JPH03284644A - 粗製イソフタル酸の精製法 - Google Patents
粗製イソフタル酸の精製法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
法およびそこで用いられる触媒系に関するものであり、
より詳細にはパラジウム−白金−ロジウム−、ルテニウ
ム−オスミウム−およびイリジウム−含有成分のうちの
少なくとも2種を含有するVIII族貴金属成分からな
る触媒床のかかる精製法における使用に関する。
テルの製造に用いられる出発物質の一種である6M製イ
ソフタル酸は比較的純度の低い工業縁または「粗製」イ
ソフタル酸から粗製テレフタル酸の精製に関するMey
erの米国特許第3,584,039号または5tac
k等の米国特許第4.405,809号に記載される種
類の貴金属触媒および水素を用いて精製することにより
得られている。この精製工程においては、粗製イソフタ
ル酸を高められた温度で水に溶解させ、生成する溶液を
粗製テレフタル酸の精製に関してPoh 1mannの
米国特許環3.726.915号に記載されるようにし
て、好ましくは炭素支持体上の貴金属代表的にはパラジ
ウムを含有する水素添加触媒の存在下に水素添加する。
種々の着色体が無色の生成物に変換される。
生成物は着色体を含有する。それゆえ精製イソフタル酸
中に残存するかかる着色体の濃度を減少させることが大
いに望ましい。精製イソフタル酸生成物の着色レベルは
一般に、精製イソフタル酸の溶液の光学濃度を測定する
ことによるかまたは固形の精製インフタル酸それ自体の
b零−値を測定することにより直接測定される。精製イ
ソフタル酸の光学濃度は水酸化ナトリウムまたは水酸化
アンモニウムのような溶媒中のその塩基性溶液の340
および400ナノメ一ターCnm)での吸光度として測
定される。
Scale)上での固体の5本−値の測定はHunte
rの丁he Measurement of Appe
arance、第8章第102〜132頁John W
iley & 5ons、 N、Y、、 N、Y、(1
975)。
ce、 Conceptsand Methods、
Quantitative Data and For
muIae、 第2版、第1.66−168頁、Jo
hn Wiley &5ons、 N、Y、、 N、Y
、(1982)に記載されている。
イノマツチ走査分光光度計(Dian。
ter)を用いて以下のようにして測定できる。精製イ
ソフタル酸を圧縮して厚さ約0.635cm(約0.2
5インチ)および直径的2.54cIl+(約1インチ
)を有するベレットとなす。次にこのベレットをtlV
をフィルターによって除去した白色光で照射した。試料
から反射された可視光線のスペクトルを測定しそして三
刺激値(XSYおよび2)を(jEスタンダードオブザ
ーバ−(Standard 0bserver)函数を
用いて計算する。等間隔波長法を用いると三刺激値は下
記方程式から得られる。
8.7□、およびT1はCIEイルミナント(CIE
Illuminant) D65の波長λでのスタンダ
ードオブザーバ−函数である。三刺激値X、YおよびZ
が視覚的にそれと一致する一次光の混合によって物体の
色を同定する。しかしながら三刺激値は色の規格として
の使用が限定される、なぜならこれらは色の外観の視覚
的に意味のある計数値と一致せずそして目視による差と
比較して色の間隔が均一ではないからである。その結果
、[ユニフォームカラースケール(UniformCo
lor 5cale)J([JC5)が採用された。こ
のものは視覚による反応を近似させるのに簡単な方程式
を用いるものである。ダイアノ(Diano)インスツ
ルメントにより使用されるこのUC5目盛は三刺激値を
以下に示されるようにしてL本、3本、およびbオー値
に変換するCIE 1976 L*a*b本式である
。
e(x/xo)””−(y/yo)”” !ビー20
0g(Y/YO)”3−(Z/Zo)l/3 jL本
