknet werden.
  • In der folgenden Beschreibung werden Möglichkeiten zur Optimierung der Hauptverfahrensschritte zur Herstellung von reiner Terephthalsäure mit der geforderten Reinheit (spezifikationsgerechte PTA) illustriert.
  • Optimierung der Hydrierungsbedingungen: die Hauptverunreinigung in CTA ist 4-Carboxybenzaldehyd. Der 4-CBA verursacht infolge seiner thermischen Instabilität bei der Polymerisation eine unerwünschte Verfärbung des Polymers. Daher wurden Parameter zur Verringerung von 4-CBA untersucht.
  • 1 zeigt die Ergebnisse von fünf Chargen von Terephthalsäure, die bei einem erfindungsgemäßen Verfahren durch Variation der Reaktion zur Verringerung des Gehalts an 4-CBA von 2500 ppm (nicht spezifikationsgerecht) auf <25 ppm (spezifikationsgerecht) erhalten wurden.
  • Die Hydrierungsreaktion in Charge-1 und Charge-2 wurde über einen Zeitraum von 4 Stunden und 6 Stunden bei einer Temperatur von 285°C und einem Druck von 1200 psig durchgeführt. Die Analyse zeigte, daß die Hydrierung in beiden Chargen unvollständig ist. Der 4-CBA-Gehalt in der erhaltenen PTA betrug 500 ppm bzw. etwa 60 ppm. In Charge-2 nahm der Gehalt an 4-CBA mit der Verlängerung der Reaktionszeit von 2 Stunden erheblich ab, war aber immer noch nicht spezifikationsgerecht. Die Hydrierungsreaktion in Charge-3 wurde über einen Zeitraum von 8 Stunden bei einer Temperatur von 285°C und einem Druck von 1200 psig durchgeführt. Die Analyse zeigt, daß die Hydrierung vollständig ist. Die 4-CBA-Gehalte in der erhaltenen PTA betrugen nur 5 ppm. Die Hydrierungsreaktion in Charge-4, Charge-5 und Charge-5a wurde zur Bestätigung der erhaltenen optimierten Parameter unter ähnlichen Arbeitsbedingungen wie in Charge-3 durchgeführt. Die Analyse ergab für diese Chargen einen 4-CBA-Gehalt von 5,2, 6,8 bzw. 5,1 ppm.
  • Ferner konnte in zusätzlichen Experimenten gezeigt werden, daß die Hydrierung bei einem Druck unter 1100 psi unvollständig war und der 4-CBA-Gehalt höher als 25 ppm war. Ähnliche Ergebnisse sind mit einer Temperatur außerhalb des Bereichs von etwa 260-320°C erhältlich.
  • Optimierung der Heißfiltrationsbedingungen: eine weitere Hauptverunreinigung in CTA ist p-Toluylsäure. p-Toluylsäure wirkt als Polymerisationsabbrecher und verlangsamt die Polymerisationsgeschwindigkeit und erniedrigt das mittlere Molekulargewicht des Polymers. 2 zeigt die Ergebnisse von Heißfiltrationsexperimenten, die für verschiedene bei einem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß obiger Beschreibung erhaltene Chargen durchgeführt wurden.
  • In Charge-6 wurde PTA ohne Heißfiltration erhalten, und der p-Toluylsäure-Gehalt betrug etwa 2200 ppm. Die Übertragungsleitung in Charge-6 wurde nicht erhitzt oder begleitbeheizt. In Charge-7 wurde PTA durch Durchführung von Heißfiltration erhalten, und der p-Toluylsäure-Gehalt betrug etwa 800 ppm. In Charge-7 betrug die Temperatur der Übertragungsleitung etwa 100°C. Die Analyse zeigt, daß die Heißfiltration nicht erfolgreich ist und etwas p-Toluylsäure mit PTA kristallisiert ist. Charge-8 und Charge-9 wurden auf ähnliche Art und Weise durchgeführt, jedoch wurde die Temperatur der Übertragungsleitung auf 220°C erhöht. Die Analyse zeigte, daß nach Heißfiltration der Gehalt an p-Toluylsäure auf 160 bzw. 220 ppm verringert ist. Diese Ergebnisse zeigen, daß die geänderte Heißfiltration erfolgreich ist und die p-Toluylsäure-Gehalte erheblich verringert werden können.
  • Optimierung der Heißwaschbedingungen: In spezifikationsgerechter PTA sollte der p-Toluylsäure-Gehalt unter 150 ppm liegen. Daher wurde der PTA-Kuchen zur weiteren Verringerung der Menge an p-Toluylsäure mit heißem Wasser gewaschen. 3 zeigt die Ergebnisse von Heißfiltrations- und Heißwaschexperimenten, die für einige bei einem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Chargen durchgeführt wurden. Der p-Toluylsäure-Gehalt in Charge-8 nach Heißfiltration betrug 160 ppm und war nach dem Heißwaschen auf etwa 97 ppm verringert. Ganz ähnlich betrug der p-Toluylsäure-Gehalt in Charge-9 nach Heißfiltration 200 ppm und war nach dem Heißwaschen auf 98 ppm verringert. Es wurden noch weitere Experimente mit sowohl Heißfiltration als auch Heißwaschen durchgeführt, und die Analyse von erhaltenem PTA zeigte, daß der p-Toluylsäure-Gehalt immer spezifikationsgerecht ist (<150 ppm).
