KR20140102761A - Process for producing terephthalic acid - Google Patents

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알라카난다 바타차리야
레이몬드 씨 시
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유오피 엘엘씨
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Abstract

p-톨루엔산이 풍부한 p-크실렌 스트림을 사용하는 테레프탈산의 제조 방법 및 장치가 개시된다. 상기 장치는 제1 및 제2 반응기 구역을 포함한다. 상기 반응기 구역은 동일한 반응기 내에 또는 상이한 반응기 내에 존재할 수 있다.A process and apparatus for producing terephthalic acid using a p-xylene stream rich in p-toluic acid are disclosed. The apparatus includes first and second reactor zones. The reactor zone may be in the same reactor or in a different reactor.

Figure P1020147019682
Figure P1020147019682

Description

테레프탈산의 제조 방법{PROCESS FOR PRODUCING TEREPHTHALIC ACID}PROCESS FOR PRODUCING TEREPHTHALIC ACID [0002]

우선권에 관한 진술STATEMENT OF PRIORITY

본 출원은 2011년 12월 29일에 출원된 미국 출원 제13/340,132호 및 제13/340,122호의 우선권 주장을 청구한다.This application claims priority from U.S. Serial Nos. 13 / 340,132 and 13 / 340,122, filed December 29, 2011.

발명의 분야Field of invention

본 발명은 테레프탈산 조성물, 및 p-크실렌을 포함하는 공급 원료로부터 테레프탈산을 제조하는 방법에 관한 것이다. 더욱 특히, 본 발명은 테레프탈산을 제조하기 위한 p-톨루엔산이 풍부한 p-크실렌 스트림의 산화 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a terephthalic acid composition, and to a process for preparing terephthalic acid from a feedstock comprising p-xylene. More particularly, the present invention relates to a process and apparatus for the oxidation of a p-toluene-rich p-xylene stream to produce terephthalic acid.

알킬 방향족 화합물, 예컨대 톨루엔 및 크실렌의 산화는 중요한 상업적인 공정이다. 예컨대 중합체 산업에서 사용되는 방향족 카르복실산, 예컨대 테레프탈산(1,4-벤젠디카르복실산) 및 이소프탈산(1,3-벤젠디카르복실산)을 비롯한 다양한 산화 생성물을 얻을 수 있다.Oxidation of alkylaromatic compounds such as toluene and xylene is an important commercial process. A variety of oxidation products can be obtained, including aromatic carboxylic acids used in the polymer industry, such as terephthalic acid (1,4-benzenedicarboxylic acid) and isophthalic acid (1,3-benzenedicarboxylic acid).

방향족 알콜, 방향족 알데히드, 방향족 케톤 및 방향족 카르복실산과 같은 산화 생성물은 산화 조건에서 및/또는 반응 혼합물이 냉각되면서 고화 또는 결정화될 수 있음이 공지되어 있다. 따라서, 소정 생성물의 순도를 증가시키기 위한 추가의 처리를 필요로 하는 산화 생성물의 혼합물이 생성될 수 있다. 예컨대 테레프탈산의 제조에서, 산화 생성물을 종종 미정제 테레프탈산으로서 지칭하는데, 왜냐하면 이것이 발색체(color body) 및 중간 산화 생성물, 특히 4-카르복시벤즈알데히드(4-CBA)를 함유하기 때문이다. 중합체 등급의 또는 정제된 테레프탈산을 얻기 위해서, 미정제 테레프탈산의 물 및/또는 용매로의 세정, 추가의 산화 또는 결정화 단계, 및 팔라듐 및 탄소를 포함하는 촉매를 일반적으로 포함하는 수소화 조건에서의 용해된 미정제 테레프탈산의 용액의 수소와의 반응을 비롯한 다양한 정제 단계가 당업계에 공지되어 있다. 종종 여러 개의 정제 단계가 이용된다.It is known that oxidation products such as aromatic alcohols, aromatic aldehydes, aromatic ketones and aromatic carboxylic acids can be solidified or crystallized under oxidizing conditions and / or as the reaction mixture is cooled. Thus, a mixture of oxidation products may be generated that requires further processing to increase the purity of a given product. For example, in the preparation of terephthalic acid, the oxidation product is sometimes referred to as crude terephthalic acid, since it contains a color body and an intermediate oxidation product, especially 4-carboxybenzaldehyde (4-CBA). In order to obtain polymer grade or purified terephthalic acid, it is advantageous to carry out the steps of washing the crude terephthalic acid with water and / or solvent, further oxidation or crystallization steps, and dissolving in hydrogenation conditions generally comprising palladium and carbon- Various purification steps are known in the art including the reaction of a solution of crude terephthalic acid with hydrogen. Often several purification steps are used.