−値はL本−100が純白であり、L*=0が黒色であ
りそして中間が灰色である場合の物体の明度または白色
度の尺度である。このLX−値は厳密に三刺激値Yの函
数である。b*−値は正の5本−値が黄色の外観を表わ
しそして負のb*−値が青色外観を表わす場合の黄色度
−青色度の計数値の尺度である。この5本−値は三刺激
値Yおよび2両者の函数である。
物はしばしば不純物を含有しており、このものが260
〜320ナノメーターの波長で励起されると約390お
よび400ナノメーターの波長で蛍光を発する。精製イ
ソフタル酸生成物のかかる蛍光をさらに低下させるのが
大いに望ましい。
り変動する可能性があるので、精製イソフタル酸生成物
に貯容されうるかかる蛍光の量についての規格がしばし
ば設定される。精製イソフタル酸によるかかる蛍光を制
御する問題は煩雑である。何故なら蛍光性不純物の炭種
かは可溶性で慣用のイソフタル酸精製操作により除去さ
れうるが、他の蛍光性不純物は不溶性であってかかる慣
用操作によっては除去できないからである。その上、粗
製イソフタル酸を精製する間に化学的に還元されると、
260〜320ナノメーターの波長で励起された場合に
390および400ナノメーターの波長で蛍光を発しな
い炭種かの不純物がそれらの還元型に変換され、そのも
のが260〜320ナノメーターの波長により励起され
た場合に390および400ナノメーターで蛍光を発す
る。
び第4.467.110号には水性テレフタル酸溶液の
精製への、多孔質炭素質表面上の貴金属組み合わせ触媒
例えばパラジウム/ロジウム触媒の使用カ開示されてい
る。この2件の特許にはまた、還元条件下でのロジウム
/炭素触媒の使用、および主要な不純物である4−カル
ボキシベンズアルデヒドを水素添加によりp−トルイル
酸に変換することによるテレフタル酸の精製に適する活
性および選択性を有する■族金属触媒のこれまで知られ
ている種々の製法が概説されている。
金−ロジウム−、ルテニウム−オスミウム−およびイリ
ジウム−含有成分のうちの少なくとも2種を含有する金
属成分からなる触媒系を前記した粗製イソフタル酸の精
製に使用し、そして前記触媒粒子の床に粗製イソフタル
酸の水溶液を通すと、精製イソフタル酸生成物中におけ
る着色体の濃度および蛍光性不純物の濃度が慣用のパラ
ジウム/炭素触媒単独を使用する場合に比較してさらに
減少されることが見出された。
℃迄の温度およびこの溶液を実質的に液相のままに保持
するに十分な圧力で、水素の存在下に粒状の触媒床に通
し、ここで該粒状の触媒床は活性炭素担体粒子上に支持
されたパラジウム−白金−ロジウム−ルテニウム−オ スミウム−およびイリジウム−含有成分のうちの少なく
とも2種を含有するVIII族貴金属含有成分からなっ
ているものとし、そして生成した水素添加された水溶液
を次に冷却して精製イソフタル酸を結晶化させることに
より該溶液から分離する、 ことからなる方法に関する。
に液相酸化することにより製造された粗製イソフタル酸
の精製に特に適する。mキシレンの触媒による液相酸化
に使用するのに適する溶媒には任意の脂肪族C2〜C,
モノカルボン酸例えば酢酸、プロピオン酸、n−酪酸、
イソ酪酸、n−吉草酸、トリメチル酢酸およびカプロン
酸、および水およびそれらの混合物が包含される。酢酸
と水の混合物が溶媒として好ましく、酸化反応器中に導
入された場合に1〜20重量%の水を含有する混合物が
より好ましい。
応器中の溶媒の気化により少なくとも部分的には散逸さ
れるので、溶媒の幾分かは反応器から蒸気として除去さ
れ、次にこれが凝縮されて反応器に再循環される。さら
に、溶媒の幾分かは生成物流中における液体として反応
器から除去される。生成物流から粗製イソフタル酸生成
物を分離したのち、生成物流中の母液(溶媒)の−船釣
には少なくとも一部分が反応器に再循環される。
分子状酸素源の酸素含量は空気中における酸素含量から
酸素ガスまで変動しうる。
成されるのを回避するために、反応器に導入される酸素