  • Entfernen von Metallverunreinigungen: Metallverunreinigungen wirken als Gift für den Antimonkatalysator bei der Polymerisationsreaktion von gereinigter Terephthalsäure. In reiner Terephthalsäure sollte der Metallgesamtgehalt <10 ppm sein. 4 zeigt die Metallanalyse einiger bei einem erfindungsgemäßem Verfahren unter Verwendung verschiedener Metallmaterialien als Katalysatorkörbe, nämlich SS-316, Duplex-SS und Titan, erhaltener Chargen. Die erhaltene PTA zeigte mit SS-316 einen sehr hohen Metallgesamtgehalt, da SS-316 als Konstruktionswerkstoff zur Durchführung eines Reinigungsverfahrens für rohe Terephthalsäure ungeeignet ist. Mit Titan und Duplex-SS als Werkstoff für den Katalysatorkorb waren die Metallgesamtgehalte spezifikationsgerecht.
  • Entfernung von Farbverunreinigungen: Farbverunreinigungen in CTA erniedrigen den Schmelzpunkt von Polyester und/oder verursachen Verfärbung des Polyesters. Bei einigen in der rohen Terephthalsäure enthaltenen Verunreinigungen handelt es sich nämlich um farbbildende Vorstufen. Daher wurde der Effekt von bekannten und potentiellen Farbverunreinigungen auf in einem erfindungsgemäßen Batchverfahren hergestellte PTA untersucht. Es wurden drei optische Eigenschaften untersucht, d.h. ΔY, b-Wert und APHA-Farbe. Ein Δ-Y-Wert >10, ein b-Wert >2,5 und ein APHA-Farbwert von >10 (HU) deutet darauf hin, daß die Probe stark kontaminiert ist und es sich nicht um ein im Handel akzeptiertes Produkt handelt. 5 zeigt die Ergebnisse von optischen Eigenschaften, d.h. ΔY, b-Wert und APHA-Farbe, für einige bei dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung von verschiedenen Werkstoffen für den Katalysatorkorb erhaltenen PTA-Chargen. Hierbei ist Duplex die Metallurgie des bei der Hydrierungsreaktion verwendeten Katalysatorkorbs. Das Fassungsvermögen des Korbs ist größer als die bei der Hydrierungsreaktion verwendete Katalysatormenge. Daher bewegen sich unter hohem Druck und Rühren Katalysatorpellets im Katalysatorkorb, wobei einige zerdrückt werden und dem Produkt Farbe verleihen. Daher wurde die Farbe von PTA-Produkt beeinflußt. Im gepackten Duplexkorb wurde zum Füllen des restlichen Raums im Katalysatorkorb etwas Inertmaterial verwendet, so daß die Katalysatorpellets fixiert und nicht beweglich waren.
  • Die in der vorhergehenden Beschreibung, in den Ansprüchen und/oder in den beigefügten Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl separat als auch in beliebiger Kombination für die Ausführung der Erfindung in verschiedenen Formen davon relevant sein.

Claims (18)

  1. Verfahren zur Herstellung von gereinigter Terephthalsäure (PTA), bei dem man: i) rohe Terephthalsäure (CTA) in einem Reaktor in einem wäßrigen Medium löst; ii) CTA bei einer Temperatur von 260-320°C und einem Druck von 1100-1300 psig unter Verwendung eines Hydrierkatalysators hydriert; iii) durch Senken der Temperatur der Lösung auf 160°C ohne Verdampfungskühlung Terephthalsäure in dem Reaktor kristallisiert; iv) den Reaktorinhalt in eine Filtrationseinheit überführt; v) den Inhalt bei einer Temperatur von 140-160°C und einem Druck von 40-100 psig und vorzugsweise 80-100 psig filtriert, wobei man einen Filterkuchen erhält; vi) den erhaltenen Filterkuchen in der Filtrationseinheit mit Wasser mit einer Temperatur von 140-160°C wäscht und vii) den Filterkuchen trocknet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das in einem Batchreaktor durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem man in den Schritten i) – iii) den Reaktorinhalt mit einem Rührer bei 250-400 U/min bewegt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem im Reaktor ein Korb, der den Hydrierkatalysator enthält, angeordnet ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Korb aus Titan oder rostfreiem Duplexstahl besteht.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Hydrierkatalysator ein Platingruppenmetall aus der Gruppe bestehend aus Palladium, Ruthenium, Rhodium, Osmium, Iridium und Platin oder ein Oxid eines solchen Metalls enthält.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Hydrierkatalysator auf einem Träger geträgert ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem es sich bei dem Hydrierkatalysator um Palladium auf einem Aktivkohleträger handelt.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem es sich bei dem wäßrigen Medium um Wasser, vorzugsweise vollentsalztes Wasser, handelt.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Zeit für die Hydrierung in Schritt ii) mindestens sechs Stunden, vorzugsweise mindestens sieben Stunden und ganz besonders bevorzugt mindestens acht Stunden beträgt.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem man in Schritt ii) die Temperatur mit einer Rate von 1°C/min auf eine Temperatur von 160°C senkt.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem man nach Erreichen einer Temperatur von 160°C in Schritt iii) den Reaktor durch Verdampfen auf einen Druck von 100 psig entspannt.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem man die Temperatur nach Erreichen einer Temperatur von 160°C beibehält.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Überführung in Schritt iv) über eine bei einer Temperatur von 180-250°C gehaltene Überführungsleitung erfolgt.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem man das in Schritt vi) verwendete Wasser in einem Reaktor bei einem Druck von etwa 100 psig erhitzt.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem man in Schritt iii) die Senkung der Temperatur erreicht, indem man durch am und/oder im Reaktor angeordnete Kühlmittelzirkulationsschlangen Kühlmittel leitet.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem es sich bei dem Kühlmittel um Wasser und vorzugsweise gekühltes Wasser mit einer Temperatur von 10-15°C handelt.
  18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der PTA-Gehalt in Schritt i) zwischen 5 und 60 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht von PTA und wäßrigem Medium, liegt.
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