US 2,833,816은 방향족 화합물의 상당하는 방향족 카르복실산으로의 산화 공정을 개시한다. 알킬 방향족 화합물의 액상 산화 공정은 산의 존재 하에서 산소 분자, 금속 또는 금속 이온, 및 브롬 또는 브롬화물 이온을 사용한다. 금속은 코발트 및/또는 망간을 포함할 수 있다. 예시적인 산은 1 내지 8 개의 탄소 원자를 포함하는 저급 지방족 모노 카르복실산, 특히 아세트산이다.US 2,833,816 discloses an oxidation process of aromatic compounds into corresponding aromatic carboxylic acids. The liquid phase oxidation process for alkylaromatics uses oxygen molecules, metal or metal ions, and bromine or bromide ions in the presence of an acid. The metal may comprise cobalt and / or manganese. Exemplary acids are lower aliphatic monocarboxylic acids containing from 1 to 8 carbon atoms, especially acetic acid.

US 6,355,835는 용매로서의 아세트산, 촉매로서의 코발트 염 및 개시제의 존재 하에서의 산화에 의한, 산소 또는 공기를 사용하는 크실렌 이성체의 액상 산화에 의한 벤젠 디카르복실산의 제조 공정을 개시한다. 산화 단계 후에는 반응 혼합물을 플래슁하여 휘발성 물질을 제거하는 단계, 및 재료를 냉각 및 여과하여 고체 생성물로서의 미정제 벤젠 디카르복실산 및 여액을 얻는 단계가 이어진다. 미정제 벤젠 디카르복실산을 재결정화시켜 99% 이상의 순도를 얻고 여액을 재순환시키는 단계도 개시되어 있다.US 6,355,835 discloses a process for the preparation of benzene dicarboxylic acids by liquid oxidation of xylene isomers using oxygen or air by oxidation in the presence of acetic acid as solvent, cobalt salt as catalyst and initiator. After the oxidation step, the reaction mixture is flashed to remove volatiles, and the material is cooled and filtered to obtain crude benzene dicarboxylic acid and filtrate as a solid product. Recrystallizing the crude benzene dicarboxylic acid to obtain a purity of 99% or more and recirculating the filtrate is also disclosed.

US 7,094,925는 알킬 방향족 화합물의 제조 공정을 개시한다. 상기 공정은 이온액의 존재 하에 산화제 또는 황 화합물을 혼합하는 단계를 포함한다. 공기, 이산소, 과산화물, 초과산화물(superoxide) 또는 활성 산소의 임의의 다른 형태, 아질산염, 질산염 및 질산 또는 질소의 다른 산화물 또는 옥시할라이드(수화물 또는 무수물)를 산화제로서 사용할 수 있다. 공정은 통상적으로 브뢴스테드 산성 조건 하에서 실시된다. 산화는 바람직하게는 메탄설폰산과 같은 산 촉진제를 함유하는 이온액 중에서 수행된다. 생성물은 바람직하게는 카르복실산 또는 케톤 또는 산화에서의 중간 화합물, 예컨대 알데히드 또는 알콜이다.US 7,094,925 discloses a process for the preparation of alkylaromatics. The process comprises mixing an oxidizing agent or a sulfur compound in the presence of an ionic liquid. Any other form of air, dioxygen, peroxide, superoxide or active oxygen, nitrite, nitrate and other oxides of nitric acid or nitrogen or oxyhalides (hydrates or anhydrides) may be used as the oxidizing agent. The process is typically carried out under Bronsted acidic conditions. The oxidation is preferably carried out in an ionic liquid containing an acid promoter such as methanesulfonic acid. The product is preferably a carboxylic acid or ketone or an intermediate compound in oxidation such as an aldehyde or an alcohol.

US 7,985,875는 이치환 또는 삼치환된 벤젠 또는 나프탈렌 화합물의 액상 산화에 의한 방향족 폴리카르복실산의 제조 공정을 개시한다. 상기 공정은 반응 구역에서 카르복실산 용매, 금속 촉매 및 촉진제의 존재 하에 방향족 화합물을 산화제와 접촉시키는 단계를 수반한다. 촉진제는 유기 양이온 및 브롬화물 또는 요오드화물 음이온을 포함하는 이온액이다. 촉진제를 (용매를 기준으로) 10-50,000 ppm의 농도 범위로 사용하며, 바람직한 범위는 10-1,000 ppm이다. 브롬 함유 화합물과 같은 다른 촉진제는 공정에 사용할 필요가 없다. 상기 공정으로 1.4-2.2%의 4-CBA를 갖는 미정제 테레프탈산(CTA)이 제조된다. 정제된 테레프탈산(PTA)을 얻기 위해 CTA의 정제가 요구된다.US 7,985,875 discloses a process for preparing aromatic polycarboxylic acids by liquid phase oxidation of disubstituted or trisubstituted benzene or naphthalene compounds. The process involves contacting the aromatic compound with an oxidizing agent in the presence of a carboxylic acid solvent, a metal catalyst and an accelerator in the reaction zone. The accelerator is an ionic liquid comprising an organic cation and a bromide or iodide anion. Accelerator is used in a concentration range of 10-50,000 ppm (based on the solvent), and the preferred range is 10-1,000 ppm. Other accelerators such as bromine containing compounds need not be used in the process. The above process produces crude terephthalic acid (CTA) with 1.4-2.2% of 4-CBA. Purification of CTA is required to obtain purified terephthalic acid (PTA).