含有ガスは0.5〜8容量%の酸素(溶媒なしの状態に
基づき測定して)を含有する排ガス−蒸気混合物を生成
すべきである。
酸素を供給するに充分な酸素含有ガス供給速度を選択す
ることにより、凝縮器中のガス−蒸気混合物はかかる0
、5〜8容量%の酸素(溶媒なしに基づき測定)を有し
よう。
触媒はコバルト、マンガンおよび臭素成分からなってお
り、そして画業上知られた促進剤を付加的に含有しうる
。液相酸化における触媒のコバルト成分中のコバルト(
元素状コバルトとして計算)のm−キシレン′に対する
重量比はm−キシレンの1グラムモル当たす約0.2〜
約10ミリグラム原子(mga)の範囲内である。
素状コバルトとして計算)に対する触媒のマンガン成分
中のマンガンの重量比(元素状マンガンとして計算)は
コバルトl mga当たり約0.2〜約10mgaの範
囲内である。液相酸化における触媒のコバルトおよびマ
ンガン成分中の総コバルトおよびマンガン(元素状コバ
ルトおよび元素状マンガンとして計算)に対する触媒の
臭素成分中の臭素の重量比(元素状臭素として計算)は
総コバルトおよびマンガンのl mga当たり約0.2
〜約1.5mgaの範囲内である。
中にコバルト、マンガンおよび臭素の可溶性形態物を提
供しうるその任意の知られたイオン性のまたは結合した
形態で提供されうる。例えば、溶媒が酢酸媒体である場
合、コバルトおよび/またはマンガンのカーボネート、
アセテートテトラ水和物、および/または臭素が使用さ
れうる。適当な臭素源を用いることにより、臭素対組コ
バルトおよびマンガンミリグラム原子比0.2:1.0
〜1.5:1.0が得られる。かかる臭素源には元素状
臭素(Brz)、またはイオン性ブ0フィト(例えばH
Br、NaBr、 KBr、 NHaBr等)もしくは
酸化操作温度でブロマイドイオンを放出することが知ら
れている有機ブロマイド(例えばブロモベンゼン、ベン
ジルブロマイド、七ノーおよびジ−ブロモ酢酸、ブロモ
アセチルブロマイド、テトラブロモエタン、エチレンジ
−ブロマイド等)が包含される。分子状臭素およびイオ
ン性ブロマイド中の総臭素が元素状臭素対組コバルトお
よびマンガンミリグラム原子比0.2: 1.0〜1.
5:1.0の測定に用いられる。
オンは知られた分析方法により容易に測定されうる。例
えば、テトラブロモエタンは操作温度170°C〜22
5°Cで1グラムモル当たり約3グラム原子の有効臭素
を生成することが判明しt二。
キシレンと少なくとも70%の溶媒を実質的に液相に保
持する圧力である。気化ゆえに液相中にない溶媒および
m−キシレンは2%−ガス混合物きして酸化反応器から
除去され、凝縮されそして次に酸化反応器に戻される。
る適当な反応ゲージ圧は約Okg/crx”から約35
J1g/CI+”でありそして代表的には約1Oke/
cCから約30kg/cI+!!である。酸化反応器内
の温度は一般に約120°C1好ましくは約150℃か
ら約240℃までである。酸化反応器中における溶媒滞
留時間は一般に約20〜約150分であり、好ましくは
約30〜約120分である。
うな不純物を比較的大量に含有する比較的不純なすなわ
ち粗製のイソフタル酸のスラリーであり、これら不純物
は重量基準でイソフタル酸の約10.000 ppmま
で存在する可能性がある。これら不純物は不飽和ポリエ
ステル類を生成させるためのイソフタル酸重合反応に不
利な影響を及ぼしならびに生成する不飽和ポリエステル
重合体に望ましからぬ着色を生じうる。
られた温度および圧力で実施される。
もできる。精製すべき粗製イソフタル酸は水または同様
の極性溶媒中に溶解させる。
、比較的低分子量のアルキルカルボン酸を単独または水
と混合して使用することもできる。3−カルボキシベン
ズアルデヒドのm −トルイル酸への水素添加が触媒床
で起こる主要反応の一つである。
約100℃(約212”F)から約300°C(約57
2°F)であることができる。好ましい温度は約200
℃(約392°F)から約250℃(約482°F)で
ある。
