DE955144C

DE955144C - Verfahren zur Trennung von Terephthalsaeure-p-Toluylsaeuregemischen

Info

Publication number: DE955144C
Application number: DEF17152A
Authority: DE
Inventors: Dr Otto Horn; Dr Helmut Jockusch
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1955-03-26
Filing date: 1955-03-26
Publication date: 1956-12-27

Description

Verfahren zur Trennung von Terephthalsäure-p-Toluylsäuregemischen Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Reinigung vonTerephthalsäure beschrieben worden. Diese Verfahren führen jedoch nicht zu einer iooP/oaigen Tercphthalsäure oder sind in ihrer Ausführung sehr umständlich. Beispielsweise wurde bereits vorgeschlagen, eine Sublimation in Ölaufschlämmung im Dünnschichtverdampfer durchzuführen. Nach anderen bekannten Verfahren wird die rohe Säure, die noch p-Toluylsäure enthält, mit heißen Lösungsmitteln, z. B. mit Methanol, Äthanol, Aceton oder Xylol, extrahiert. Man- hat auch schon mit Xylol bei erhöhtem Temperaturen unter Druck gearbeitet.
In diesen Lösungsmitteln nimmt die Löslichkeit der Terephthal.säure mit steigender Temperatur erheblich zu, so daß stets ein erheblicher Teil davon mit in Lösung geht. Aus der Lösungsmittelschicht erhält man also stets ein Gemisch von Terephthal-und p-Toluylsäure. Neben dem geringen Löslichkeitsunterschied beider Säuren in diesen Lösungsmitteln trat auch noch der Nachteil auf, daß die Terephthalsäure nur in einer Reinheit von 9i bis 95 °/o erhalten wurde. Beispielsweise wurden, wie eigene Versuche ergeben haben, nach dreistündigem Kochen von 50 Gewichtsteilen einer Mischung aus 9i Gewichtsprozent Terephthalsäure und 9 Gewichtsprozent p-Toluylsäure mit 4,-,5 Gewichtsteilen Aceton und anschließender heißer Filtration 48,4 Gewichtsteile eines Säuregemisches der Säurezahl 663 (entsprechend 95,zo/oiger Terephthalsäure ) und 1,4 Gewichtsteile .einer p-Toluylsäure der Säurezahl 413 erhalten.
Es wurde nun überraschenderweise gefun.den, daß das Acotonitril ein ideales Trennungsmittel für Terephthalsäure und p-Toluylsäure ist. Auch beim Siedepunkt ist die Terephthalsäure in ihm völlig unlöslich, während die p-Toluylsäure vollständig herausgelöst wird. Infolgedessen gelingt es mit diesem Lösungsmittel in technisch einfacher Weise, das Gemisch aus Terephthalsäure und p-Toluylsäure, das bei der technisch bedeutungsvollen Oxydation von p-Xylol anfällt, vollständig in reine Komponenten zu zerlegen. Die Löslichkeit der p-Toluylsäure in Aeetonitril beträgt bei 20' 2,96 g in ioo g Lösung, bei $2° 12,4 g in ioo g Lösung.
Der Temperaturkoeffizient der Löslichkeit ist also so groß, daß die Tol.uylsäure durch heiße Filtration vollständig aus der Terephthalsäure entfernt werden kann.
Die Zerlegung der Gemische kann, durch einfaches Herauslösen oder durch kontinuierliche Extraktion geschehen. Besonders vorteilhaft ist das Arbeiten mit heißem, z. B. siedendem Acetonitril.
Es ist zwar schon beschrieben worden, Terephthalsäure von Toluy lsäure durch Waschen mit Wasser bei Temperaturen zwischen ioo- und 200° unter Druck, Abfiltrieren .des Ungelösten. Waschen mit Wasser in der Nähe der kritischen Temperatur, Auflösen des Ungelösten in Alkalilaugen und Ansäuern der erhaltenen Lösung zu befreien. Demgegenüber bedeutet das vorliegende Verfahren der Extraktion der p-Toluylsäure mit Acetonitril, das sich bei wesentlich tieferen Temperaturen auch unter Normaldruck ausführen läßt, eine wesentliche Verbesserung, weil es durch einfache Extraktion, direkt zu reiner Terephthalsäure führt, ohne daß eine Umkristallisation erforderlich ist. Beispiel i ioGewichtsteile einer durch gemeinsame Fällung aus der Lösung der Alkalisalze mit Mineralsäure hergestellten Mischsäure mit der Säurezahl 652 (entsprechend 9i Gewichtsprozent Terephthalsäure und 9% p-Toluvlsäure) werden mit 94 Gewichtsteilen (= 120 #7olumteilen) Acetonitril am Rückflußkühler gekocht. Es hinterbleiben ungelöst 9,1 Gewichtsteile Terephthalsäure der Säurezahl 677 (theoretisch 675).; aus der Lösung kristallisieren beim Abkühlen 0,4 Gewichtsteile reine Toluylsäure der Säurezahl 41.1. aus (theoretische Säurezahl 412), Aus Gemischen mit höherem Anteil an Toluylsäure wird diese bei Verwendung von zu geringen Mengen Acetonitril nicht in einer Operation entfernt, aber auch hier wird aus der gelösten Phase reine p-Toluylsäure abgetrennt.
Aus io Gewichtsteilen eines in gleicher Weise wie im Beispiel i hergestellten Gemisches der Säurezahl 6o2, entsprechend 72 Gewichtsprozent Terephthalsäure, werden durch Auskochen mit 120 Volumteilen kochenden Acetonitrils 1,7 Gewichtsteile Toluylsäure der Säurezahl 415 (berechnet 412) und 8,3 Gewichtsteile einer Mischsäure der Säurezahl 63o (entsprechend 83 Gewichtsprozent Terephthalsäure) erhalten.
Bei erneuter Extraktion der Mischsäure mit 120 Volumteilen Acetonitril werden 7,1 Gewichtsteile Terephthalsäure der Säurezahl 676 erhalten, während aus der Lösung i Gewichtsteil Toluylsäure mit der Säurezahl 413 beim Eindampfen hinterbleibt.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Trennung von Terephthalsäure-p-Toluylsäure-Gemischen durch Behandlung mit Lösungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gemische mit Acetonitril, vorzugsweise siedendem Acetonitril, extrahiert.