US 2010/0174111은 테레프탈산과 같은 아릴 카르복실산의 정제 공정을 기재한다. 순수하지 않은 산을 이온액에 용해 또는 분산시킨다. 비용매(이온성 용매가 높은 용해성을 가지며 아릴 카르복실산이 용해도가 거의 없거나 없는 분자 용매로서 정의됨)를 용액에 첨가하여 정제된 산을 침전시킨다.US 2010/0174111 describes a process for the purification of aryl carboxylic acids such as terephthalic acid. The non-pure acid is dissolved or dispersed in the ionic liquid. The non-solvent (defined as a molecular solvent in which the ionic solvent has a high solubility and the aryl carboxylic acid has little or no solubility) is added to the solution to precipitate the purified acid.

US 7,692,036, US 2007/0155985, US 2007/0208193 및 US 2010/0200804는 산화 가능 화합물의 액상 산화를 실시하기 위한 공정 및 장치를 개시한다. 액상 산화는 비교적 저온에서 고효율 반응을 제공하는 버블 컬럼 반응기에서 실시한다. 산화된 화합물이 p-크실렌일 경우, 산화 반응으로부터의 생성물은 정제되어야 하는 CTA이다. 종래의 고온 공정에 비해 정제는 더 쉽다고 한다.US 7,692,036, US 2007/0155985, US 2007/0208193 and US 2010/0200804 disclose processes and apparatus for effecting liquid phase oxidation of oxidizable compounds. Liquid phase oxidation is carried out in a bubble column reactor which provides high efficiency reactions at relatively low temperatures. When the oxidized compound is p-xylene, the product from the oxidation reaction is CTA which must be purified. It is said that purification is easier than conventional high temperature processes.

본 발명은 p-크실렌의 테레프탈산으로의 산화 방법을 제공한다. 본 발명을 종래의 공정에서 관찰되는 것들에 비해 상이한 오염물 양을 갖는 테레프탈산 조성물의 제조에 사용할 수 있음이 발견되었다. 일부 구체예에서, 상기 방법에 의해 제조된 테레프탈산 조성물은 불순물 농도가 낮아서, 정제에 비용이 적게 든다. 일부 구체예에서, 본 발명으로 촉매 수소화를 이용하지 않고 중합체 등급의 또는 정제된 테레프탈산이 제조된다.The present invention provides a process for the oxidation of p-xylene to terephthalic acid. It has been found that the present invention can be used in the preparation of terephthalic acid compositions having different amounts of contaminants relative to those observed in conventional processes. In some embodiments, the terephthalic acid composition produced by the method has a low impurity concentration, thus reducing the cost of purification. In some embodiments, polymer grade or purified terephthalic acid is produced in the present invention without the use of catalytic hydrogenation.

본 발명의 일측면은 테레프탈산의 제조 방법이다. 일구체예에서, 상기 방법은 p-톨루엔산이 풍부한 p-크실렌 스트림을 제공하는 단계; 및 p-톨루엔산이 풍부한 p-크실렌 스트림, 이온액을 포함하는 용매, 브롬 공급원, 촉매 및 산화제를 접촉시켜 테레프탈산을 포함하는 생성물을 생성시키는 단계를 포함한다. 일측면에 있어서, p-톨루엔산이 풍부한 p-크실렌 스트림을 제공하는 단계는 p-크실렌, 카르복실산을 포함하는 제1 용매, 제1 브롬 공급원, 제1 촉매 및 제1 산화제를 제1 반응 구역에서 접촉시켜 p-크실렌 스트림을 생성시키는 단계를 포함한다.One aspect of the present invention is a method for producing terephthalic acid. In one embodiment, the method comprises providing a p-xylene stream rich in p-toluic acid; Toluene-rich p-xylene stream, a solvent comprising an ionic liquid, a bromine source, a catalyst and an oxidant to produce a product comprising terephthalic acid. In one aspect, the step of providing a p-xylene stream rich in p-toluic acid comprises contacting a first solvent comprising p-xylene, a carboxylic acid, a first bromine source, a first catalyst and a first oxidant in a first reaction zone Lt; RTI ID = 0.0 > p-xylene < / RTI > stream.

본 발명의 다른 측면은 알킬-방향족 화합물의 산화 장치를 포함한다. 일구체예에서, 상기 장치는 1 이상의 입구 및 1 이상의 출구를 갖는 제1 반응 구역; 1 이상의 입구 및 1 이상의 출구를 갖는 제2 반응 구역으로서, 1 이상의 제2 반응 구역 입구가 1 이상의 제1 반응 구역 출구와 유체 연통되어 있는 제2 반응 구역; 및 1 이상의 입구 및 1 이상의 출구를 갖는 정제 구역으로서, 1 이상의 정제 구역 입구가 1 이상의 제2 반응 구역 출구와 유체 연통되어 있고 1 이상의 정제 구역 출구가 1 이상의 제1 반응 구역 입구 또는 1 이상의 제2 반응 구역 입구 또는 둘다와 유체 연통되어 있는 정제 구역을 포함한다.Another aspect of the invention includes an apparatus for the oxidation of alkyl-aromatics. In one embodiment, the apparatus comprises a first reaction zone having at least one inlet and at least one outlet; A second reaction zone having at least one inlet and at least one outlet, wherein at least one second reaction zone inlet is in fluid communication with the at least one first reaction zone outlet; And a purification zone having at least one inlet and at least one outlet, wherein at least one purification zone inlet is in fluid communication with at least one second reaction zone outlet and wherein at least one purification zone outlet is in fluid communication with the at least one first reaction zone inlet, And a purification zone in fluid communication with the reaction zone inlet or both.

