DE69010904T2 - Extraktionsverfahren zur entfernung von verunreinigungen aus terephthalsäurefiltrat. - Google Patents

Extraktionsverfahren zur entfernung von verunreinigungen aus terephthalsäurefiltrat.

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Description

  • Die Erfindung betrifft die Entfernung von Verunreinigungen sowie die Wiedergewinnung eines Schwermetallkatalysators aus einer Mutterlauge, die bei der Synthese von Terephthalsäure anfällt. Ganz speziell betrifft das Verfahren die Zugabe von Wasser zu einer konzentrierten Mutterlauge, um den Schwermetallkatalysator löslich zu machen, und den Einsatz der auf diese Weise gebildeten wäßrigen Mischung bei einer Gegenstrom- Extraktion zur Entfernung von organischen Verunreinigungen.
  • Terephthalsäure (TPA) ist ein Zwischenprodukt bei der Herstellung von Polyestern für plastische Materialien und die Faserherstellung. In der Praxis durchgeführte Verfahren zur Herstellung von TPA beruhen auf der mit einem Schwermetall katalysierten Oxidation von p-Xylol, im allgemeinen mit einem Bromid-Promoter in einem Essigsäurelösungsmittel. Auf Grund der begrenzten Löslichkeit von TPA in Essigsäure unter praktischen Oxidationsbedingungen wird eine Aufschlämmung von TPA- Kristallen in dem Oxidationsreaktor erzeugt. In typischer Weise werden die TPA-Kristalle aus dem Reaktor abgezogen und von der Reaktions-Mutterlauge nach üblichen Feststoff-Flüssigkeits-Trenntechniken abgetrennt. Die Mutterlauge, die das meiste des Katalysators und Promoters enthält, die in dem Prozeß verwendet werden, wird in den Oxidationsreaktor recyclisiert. Abgesehen von dem Katalysator und Promoter enthält das Mutterlaugenfiltrat ferner gelöste TPA und viele Nebenprodukte und Verunreinigungen. Diese Nebenprodukte und Verunreinigungen stammen teilweise von geringen Verunreinigungen, die in dem p-Xylol-Einspeisstrom vorliegen. Andere Verunreinigungen beruhen auf der unvollständigen Oxidation von p-Xylol, die zu teilweise oxidierten Produkten führt. Andere Nebenprodukte ergeben sich aus gleichzeitig stattfindenden Nebenreaktionen bei der Oxidation von p-Xylol zu Terephthalsäure.
  • Die festen TPA-Kristalle, die bei der Feststoff-Flüssigkeits- Trennung erhalten werden, werden im allgemeinen mit frischem Lösungsmittel gewaschen, um den Hauptanteil der Mutterlauge abzuwaschen, und dann getrocknet, um das meiste des Essigsäurelösungsmittels zu entfernen. Die getrockneten, rohen TPA-Kristalle sind verunreinigt mit Verunreinigungen, die in der Mutterlauge vorliegen, da diese Verunreinigungen mit den TPA-Kristallen ausgefällt werden. Verunreinigungen sind ferner vorhanden auf Grund von Einschlüssen in der TPA-Kristallstruktur und auf Grund der unvollständigen Entfernung der Mutterlauge durch die Wäsche mit frischem Lösungsmittel.
  • Viele der Verunreinigungen in der recyclisierten Mutterlauge sind relativ inert bezüglich einer weiteren Oxidation. Zu derartigen Verunreinigungen gehören beispielsweise Isophthalsäure, Phthalsäure und Trimellithsäure. Ebenfalls vorhanden sind Verunreinigungen, die einer weiteren Oxidation unterliegen, wie z. B. 4-Carboxybenzaldehyd, p-Methylbenzoesäure und p-Tolualdehyd. Die Konzentration an gegenüber einer Oxidation inerten Verunreinigungen hat die Tendenz, in dem Mutterlaugenstrom anzusteigen. Die Konzentration dieser inerten Verunreinigungen steigt in der Mutterlauge an, bis ein Gleichgewicht erreicht worden ist, wodurch die Menge einer jeden Verunreinigung, die in dem trockenen TPA-Produkt enthalten ist, ihre Bildungsgeschwindigkeit oder Zugabe zum Oxidationsprozeß ausgleicht. Der normale Grad an Verunreinigungen in roher TPA macht diese ungeeignet für eine direkte Verwendung im Falle der meisten Polymer-Anwendungen.