度の如何による。実際的な量の不純なイソフタル酸が溶
解されうる温度はその極性溶媒の通常の沸点より実質的
に高いので、この方法の圧力はイソフタル酸溶液を液相
のままに保持するためには必然的に大気圧よりかなり高
くなる。反応器にヘッドスペースがある場合は、反応器
圧力はガス状水素単独またはそれとヘッドスペース中の
不活性ガス例えば水蒸気および/または窒素との混合物
により保持されうる。
較的水素分圧が低い場合に反応器水素分圧を調節する好
都合な手段を提供できる。この目的には、反応器に導入
するに先立って不活性ガスを水素と混合するのが好まし
い。一般に、水素添加中における反応器の圧力は約68
9.5kPa〜約6895kPa(約100〜約101
000psiであり、通常約2068 、5〜約310
2.75kPa(約300〜約450ps ig)であ
る。
、反応器中に予め定められた液体レベルを保持でき、そ
して水素は予め定められた液体レベルを保つに充分な速
度で供給することができる。実際の反応器圧と存在する
イソフタル酸溶液の蒸気圧の間の差が反応器蒸気スベス
中の水素分圧である。あるいはまた、水素を不活性ガス
例えば窒素と混合して供給する場合は、実際の反応器圧
と存在するイソフタル酸溶液の蒸気圧との差は水素とそ
れに混合された不活性ガスの分圧の合計である。この場
合水素分圧は混合物中に存在する水素および不活性ガス
の既知相対量から計算できる。
作様式においては、反応器中における水素分圧は反応器
の使用圧、不純なイソフタル酸の混入度、用いられる個
々の触媒の活性および寿命、およびその他の操作条件の
如何に応じて約68.95kPa(約10ps i )
から約1379kPa(約200psi)またはそれ以
上であるのが好ましい。
rd Corporation、 Newark、
New Jersey、からrPalladium
on Activated Carbon Granu
les(Carbon Code CG−5)Jの名称
の下に入手できる。
Corporat ionから rRhodium o
n Activated Car−bon Granu
les(Carbon Code CG−5)Jおよび
rRho−dlum on Activated Ca
rbon Granules (CarbonCode
CG−21)Jなる名称の下に入手できる。これらロ
ジウム/炭素触媒のいずれもN、 BET表面積約10
00+m”/グラムを有しそして米国ふるいシリーズで
4×8メツシユの粒度を有する。同様の寸法および表面
積を有する他の適当なロジウム/炭素およびパラジウム
/炭素触媒はJohnsonMaLthey Inc
、 5eabrook、 New Harnpsh
ireがらrl1766 Rhodium、 1%on
Steam ActivatedCarbon Gr
anules、 AnhydrousJなる名称の下に
入手しうる。同様に、適当なルテニウム/度素、白金/
炭素およびイリジウム/炭素触媒も商業的に入手しうる
。
0+m’/ l?(N= : BET法)好ましくは約
800m27g〜約1500111”/9を有する粒状
物の形態をしたココナツ木炭から得られるものである。
積要件が合致しさえすれば使用できる。ココナツ木炭に
加え、他の植物白米のまたは動物源由来の活性炭素も利
用できる。
オスミウムまたはイリジウムそれぞれの担体上への負荷
は触媒すなわち金属グラス活性炭素担体の総重量に基づ
きそして元素状金属として計算して約o、oJ〜約2重
量%である。
い。
成分が同じ活性炭素担体粒子上に支持されていて、従っ
てVIII族貴金属含有成分のそれぞれが触媒床全体に
わたって突貫的に均一に分配される。この態様において
は、個々の活性炭素担体粒子はVIII族貴金属含有成
分のすべてを含んでおり、そして触媒床中の■旅費金属
の相対量は各触媒粒子上の2種の■旅費金属の相対量に
より調節される。
の活性炭素担体粒子群上に支持されており、第2のVI
II族貴金属含有成分が第2の活性炭素担体粒子群上に