다른 구체예에서, 상기 방법은 p-톨루엔산을 포함하는 p-크실렌 스트림을 제공하는 단계로서, p-크실렌 스트림은, p-톨루엔산이 이로부터 생성되는 p-크실렌 스트림을 5 중량% 이상의 농도로 유지하는 공정에 의해 생성되는 단계; 이온액을 포함하는 용매, 브롬 공급원, 촉매, 상기 제공 단계의 p-크실렌 스트림 및 산화제를 접촉시켜 테레프탈산을 포함하는 생성물을 생성시키는 단계를 포함한다.In another embodiment, the process comprises providing a p-xylene stream comprising p-toluene acid, wherein the p-xylene stream comprises a p-xylene stream formed from p-toluene acid in a concentration of at least 5% A step formed by a process of retaining a material; Contacting a solvent comprising an ionic liquid, a bromine source, a catalyst, a p-xylene stream in the providing step and an oxidizing agent to produce a product comprising terephthalic acid.

다른 구체예에서, 상기 방법은 p-크실렌, 제1 용매, 제1 브롬 공급원, 제1 촉매 및 제1 산화제를 접촉시켜 p-톨루엔산이 풍부한 p-크실렌 스트림을 생성시키는 단계; p-톨루엔산이 풍부한 p-크실렌 스트림의 농도가 5 중량% 이상이 되도록 p-톨루엔산을 유지하는 단계; 및 p-톨루엔산이 풍부한 p-크실렌 스트림, 이온액을 포함하는 제2 용매, 제2 브롬 공급원, 제2 촉매, 제2 산화제를 접촉시켜 테레프탈산을 포함하는 생성물을 생성시키는 단계를 포함한다.In another embodiment, the method comprises contacting p-xylene, a first solvent, a first bromine source, a first catalyst and a first oxidant to form a p-toluene rich p-xylene stream; maintaining p-toluic acid so that the concentration of p-toluene-rich p-xylene stream is at least 5 wt%; And a p-xylene stream rich in p-toluic acid, a second solvent comprising an ionic liquid, a second bromine source, a second catalyst, and a second oxidant to produce a product comprising terephthalic acid.

도 1은 p-크실렌의 산화에 대한 반응도이다.
도 2는 정제 산화된 알킬 방향족 화합물의 제조 방법의 일구체예에 대한 일반적인 공정 흐름도이다.
도 3은 정제 산화된 알킬 방향족 화합물의 제조 방법의 다른 구체예에 대한 일반적인 공정 흐름도이다.
도 4는 단일 반응기를 갖는 구체예에 대한 공정 흐름도이다.
도 5는 2개 구역 연속 교반 탱크 반응기의 일구체예의 예시이다.
도 6은 2개 구역 플러그 플로우 버블링 반응기의 일구체예의 예시이다.
도 7은 불순물 농도에 대한 출발 물질의 영향을 나타내는 그래프이다.
Figure 1 is a diagram of the reaction for the oxidation of p-xylene.
Figure 2 is a general process flow diagram for one embodiment of a process for preparing purified oxidized alkylaromatics.
Figure 3 is a general process flow diagram for another embodiment of a process for preparing purified oxidized alkylaromatics.
Figure 4 is a process flow diagram for an embodiment having a single reactor.
Figure 5 is an illustration of one embodiment of a two zone continuous stirred tank reactor.
Figure 6 is an illustration of one embodiment of a two-zone plug flow bubbling reactor.
7 is a graph showing the influence of the starting material on the impurity concentration.

일반적으로, 본 발명은 테레프탈산 조성물, 및 p-크실렌의 테레프탈산으로의 산화 방법에 관한 것이다. 넓은 의미로, 본 발명은 p-톨루엔산이 풍부한 p-크실렌 스트림으로부터 테레프탈산을 제조하는 방법에 관한 것이다.In general, the present invention relates to a terephthalic acid composition, and to a process for the oxidation of p-xylene to terephthalic acid. In a broad sense, the present invention relates to a process for preparing terephthalic acid from a p-xylene stream rich in p-toluic acid.

하기에 논의하는 바와 같이, 출발 물질이 p-크실렌이 아닌 p-톨루엔산일 경우, 4-CBA의 생성은 훨씬 낮음이 발견되었다. 그 결과, p-톨루엔산이 풍부한 p-크실렌 공급 스트림으로의 출발이 바람직한 것으로 결정되었다.As discussed below, when the starting material was p-toluene, which is not p-xylene, the production of 4-CBA was found to be much lower. As a result, it was determined that the p-toluene-rich starting p-xylene feed stream was desirable.