  • In traditioneller Weise ist rohe TPA gereinigt worden entweder durch Umwandlung zum entsprechenden Dimethylester oder durch Auflösen in Wasser mit nachfolgender Hydrierung über standardisierten Hydrierungskatalysatoren. In jüngerer Zeit sind sekundäre oxidative Behandlungen angewandt worden, um TPA von Polymerreinheit herzustellen. Unabhängig von der Methode, die dazu angewandt wird, um TPA zu reinigen, um sie für die Verwendung in der Polyesterherstellung geeignet zu machen, ist es wünschenswert, die Konzentrationen an Verunreinigungen in der Oxidations-Mutterlauge auf ein Minimum zu vermindern, um dadurch die nachfolgende Reinigung von TPA zu erleichtern. In vielen Fällen ist es nicht möglich, eine gereinigte TPA von Polymerreinheit zu erhalten, wenn nicht einige Maßnahmen getroffen werden, um Verunreinigungen aus der recyclisierten Mutterlauge zu entfernen.
  • Eine Technik für die Entfernung von Verunreinigungen aus einem recyclisierten Strom, die häufig in der chemischen Industrie angewandt wird, besteht in der Abzweigung oder einem "Klären" eines Anteiles des Recyclisierungsstromes. In typischer Weise wird der Klär-Strom (purge stream) einfach beseitigt oder, falls ökonomisch gerechtfertigt, verschiedenen Behandlungen unterworfen, um unerwünschte Verunreinigungen zu entfernen, unter Gewinnung wertvoller Komponenten. Die Menge an geklärtem oder gereinigtem Material, die für die Steuerung an Verunreinigungen erforderlich ist, ist vom Verfahren abhängig; eine Menge, entsprechend 10 - 40 % des gesamten Mutterlaugenfiltrates ist jedoch gewöhnlich für die TPA-Herstellung ausreichend. Bei der Herstellung von TPA macht der Grad der Mutterlaugenklärung, die erforderlich ist, um akzeptable Verunreinigungskonzentrationen aufrechtzuerhalten, gekuppelt mit dem hohen ökonomischen Wert des Schwermetallkatalysators und der Lösungsmittelkomponenten der Mutterlaugen eine einfache Beseitigung des Klär-Stromes ökonomisch unattraktiv. Es besteht somit ein Bedürfnis nach einem Verfahren, bei dem praktisch der gesamte kostspielige Schwermetallkatalysator und die Essigsäure, die in der Mutterlauge vorhanden ist, wiedergewonnen werden, unter Entfernung eines Hauptteiles der Verunreinigungen, die in dem Klär- Strom vorliegen. Der Schwermetallkatalysator sollte dabei in einer aktiven Form wiedergewonnen werden, die sich für die Wiederverwendung durch Recyclisierung zur p-Xylol-Oxidationsstufe eignet.
  • Es sind verschiedene Verfahren zur Wiedergewinnung von Lösungsmittel und Oxidationskatalysator nach Entfernung des Hauptteiles an Verunreinigungen in dem Mutterlaugen- Klär-Strom vorgeschlagen worden. Zu sämtlichen dieser Methoden gehört die Anfangsstufe der Konzentration des Mutterlaugenstromes durch Verdampfen des Lösungsmittels vor einer weiteren Behandlung. In allen Fällen wird ein Hauptanteil, und in vielen Fällen wird praktisch sämtliche Essigsäure und sämtliches Wasser, die in der Mutterlauge vorhanden sind, entfernt.
  • Die U.S.-Patentschrift 3 673 154 lehrt die Einstellung der Acidität in der konzentrierten Mutterlauge entweder durch Steuerung der Menge an Lösungsmittel, das abdestilliert wird, oder durch Zugabe von Wasser, um einen Lösungs-pH-Wert von größer als 3,0 zu erhalten. Diese pH-Wert-Einstellung führt zur Ausfällung von unlöslichen Salzen von korrodierenden Metallen, in typischer Weise Eisen und Chrom, die dann durch Filtration entfernt werden können. Diese Literaturstelle lehrt ferner die Abtrennung von organischen Verunreinigungen von dem Katalysator durch Ausfällung von Cobaltcarbonat, das dann abfiltriert und in das lösliche Cobaltacetat durch Zugabe von Essigsäure überführt wird.
  • Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht in der Notwendigkeit der Entfernung einer hohen Fraktion der Essigsäure und Wasser, die vorliegen, um die Zugabe von großen Mengen von Wasser bei der pH-Wert-Einstellungsstufe zu vermeiden. Dies kann zu Problemen führen, mit einer Verschmutzung der Oberflächen der Wärmeaustauscher in dem Verdampfer. Ein anderer Nachteil besteht in der großen Menge an Alkalimetallcarbonatsalz, das erforderlich ist, um den Cobaltkatalysator auszufällen und in dem damit verbundenen Verbrauch von Essigsäure sowohl bei der Neutralisierung der den Katalysator enthaltenden Lösung als auch bei der Regenerierung des löslichen Cobaltacetats. Ein anderer Nachteil besteht in der potentiellen Schwierigkeit der Filtration und Wäsche des ausgefällten Cobaltcarbonates.
  • Die U.S.-Patentschrift 4 356 319 beschreibt ein Verfahren, bei dem die den Katalysator enthaltende Mutterlauge in einem geringeren Umfange als in der U.S.-Patentschrift 3 673 154 beschrieben konzentriert wird, durch Entfernung von 70 - 90 % von vorhandener Essigsäure und vorhandenem Wasser. Das Konzentrat, das 2 - 6 % Wasser enthält, wird rasch auf 25ºC abgekühlt unter Bildung eines Niederschlages, enthaltend TPA und Nebenprodukte, sowie einen wesentlichen Anteil an dem Schwermetallkatalysator in der ursprünglichen Mutterlauge. Feststoffe werden durch Filtration abgetrennt, und sämtliche Feststoffe oder ein Teil hiervon werden in den Oxidationsprozeß zurückgeführt. Das Filtrat, das den restlichen Schwermetallkatalysator enthält, wird mit einer Kombination von Wasser und einem Extraktionslösungsmittel, wie z. B. Xylol, Isobutylacetat oder sec.-Butylacetat behandelt. Die anfallenden wäßrigen und organischen Phasen werden dann durch Dekantieren getrennt. Die wäßrige Phase, welche den gelösten Katalysator enthält, wird in den Oxidationsreaktor recyclisiert. Die organische Phase wird destilliert, um Essigsäure zurückzugewinnen und das Extraktionslösungsmittel unter Zurucklassen eines Restes, der die organischen Verunreinigungen enthält. Dieses Verfahren weist mehrere Nachteile auf. Ein Nachteil besteht darin, daß keine Maßnahmen vorgesehen sind, um Korrosionsmetalle zu entfernen. Ein anderer Nachteil besteht darin, daß der Niederschlag, der durch rasche Abkühlung der konzentrierten Mutterlauge erzeugt worden ist, wesentliche Mengen an den nicht erwünschten Verunreinigungen aus der Mutterlauge enthält, die aus einer Co-Ausfällung stammen, einem Kristalleinschluß usw. Ferner ist der erhaltene Niederschlag auf Grund des Vorhandenseins von teerartigen hochsiedenden Verbindungen klebrig, wobei diese Verbindungen zu schwierigen Feststoff-Flüssigkeits-Trennungsproblemen führen. Die Gesamt-Ineffektivität dieses Verfahrens erfordert einen hohen Grad an Mutterlaugen-Klärung zur Erzielung des gewünschten Grades an der Entfernung von Verunreinigungen.
  • Wir haben nun ein Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen aus der Mutterlauge aufgefunden, bei dem der Schwermetallkatalysator in aktiver Form für die Wiederverwendung im Rahmen der oxidativen Synthese wiedergewonnen werden kann. Ferner wird in unserem Verfahren eine beträchtliche Menge an organischen Verunreinigungen entfernt, wodurch die Co-Ausfällung von organischen Verunreinigungen mit TPA vermindert wird. Die relativ hohe Effektivität unseres Verfahrens zur Entfernung von organischen Verunreinigungen vermeidet die Notwendigkeit fur einen übermäßigen Klärgrad zur Steuerung von Verunreinigungskonzentrationen in der Mutterlauge. Weiterhin wird durch unsere Erfindung ein geeignetes und praktisches Verfahren zur Abtrennung von korrodierenden Metallen von dem wiedergewonnenen Schwertmetallkatalysator bereitgestellt.