支持されており、そして前記第1の粒子群が前記第2の
粒子群とは分離され区別されているのも好ましい。この
態様においては、特定の活性炭素担体粒子がVIII族
貴金属含有成分の一方のみを含有し、そして触媒床中の
VIII族貴金属の相対量は活性炭素担体粒子のそれぞ
れの群で用いられるVIII族貴金属含有成分の相対量
によるか、または活性炭素担体粒子のそれぞれの群で用
いられる活性炭素担体粒子の相対量のいずれかにより調
節される。
2群のそれぞれが触媒床全体にわたり均一に分配されて
いる場合はVIII族貴金属含有成分も触媒床全体にわ
たって均一に分配されている。あるいはまたこの態様に
おいて、触媒床が層をなしておりそして(1)支質的に
前記第1粒子群のみを含有する少なくとも1つの層およ
び(2)突貫的に前記第2粒子群のみを含有する少なく
とも1つの層を有しており、従ってVIII族貴金属含
有成分は触媒床全体にわたって均一に分配されてない場
合もある。
III族貴金属含有成分のみを含有する前記第1粒子群
のみから実質的になる第Iの層に初めに通しそして次に
第2のVIII族貴金属含有成分のみを含有する前記第
2粒子群のみから実質的になる第2の層に通す。代表的
には第1の層対第2の層の重量比は約に100好ましく
は約1=20から約l:2好ましくは約1=4までであ
る。
間は触媒床中の溶液の総滞留時間の約1:2から約1:
100までである。次に水溶液を触媒床から直接とり出
すかまたは例えば、第1のVIII族貴金属含有成分の
みを含有する前記第1粒子群のみから実質的になるかま
たは第3のVIII族貴金属含有成分を含有する第3の
粒子群のみから実質的になる第3の層に水溶液を通した
のちにとり出す。
れよう。
(1インチ)、長さ16.51cm (6,5インチ
)の固定触媒床を備えた下行流式のパイロットプラント
反応器が用いられた。触媒床は実施例1では市販の粒状
のパラジウム/炭素触媒(40g、0.5重量%Pd、
Engelhard)単独で構成され、そして実施例
2および3ではこのロジウム/炭素触媒(49,0,5
重量%Rh)の粒状層および同じ市販のパラジウム/炭
素触媒(36g)の粒状層でlll1成された。*施例
2においては、パラジウム/炭素触媒が上層にあり、そ
して実施例3においてはロジウム/炭素触媒が上層にあ
った。
い米国特許第4,728,630号記載の操作に従い、
支持体としてノース・アメリカン(North Ame
rican)活性炭素G 201を用いて水中でpH2
で調製された。全ての触媒を熱時洗いそしてテレフタル
酸および水素の存在下にオートクレー1972時間エー
ジングさせた。反応器は約221°C(430°F)お
よび水素分圧約275.8kPa(約40psi)で操
作した。総反応器圧はそれぞれに約2620、1kPa
(約380psig)であった。約20重量%のイソフ
タル酸を含有する粗製イソフタル酸スラリーを溶液の供
給量毎時1.872gで反応器に供給した。得られる精
製イソフタル酸のb本−値、蛍光インデックス、および
340および400nmでの光学濃度を測定しそしてそ
の結果を下記第1表に示す。
が、当業者には代替態様および種々れら代替法も本発明
と等価であって本発明の精神および範囲内に該当する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)粗製イソフタル酸を精製するに当たり、極性溶媒中
の粗製イソフタル酸の溶液を約 100℃から約300℃迄の温度およびこの溶液を実質
的に液相のままに保持するに十分な圧力で、水素の存在
下に粒状の触媒床に通し、ここで該粒状の触媒床は活性
炭素担体粒子上に支持されたパラジウム−、白金−、ロ
ジウム−、ルテニウム−、オスミウム−およびイリジウ
ム−含有成分のうちの少なくとも2種を含有するVIII族
貴金属含有成分からなっているものとし、そして 生成した水素添加された溶液を次に冷却し て精製イソフタル酸を結晶化させることにより該溶液か