또한, p-크실렌의 액상 산화를 통한 테레프탈산의 제조에 대한 일반적인 반응도가 도 1에 도시되어 있다. 일련의 반응에서, p-크실렌으로부터의 p-톨루엔산의 제조는 이온액 중에서보다 아세트산 중에서 더욱 빠르다. 그러나, 아세트산 단독 중에서보다는 이온액/아세트산 혼합물 중에서의 후속 반응이 더욱 빠르고 더욱 선택적이다.Also shown in Figure 1 is a general reaction diagram for the preparation of terephthalic acid via liquid phase oxidation of p-xylene. In a series of reactions, the preparation of p-toluic acid from p-xylene is faster in acetic acid than in ionic liquids. However, the subsequent reaction in an ionic liquid / acetic acid mixture rather than acetic acid alone is faster and more selective.

p-톨루엔산이 풍부한 p-크실렌 스트림은 산화, 알킬화 등을 포함하나 이에 한정되지 않는 임의의 적절한 방식으로 얻을 수 있다. 예컨대, 필요한 p-톨루엔산 함량을 갖는 스트림을 하기 설명하는 바와 같이 석유 또는 화학 처리 복합물 중 생성물 스트림으로서 생성시킬 수 있다. 초기 생성물 스트림이 필요한 순도를 갖지 않을 경우, 공지된 방법을 이용하여 소정 농도로 이를 정제할 수 있다.The p-toluene rich p-xylene stream can be obtained in any suitable manner including but not limited to oxidation, alkylation, and the like. For example, a stream having the desired p-toluene acid content can be produced as a product stream in a petroleum or chemical treatment complex as described below. If the initial product stream does not have the required purity, it can be purified to the desired concentration using known methods.

p-톨루엔산이 풍부한 p-크실렌 스트림은 5 중량% 이상 90 중량% 미만의 p-톨루엔산을 함유한다. 이는 통상적으로 10 중량% 이상, 또는 15 중량% 이상, 또는 20 중량% 이상, 또는 25 중량% 이상, 또는 30 중량% 이상, 또는 35 중량% 이상, 또는 40 중량% 이상, 또는 45 중량% 이상, 또는 50 중량% 이상, 또는 55 중량% 이상, 또는 60 중량% 이상, 또는 65 중량% 이상, 또는 70 중량% 이상, 또는 75 중량% 이상을 함유한다. 이는 85 중량% 미만, 또는 80 중량% 미만, 또는 75 중량% 미만, 또는 70 중량% 미만, 또는 65 중량% 미만, 또는 60 중량% 미만, 또는 55 중량% 미만, 또는 50 중량% 미만, 또는 45 중량% 미만, 또는 40 중량% 미만을 함유할 수 있다.The p-xylene stream rich in p-toluic acid contains not less than 5 wt% and less than 90 wt% p-toluene acid. It is typically at least 10 wt%, or at least 15 wt%, or at least 20 wt%, or at least 25 wt%, or at least 30 wt%, or at least 35 wt%, or at least 40 wt% Or 50 wt% or more, or 55 wt% or more, or 60 wt% or more, or 65 wt% or more, or 70 wt% or more, or 75 wt% or more. Less than 85 wt%, alternatively less than 80 wt%, alternatively less than 75 wt%, alternatively less than 70 wt%, alternatively less than 65 wt%, alternatively less than 60 wt%, alternatively less than 55 wt%, alternatively less than 50 wt% , Or less than 40% by weight.

p-톨루엔산 농도는 용액 중에서, 콜로이드로서, 또는 슬러리로서 유지시킨다.The p-toluic acid concentration is maintained in solution, as a colloid, or as a slurry.

상기 방법의 기본 단계는 (얻어진) p-톨루엔산이 풍부한 p-크실렌 스트림, 이온액을 포함하는 용매, 브롬 공급원, 촉매 및 산화제를 접촉시켜 테레프탈산을 포함하는 생성물을 생성시키는 단계를 수반한다.The basic steps of the process involve contacting the (obtained) p-toluene rich p-xylene stream, a solvent comprising an ionic liquid, a bromine source, a catalyst and an oxidant to produce a product comprising terephthalic acid.

접촉 단계(들)는 풀 스케일의 상업적 조작을 통해 연구실 스케일 실험으로 실시될 수 있다. 상기 방법은 회분식, 연속식 또는 반연속식 모드로 조작할 수 있다. 접촉 단계는 다양한 방식으로 수행할 수 있다. 성분(예컨대 p-톨루엔산이 풍부한 p-크실렌 스트림, 용매, 브롬 공급원, 촉매 및 산화제)의 첨가 순서는 중요하지 않다. 예컨대, 성분을 개별적으로 첨가할 수 있거나, 또는 다른 성분과 합하거나 혼합하기 전에 2 이상의 성분을 합하거나 혼합할 수 있다.The contact step (s) can be carried out in laboratory scale experiments through full scale commercial operation. The method may be operated in a batch, continuous or semi-continuous mode. The contacting step can be carried out in various ways. The order of addition of the components (e.g. p-xylene stream rich in p-toluic acid, solvent, bromine source, catalyst and oxidant) is not important. For example, the ingredients may be added separately, or two or more ingredients may be added or mixed prior to combining or combining with the other ingredients.