  • Zusätzlich werden, da die Erfindung keine Ausfällung der organischen Verunreinigungen oder des Katalysators einschließt, welche eine nachfolgende Flüssigkeits-Feststoff-Trennvorrichtung erfordern würde, mechanische Schwierigkeiten und die Exponierung von Personal mit Verfahrens-Chemikalien vermieden.
  • Unsere Erfindung läßt sich im weiteren Sinne beschreiben als ein Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen aus einer Mutterlauge der oxidativen Terephthalsäuresynthese, die Essigsäure, Wasser, einen Schwermetallkatalysator und organische Verunreinigungen enthält, mit den Stufen:
  • (a) Konzentration der Mutterlauge durch Verdampfen von 50 - 95 % der Essigsäure und des Wassers, die in der Mutterlauge enthalten sind,
  • (b) Zugabe einer Wassermenge zu der konzentrierten Mutterlauge, die ausreicht, um den Metallkatalysator zu lösen und um eine wäßrige Mischung zu bilden,
  • (c) Extraktion der wäßrigen Mischung durch Gegenstrom-Extraktion mit einem praktisch in Wasser unlöslichen organischen Lösungsmittel unter Erzeugung einer leichteren Phase, enthaltend das organische Lösungsmittel, eine kleinere Menge des Wassers, Essigsäure und die organischen Verunreinigungen, und einer schwereren Phase mit einem Hauptteil des Wassers, der Korrosionsmetalle und dem Metallkatalysator, und
  • (d) Entfernung der Korrosionsmetalle von der schwereren Phase durch Erhitzen und Filtrieren, und
  • (e) Entfernung der organischen Verunreinigungen aus der leichteren Phase durch Destillation.
  • Ein vollständigeres Verstehen unserer Erfindung läßt sich erreichen durch Betrachtung der folgenden speziellen Ausführungsform, einschließlich der Zeichnung, in der diese Ausführungsform dargestellt ist.
  • Obgleich die Zusammensetzung der verschiedenen Verfahrensströme im Verfahren variiert, in Abhängigkeit von den Verfahrensbedingungen, wird eine typische Zusammensetzung der Ströme in der Tabelle unten gezeigt. In dieser Tabelle sind die Bestandteile in der linken Spalte aufgeführt, und die Mengen dieser Komponenten in jedem der Ströme der Figur sind in den mit Nummern bezeichneten Spalten angegeben, entsprechend der Nummer des Stromes in der Zeichnung. Materialgleichgewicht des Verfahrens Strom in der Figur Essigsäure Wasser n-Propylacetat Terephthalsäure Isophthalsäure Phthalsäure Benzoesäure 4-Carboxybenzaldehyd Trimellithsäure P-Methylbenzoesäure Paratolualdehyd Andere Organisches Bromid Ionisches Bromid Cobalt Mangan Korrosionsmetalle Insgesamt
  • Die Mutterlauge, die von der oxidativen Terephthalsäuresynthese abgezogen wurde, entsprechend Strom 1 in der Zeichnung, und die als Einspeisstrom im Falle des vorliegenden Extraktionsverfahrens dient, enthält Terephthalsäure und zahlreiche zusätzliche Oxidations-Nebenprodukte und Neben-Reaktionskomponenten und enthält zusätzlich den Schwermetallkatalysator, organische Bromide, die als Promotoren in der Oxidationsreaktion verwendet werden sowie Korrosionsmetalle, wie Eisen- und Chromverbindungen, die inhibieren, reduzieren oder die Aktivität des Katalysators vollständig zerstören. Die Kosten des typischen Schwermetallkatalysators erfordern, daß er wiederverwendet wird, und die Ansammlung an Korrosionsmetallen erfordert die Entfernung dieser Komponenten für eine zufriedenstellende Operationsweise und Recyclisierung des Katalysators.
  • In der ersten Stufe des vorliegenden Verfahrens wird die Mutterlauge durch einen üblichen atmosphärischen Blitz-Verdampfer 21 konzentriert, unter Erzeugung eines Stromes 4, der den größten Anteil des Wassers enthält und einen Hauptanteil an der Essigsäure aus dem Strom 3 und unter Erzeugung des Stromes 5, der den Rest des Stromes 3 enthält. Durch die Verdampfung werden 50 - 95 Gew.-% der flüchtigen Essigsäure und des Wassers entfernt, die in der Mutterlauge vorliegen. Aus Kostengründen ist es besonders vorteilhaft, 80 - 90 Gew.-% der flüchtigen Essigsäure und des Wassers zu entfernen.