ら分離する、 ことからなる方法。 2)VIII族貴金属含有成分が同じ活性炭素担体粒子上に
支持されておりそしてVIII族貴金属含有成分のそれぞれ
が触媒床全体にわたって実質的に均一に分配されている
ことからなる請求項1記載の方法。 3)VIII族貴金属含有成分の1種が第1の活性炭素担体
粒子群上に支持されており、第2のVIII族貴金属含有成
分が第2の活性炭素担体粒子群上に支持されており、そ
して前記第1の粒子群が前記第2の粒子群とは分離され
区別されていることからなる請求項1記載の方法。 4)第1の粒子群および第2の粒子群のそれぞれが触媒
床全体にわたって実質的に均一に分配されていることか
らなる請求項3記載の方法。 5)触媒床が層をなしており、そして実質的に前記第1
粒子群のみを含有する少なくとも1つの層および実質的
に前記第2粒子群のみを含有する少なくとも1つの層を
有することからなる請求項3記載の方法。 6)溶液を、実質的に前記第1粒子群のみを含有する第
1の層に初めに通しそして次に実質的に前記第2粒子群
のみを含有する第2の層に通すことからなる請求項5記
載の方法。 7)第2の層に通した後そして触媒床から取りだす前に
溶液を、実質的に前記第1粒子群のみまたは第3のVII
I族貴金属含有成分を含有する第3粒子群のみのいずれ
かを含有する第3の層に通すことからなる請求項6記載
の方 法。 8)イソフタル酸溶液を約200℃から約250℃の温
度に保持し、そして水素が水素添加可能なすべての不純
物を水素添加するのに化学量論的に必要な量の約2倍存
在することからなる請求項1記載の方法。 9)触媒床を通るイソフタル酸溶液の空間速度が約5h
r^−^1から約25hr^−^1であることからなる
請求項1記載の方法。 10)触媒床を通るイソフタル酸水溶液の空間速度が約
10hr^−^1から約25hr^−^1であることか
らなる請求項9記載の方法。 11)第1の層におけるイソフタル酸溶液の滞留時間対
粒状の触媒床中におけるイソフタル酸水溶液の総滞留時
間が約1:100から約1:2であることからなる請求
項6記載の方法。 12)VIII族貴金属がパラジウム、ロジウム、白金、ル
テニウム、オスミウムまたはイリジウムのうちの少なく
とも2種であることからなる請求項1記載の方法。 13)VIII族貴金属がパラジウムおよびロジウムを包含
することからなる請求項12記載の方法。 14)VIII族貴金属のそれぞれが、触媒床の重量に基づ
きかつ元素状金属として計算して約0.01から約2重
量%の範囲内の同じかまたは異なる濃度で触媒床中に存
在することからなる請求項1記載の方法。 15)2種のVIII族貴金属が、元素状金属として計算し
て約1:100から約1:1の範囲の原子比で触媒床中
に存在することからなる請求項1記載の方法。 16)前記2種のVIII族貴金属が、元素状金属として計
算して約1:20から約1:4の範囲の原子比で触媒床
中に存在することからなる請求項15記載の方法。 17)第1粒子群がロジウム含有成分を含有し、そして
第2粒子群がパラジウム含有成分を含有することからな
る請求項6記載の方法。 18)第1粒子群がパラジウム含有成分を含有しそして
第2粒子群がロジウム含有成分を含有することからなる
請求項6記載の方法。 19)極性溶媒が水であることからなる請求項1記載の
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2081466A JP2879925B2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 粗製イソフタル酸の精製法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH03284644A true JPH03284644A (ja) | 1991-12-16 |
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