도 2는 정제 산화된 알킬 방향족 화합물의 제조 방법의 일구체예에 대한 일반적인 공정 흐름도이다.Figure 2 is a general process flow diagram for one embodiment of a process for preparing purified oxidized alkylaromatics.

공급물(200)을 산화제(215)와 함께 산화 구역(210)에 도입한다. 오버헤드 응축기(225)가 환류 스트림으로부터 열을 제거하여 반응 구역 온도를 제어하고, 흡수 구역(230) 및 탈수 구역(235)이 반응 구역으로부터 오프가스 및 물을 제거한다.The feed 200 is introduced into the oxidation zone 210 along with the oxidant 215. The overhead condenser 225 removes heat from the reflux stream to control the temperature of the reaction zone and the absorption zone 230 and dewatering zone 235 remove offgas and water from the reaction zone.

산화 구역(210)으로부터의 유출액(240)이 결정화 구역(300)으로 이송되어 결정화 공정을 완료시킨다. 결정화 구역(300)은 1 이상의 전 반응 구역 및/또는 1 이상의 결정화기를 포함할 수 있다. 전환율을 더욱 증가시키기 위해 전 반응 구역이 필요할 경우에는, 추가의 산화제가 필요하다. 결정화를 돕기 위해 전 반응 구역이 더 낮은 압력 및 더 낮은 온도에서 조작될 수 있다. 1 이상의 결정화기를 이용하여 더 낮은 온도에서 테레프탈산과 같은 생성물의 결정화를 완료시킨다. 불순물을 동시에 결정화시키지 않도록 주의해야 한다. 이온액을 포함하는 용매는, 불순물 및/또는 중간체가 용매에 남거나 테레프탈산으로 추가로 산화되어 동시에 결정화된 불순물을 실질적으로 감소시키지 않는 매질을 제공한다.The effluent 240 from the oxidation zone 210 is transferred to the crystallization zone 300 to complete the crystallization process. The crystallization zone 300 may comprise at least one pre-reaction zone and / or at least one crystallizer. If an entire reaction zone is needed to further increase the conversion rate, additional oxidant is needed. The entire reaction zone can be operated at lower pressure and lower temperature to aid crystallization. One or more crystallizers are used to complete crystallization of the product, such as terephthalic acid, at lower temperatures. Care should be taken not to simultaneously crystallize the impurities. The solvent comprising the ionic liquid provides a medium in which impurities and / or intermediates remain in the solvent or are further oxidized with terephthalic acid to not substantially reduce simultaneously crystallized impurities.

결정화된 생성물은 분리기 구역(305)에서 용매로부터 분리된다. 분리기 구역(305)은 당업계에 공지된 바의 필터, 원심 분리기 및 건조기 중 1 이상을 포함할 수 있다.The crystallized product is separated from the solvent in separator zone 305. The separator zone 305 may comprise one or more of filters, centrifuges and dryers as known in the art.

분리기 구역(305)에서 생성물 결정을 세정하기 위해 용매(310)를 사용한다. 정제된 생성물(315)을 건조하고 생성물 사일로에 보관한다. 보관 전에 생성물이 생성물 규격을 충족시키는 것을 보장하기 위해 추가의 분리 장치가 필요할 수도 있다.The solvent 310 is used to clean the product crystals in the separator zone 305. The purified product 315 is dried and stored in a product silo. Additional separation equipment may be required to ensure that the product meets product specifications before storage.

세정된 모액(320)은 용매 분리기 구역(325)으로 이송된다. 용매 분리는 당업자에게 공지된 바의 증발기, 증류 및/또는 분별화 컬럼, 막 분리기 등 중 1 이상을 포함할 수 있다. 이온액(260)이 산화 구역(210)으로 다시 재순환된다. 구성(make-up) 이온액(265)을 필요시 첨가할 수 있다.The cleaned mother liquor 320 is transferred to the solvent separator zone 325. The solvent separation may include one or more of evaporators, distillation and / or fractionation columns, membrane separators, etc., as known to those skilled in the art. The ionic liquid 260 is recirculated back to the oxidation zone 210. A make-up ionic liquid 265 can be added as needed.

촉매 회수를 위해 촉매(330)가 이송된다.The catalyst 330 is transported for catalyst recovery.

카르복실산 용매(335)가 탈수 구역(340)에서 탈수된다. 카르복실산 용매(205)가 산화 구역(210)으로 다시 재순환될 수 있다. 구성 카르복실산 용매(220)를 필요시 첨가할 수 있다. 폐수(345)가 제거된다.The carboxylic acid solvent (335) is dehydrated in the dehydration zone (340). The carboxylic acid solvent 205 may be recycled back to the oxidation zone 210. The constituent carboxylic acid solvent (220) can be added as needed. The wastewater 345 is removed.