  • Es wurde gefunden, daß eine Vorbehandlung vor der Konzentration der Mutterlauge vorteilhaft ist bezüglich der Verminderung der Extraktionsbelastung in der Gegenstrom-Extraktionsstufe, in dem Teile der Isophthalsäure, einer Hauptverunreinigung in der Mutterlauge, entfernt werden, welche die Löslichkeit im Extraktionsmittel-Lösungsmittel begrenzt hat. Die gegebenenfalls erfolgende Vorbehandlung besteht in einer Erhitzung und Filtration des Stromes 1 durch übliche Mittel 20, unter Erzeugung des Stromes 2, enthaltend einen Anteil der Isophthalsäure und des Stromes 3, enthaltend den Rest der Isophthalsäure und das meiste der verbleibenden Komponenten aus dem Strom 1. Die Vorbehandlung wird bei einer Temperatur von 20ºC bis 70ºC, vorzugsweise 45 - 55ºC durchgeführt. Die Vorbehandlungsstufe ist, obgleich bevorzugt angewandt, nicht zur Durchführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung im breitesten Sinne erforderlich. Ein Vergleich der Zusammensetzungen vor und nach der Vorbehandlung ist möglich durch Überprüfung der Unterschiede in den Strömen 1 und 3.
  • Nach der Verdampfung wird der üblichen Mischvorrichtung 22 durch den Strom 6 ausreichend Wasser zugeführt, um den vorhandenen Metallkatalysator zu lösen und um einen wäßrigen Mischungsstrom 7 zu erzeugen. Im allgemeinen sind 0,5 - 1,0 Teile Wasser pro Teil konzentrierter Mutterlauge ausreichend, um den Katalysator zu lösen, vorzugsweise 1:1 Gewichtsteile. Durch die Zugabe von Wasser wird nicht nur der Metallkatalysator in dem Konzentrat gelöst, sondern die Zufuhr von Wasser erleichtert auch das Einpumpen der erhaltenen Aufschlämmung in den Extraktor. Wünschenswert ist es, den Strom 7 mit einem äußeren Kreislauf zirkulieren zu lassen. Im Falle einer bevorzugten Ausführungsform wird eine geringe Menge an Extraktionslösungsmittel, im allgemeinen 1 - 10 Gew.-%, vorzugsweise 5 Gew.-%, zu dem Einspeisstrom zugegeben, um die Handhabung der Aufschlämmung zu verbessern, durch Verminderung der Haftung von Feststoffen an den Seitenwänden des Aufschlämmungs-Einspeistanks. Es ist wünschenswert, jedoch nicht erforderlich, die wäßrige Aufschlämmung vor der Extraktion einer Wärmebehandlung bei 60 - 95ºC, vorzugsweise 80 - 90ºC, zu unterwerfen, über einen Zeitraum von 0,5 - 4 Stunden, vorzugsweise 1 - 2 Stunden. Durch diese Vorbehandlung werden organische Bromide unter Bildung von anorganischen Bromiden umgesetzt, die vorzugsweise in der wäßrigen Fraktion verbleiben, die aus dem Extraktor austritt. Die Menge an Brom enthaltenden Verbindungen, die aus dem System gemeinsam mit den unerwünschten Verunreinigungen abgezogen wird, wird infolgedessen auf ein Minimum vermindert. Die Wärmebehandlung bewahrt Bromide und vereinfacht die Beseitigung der organischen Verunreinigungen.
  • Der wäßrige Mischstrom 7, mit oder ohne Wärmebehandlung zur Zersetzung organischer Bromide, wird in den oberen Abschnitt eines üblichen, bewegten Gegenstrom-Extraktors 23 eingespeist. Gleichzeitig wird ein organischer Lösungsmittelstrom 8 in den unteren Teil des Extraktors 23 eingespeist. Die wäßrige Mischung und das organische Lösungsmittel werden in dem Gegenstrom-Extraktor gründlich miteinander vermischt, und die Essigsäure, organische Verunreinigungen und organisches Lösungsmittel bilden eine leichtere Phase, den Strom 9, enthaltend eine geringere Menge an Wasser, während der Metallkatalysator und die Korrosionsmetalle eine schwerere Phase bilden, den Strom 10, enthaltend einen Hauptteil des Wassers. Die leichtere Phase 9 wird als Überkopf-Strom abgezogen, und die schwerere Phase 10 wird vom Boden des Extraktors 23 abgezogen.