도 3은 2개의 반응 구역을 갖는 구체예에 대한 일반적인 공정 흐름도이다.Figure 3 is a general process flow diagram for an embodiment having two reaction zones.

일부 구체예에서, 제1 반응 구역에서 임의의 유형의 공정을 이용할 수 있다. 예컨대, 상기 또는 다른 데에 기재된 특허에 논의된 상업적으로 이용 가능한 공정 중 임의의 것을 필요할 경우 이용할 수 있다.In some embodiments, any type of process may be utilized in the first reaction zone. For example, any of the commercially available processes discussed in the above or other patents may be used where necessary.

다른 구체예에서, 기재된 바의 산화 공정을 이용한다.In another embodiment, an oxidation process as described is used.

p-크실렌, 카르복실산 용매, 촉매, 브롬 공급원 및 존재할 경우 산화제(215)를 포함하는 공급물(200)이 제1 반응 구역(210)에 진입한다. 오버헤드 응축기(225)가 환류 스트림으로부터 열을 제거하여 반응 구역 온도를 제어하고, 흡수 구역(230) 및 탈수 구역(235)이 반응 구역으로부터 오프가스 및 물을 제거한다.A feed 200 comprising p-xylene, a carboxylic acid solvent, a catalyst, a bromine source and, if present, an oxidant 215 enters the first reaction zone 210. The overhead condenser 225 removes heat from the reflux stream to control the temperature of the reaction zone and the absorption zone 230 and dewatering zone 235 remove offgas and water from the reaction zone.

p-톨루엔산이 풍부한 p-크실렌 스트림인 제1 반응 구역으로부터의 생성물을 제2 산화 반응 구역(245)에 대한 공급물(240)로서 사용한다. 공급물은 카르복실산 용매, 이온액 용매, 촉매 및 브롬 공급원을 포함할 수 있다. 제2 산화 반응 구역(245)으로 가는 공급물은 또한 산화제(250) 및 재순환된 이온액 스트림(260)을 포함한다. 이온액 용매 스트림(260)은 구성 이온액(265) 뿐 아니라 회수된 이온액도 포함할 수 있다. The product from the first reaction zone, which is a p-toluene rich p-xylene stream, is used as feed 240 to the second oxidation reaction zone 245. The feed may comprise a carboxylic acid solvent, an ionic liquid solvent, a catalyst, and a bromine source. The feed to the second oxidation reaction zone 245 also includes an oxidant 250 and a recycled ionic liquid stream 260. The ionic liquid solvent stream 260 may include not only the constituent ionic liquid 265 but also the recovered ionic liquid.

제2 산화 반응 구역(245) 내의 용매는 카르복실산 용매 및 이온액을 포함할 수 있다. 종래의 공정에 비해, 과잉의 용매 부피를 피하기 위해 이온액을 사용시, 카르복실산 용매의 양이 감소된다.The solvent in the second oxidation reaction zone 245 may include a carboxylic acid solvent and an ionic liquid. Compared to conventional processes, when using an ionic liquid to avoid excess solvent volume, the amount of carboxylic acid solvent is reduced.

오버헤드 응축기(270)가 제2 산화 반응 구역(245)의 환류 스트림으로부터 열을 제거하여 반응기 온도를 제어하고, 흡수 구역(275) 및 탈수 구역(280)이 반응 구역으로부터 오프가스 및 물을 제거한다.The overhead condenser 270 removes heat from the reflux stream of the second oxidation reaction zone 245 to control the reactor temperature and the absorption zone 275 and dehydration zone 280 remove offgas and water from the reaction zone do.

제2 산화 반응 구역(245)은 제2 산화 반응 구역(245)으로 되돌아가는, 열 교환기(290)를 향하는 스트림(285)을 포함할 수 있다. 반응 구역 설계에 따라, 냉각기 리사이클 스트림이 증기 공간, 반응 구역의 상부 단계, 또는 플러그-플로우 반응 구역 내 적절한 위치로 되돌아갈 수 있다.The second oxidation reaction zone 245 may include a stream 285 directed to the heat exchanger 290, returning to the second oxidation reaction zone 245. Depending on the design of the reaction zone, the cooler recycle stream can be returned to the vapor space, the upper stage of the reaction zone, or the appropriate location in the plug-flow reaction zone.

제2 산화 반응 구역(245)으로부터의 유출물 혼합물(295)이 결정화 구역(300)으로 이송되어 결정화 공정을 완료시킨다. 결정화 구역(300)은 1 이상의 전 반응 구역 및/또는 1 이상의 결정화기를 포함할 수 있다. 전환율을 더욱 증가시키기 위해 전 반응 구역이 필요할 경우에는, 추가의 산화제가 필요하다. 결정화를 돕기 위해 전 반응 구역이 더 낮은 압력 및 더 낮은 온도에서 조작될 수 있다. 1 이상의 결정화기를 이용하여 더 낮은 온도에서 테레프탈산의 결정화를 완료시킨다.The effluent mixture 295 from the second oxidation reaction zone 245 is transferred to the crystallization zone 300 to complete the crystallization process. The crystallization zone 300 may comprise at least one pre-reaction zone and / or at least one crystallizer. If an entire reaction zone is needed to further increase the conversion rate, additional oxidant is needed. The entire reaction zone can be operated at lower pressure and lower temperature to aid crystallization. One or more crystallizers are used to complete the crystallization of terephthalic acid at lower temperatures.