  • Das organische Lösungsmittel sollte praktisch wasserunlöslich sein, um die Menge an organischem Lösungsmittel, das in der wäßrigen Fraktion gelöst ist, auf ein Minimum zu reduzieren. Zusätzlich ist das Lösungsmittel vorzugsweise ein azeotropes Mittel, das dazu dient, die Lösungsmittelwiedergewinnung aus dem organischen Extrakt zu unterstützen. Lösungsmittel, die sich als besonders geeignet erwiesen haben, sind C1- bis C6-Alkylacetate, insbesondere n-Propylacetat (n-PA), Isopropylacetat, Isobutylacetat, sec.-Butylacetat, Ethylacetat und n-Butylacetat, obgleich auch andere in Wasser unslösliche organische Lösungsmittel mit einer geeigneten Dichte und einem ausreichend niedrigen Siedepunkt verwendet werden können. N-Propylacetat und Isopropylacetat sind besonders bevorzugte Lösungsmittel auf Grund ihrer relativ niedrigen Wasserlöslichkeit, ihres ausgezeichneten azeotropen Verhaltens und ihrer Fähigkeit zur Entfernung der verbleibenden Essigsäure wie auch hochsiedender organischer Verunreinigungen aus der wäßrigen Mischung. Uberraschenderweise ist p-Xylol, ein übliches Extraktions-Lösungsmittel, das für das Oxidationsverfahren typisch ist, nicht als Gegenstrom-Extraktions-Lösungsmittel geeignet, auf Grund der grossen Menge von unlöslichen Feststoffen, die sich in dem Extraktor akkumulieren, wodurch eine stationäre Verfahrensweise ausgeschlossen wird.
  • Die Extraktion kann erfolgen unter Anwendung von Lösungsmittelverhältnissen von 1 - 4 Teilen Lösungsmittel pro Teil Extraktor-Einspeisung, je nach der Zusammensetzung der Extraktor-Einspeisung. Raumgeschwindigkeiten der vereinigten Einspeisungen in den Reaktor liegen im allgemeinen bei 1 bis 3 Stunden &supmin;¹. Obgleich die Extraktion bei Umgebungstemperatur und Umgebungsdruck erfolgen kann, ist ein Erhitzen des Lösungsmittels und Extraktors auf 30 - 70ºC, vorzugsweise 40 - 60ºC, wünschenswert. Obgleich die leichtere Phase sehr geringe Mengen an dem Metallkatalysator und an Korrosionsmetallen enthält, sind doch praktisch der ganze Metallkatalysator wie auch der Hauptteil der Korrosionsmetalle in der schwereren Phase, dem Strom 10, enthalten.
  • Die Korrosionsmetalle werden durch Erhitzen und Filtration Stromes 10 mit üblichen Mitteln 25 entfernt, unter Erzeugung des Stromes 11, der den größten Teil des Katalysators enthält und des Stromes 12, der den größten Teil der Korrosionsmetalle aufweist. Die Wärmebehandlung wird im allgemeinen 15 Minuten bis 1 Stunde lang und bei Temperaturen von 70 - 100ºC, vorzugsweise 80 - 100ºC, durchgeführt. Besonders bevorzugte Bedingungen sind eine Erhitzung auf 95 - 100ºC, etwa 30 Minuten lang. Während der Erhitzung scheiden sich die korrodierenden Metallsalze aus, vorausgesetzt, der pH- Wert liegt in einem akzeptablen Bereich, in typischer Weise bei über 3, vorzugsweise bei 4 - 6. Durch geeignete Einstellung des Verhältnisses von Extrakt zu der in den Extraktor eingespeisten Menge kann der pH-Wert der schwereren Phase gesteuert werden, so daß der geeignete pH-Wert erreicht wird und derart, daß die korrodierenden Metallsalze ausgefällt werden. Der Strom 10 kann mittels üblicher Filter filtriert werden, um die korrodierenden Metallsalze zu entfernen. In typischer Weise können die korrodierenden Metalle ausreichend aus der schwereren Phase über den Strom 12 entfernt werden, was zu einer größeren als 70%igen Verminderung der gesamten korrodierenden Metalle führt. Strom 12 wird dann zum Zwecke der Beseitigung entfernt. Der Strom 11, der den größten Teil des Metallkatalysators enthält, ist aktiv für die Oxidation von p-Xylol und kann in den Oxidationsprozeß recyclisiert werden, vorzugsweise nach einer Verdampfungs- Entfernung von restlichem Extraktionslösungsmittel und ausreichend Wasser, um die gewünschte Wasser-Konzentration in dem Oxidationsreaktor aufrechtzuerhalten.
  • Die leichtere Phase, der Strom 9, der Essigsäure enthält, eine geringere Menge an Wasser, das organische Lösungsmittel und die organischen Verunreinigungen, kann in einer üblichen Destillationsvorrichtung 24 destilliert werden, bei der es sich um eine übliche Kolonne oder eine mit Füllkörpern gepackte Kolonne handelt. Wiedergewonnenes Extraktionslösungsmittel und Essigsäure können in den Extraktor bzw. den oxidativen Reaktor zurückgeführt werden. Die hochsiedenden organischen Verunreinigungen werden in Form eines Schlammes aus der Basis der Destillationskolonne zum Zwecke der Beseitigung abgezogen.

Claims (16)

1. Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen aus einer oxidativen Terephthalsäuresynthese-Mutterlauge, die Essigsäure, Wasser, korrodierende Metalle, einen Metallkatalysator und organische Verunreinigungen enthält, mit den Stufen
(a) Konzentrierung der Mutterlauge durch Verdampfung von 50 - 95 % der Essigsäure und Wasser, die in der Mutterlauge vorliegen,
(b) Zusatz einer solchen Menge von Wasser zu der konzentrierten Mutterlauge, die ausreicht, um den Metallkatalysator zu lösen und um eine wäßrige Mischung zu bilden,
(c) Extraktion der wäßrigen Mischung durch Gegenstrom- Extraktion mit einem im wesentlichen wasserunlöslichen organischen Lösungsmittel unter Erzeugung einer leichteren Phase mit dem organischen Lösungsmittel, einer kleineren Menge Wasser, Essigsäure und den organischen Verunreinigungen, und einer schwereren Phase mit der Hauptmenge Wasser, korrodierenden Metallen und dem Metallkatalysator, und
(d) Entfernung der korrodierenden Metalle aus der schwereren Phase durch Erhitzung und Filtrierung, und
(e) Entfernung der organischen Verunreinigungen aus der leichteren Phase durch Destillation.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem 80 - 90 % der Essigsäure und Wasser in der Stufe (a) entfernt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem 0,5 - 1,0 Teile Wasser pro Teil konzentrierter Mutterlauge in der Stufe (b) zugegeben werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem 1 Teil Wasser pro Teil konzentrierte Mutterlauge in der Stufe (b) zugegeben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin ein Filtrieren der Mutterlauge vor der Stufe (a) umfaßt, um Isophthalsäure zu entfernen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Filtration bei einer Temperatur von 20 - 70ºC durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das organische Lösungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus C&sub1; - C&sub6;-Alkylacetaten.
8. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Erhitzen der wäßrigen Mischung auf eine Temperatur im Bereich von 60 bis 95ºC 0,5 - 4 Stunden lang vor der Extraktionsstufe umfaßt, um vorhandene organische Bromide in anorganische Bromide zu überführen.
9. Verfahren nach Anspruch 8, das weiterhin das Erhitzen der wäßrigen Mischung auf eine Temperatur im Bereich von 80 - 90ºC 1 - 2 Stunden lang umfaßt.
10. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Stufe (c) bei einer Temperatur von 30 - 70ºC durchgeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Stufe (e) bei einer Temperatur von 40 - 60ºC durchgeführt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Erhitzen und das Filtrieren in der Stufe (d) bei einer Temperatur im Bereich von 70 - 100ºC 15 Minuten bis 1 Stunde lang durchgeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Erhitzen und das Filtrieren in der Stufe (d) bei einer Temperatur von 95 - 100ºC 30 Minuten lang durchgeführt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem 1 - 4 Teile organisches Lösungsmittel pro Teil wäßriger Mischung in der Stufe (c) verwendet werden.
15. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das organische Lösungsmittel Isopropylacetat oder n-Propylacetat ist.
16. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Metallkatalysator ein Cobaltkatalysator ist.
DE69010904T 1989-06-05 1990-05-30 Extraktionsverfahren zur entfernung von verunreinigungen aus terephthalsäurefiltrat. Expired - Lifetime DE69010904T2 (de)

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