결정화된 생성물은 분리기 구역(305)에서 용매로부터 분리된다. 분리기 구역(305)은 당업계에 공지된 바의 필터, 원심 분리기 및 건조기 중 1 이상을 포함할 수 있다.The crystallized product is separated from the solvent in separator zone 305. The separator zone 305 may comprise one or more of filters, centrifuges and dryers as known in the art.

분리기 구역(305)에서 생성물 결정을 세정하기 위해 용매(310)를 사용한다. 정제된 생성물(315)을 건조하고 생성물 사일로에 보관한다. 보관 전에 생성물이 생성물 규격을 충족시키는 것을 보장하기 위해 추가의 분리 장치가 필요할 수도 있다.The solvent 310 is used to clean the product crystals in the separator zone 305. The purified product 315 is dried and stored in a product silo. Additional separation equipment may be required to ensure that the product meets product specifications before storage.

세정된 모액(320)은 용매 분리기 구역(325)으로 이송된다. 이온액(260)이 제2 산화 반응 구역(245)에, 그리고 임의로 제1 반응기에서 이용된 공정에 따라서는 제1 산화 반응 구역에 다시 되돌아간다. 구성 이온액(265)을 필요시 첨가할 수 있다.The cleaned mother liquor 320 is transferred to the solvent separator zone 325. The ionic liquid 260 is returned to the second oxidation reaction zone 245 and optionally to the first oxidation reaction zone depending on the process used in the first reactor. The constituent ionic liquid 265 can be added as needed.

촉매 회수를 위해 촉매(330)가 이송된다.The catalyst 330 is transported for catalyst recovery.

카르복실산 용매(335)가 탈수 구역(340)에서 탈수된다. 카르복실산 용매(205)가 제1 산화 반응 구역(210)으로 다시 재순환될 수 있다. 구성 카르복실산 용매(220)를 필요시 첨가할 수 있다. 폐수(345)가 제거된다.The carboxylic acid solvent (335) is dehydrated in the dehydration zone (340). The carboxylic acid solvent 205 may be recycled back to the first oxidation reaction zone 210. The constituent carboxylic acid solvent (220) can be added as needed. The wastewater 345 is removed.

제1 및 제2 반응 구역은 필요할 경우 상이한 반응기 내에 존재할 수 있다. 그러나, 제2 티타늄 반응기의 추가로 공정 비용이 크게 증가한다. 또한, 기존 플랜트에 제2 반응기를 추가하는 것은 용이하게 가능하지 않을 수 있다.The first and second reaction zones may be present in different reactors if desired. However, the additional processing cost of the second titanium reactor is greatly increased. Also, adding a second reactor to an existing plant may not be readily possible.

따라서, 제1 및 제2 반응 구역은 필요할 경우 단일 반응기 내에 존재할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 반응 구역(210', 245')은 단일 반응기(350) 내의 2개의 구역이다. 2개의 구역을 적절히 설계함으로써, 동일한 결과를 얻을 수 있다.Thus, the first and second reaction zones may be present in a single reactor if desired. As shown in FIG. 4, the two reaction zones 210 ', 245' are two zones within a single reactor 350. By properly designing the two zones, the same result can be obtained.

도 5는 2개 구역이 설계된 연속 교반 탱크 반응기(CSTR)(400)의 구체예를 도시한다. 공급물(405)이 원환(annulus)과 같은 제1 반응 구역(410)에 진입한다. 공급물(405)은 촉매 및 용매로서의 카르복실산과 함께 알킬 방향족 화합물을 포함한다. 산화제(415)가 필요할 경우 가스 분배기 링(420)을 통해 제1 반응 구역(410)에 진입한다. 짧은 체류 시간, 예컨대 10 분 미만 내지 40 분 후, 제1 반응 구역(410)으로부터의 반응물 및 생성물(425)이 흘러넘쳐서 제2 반응 구역(430)으로 진입한다. p-크실렌을 출발 물질로서 사용할 경우, 제1 반응 구역(410)으로부터의 주요 생성물은 p-톨루엔산이어야 하는데, 이것이 제2 반응 구역(430)에서 추가로 반응하여 테레프탈산을 생성시킬 것이다. 오버헤드 카르복실산 및 물이 응축기(435) 내에서 응축되어 제1 반응 구역(410)으로 440을 되돌릴 것이다. 응축기(435)는 고상 잔류물(carryover)을 최소화하기 위해 반응기(400)의 상부에 위치한다. 제2 반응 구역에서의 반응 시간은 통상적으로 제1 반응 구역에서보다 길고, 예컨대 10 분 초과이다. 제1 및 제2 반응 구역에서의 반응 조건은 하기에 논의된 것들과 유사하다.Figure 5 shows an embodiment of a continuous stirred tank reactor (CSTR) 400 in which two zones are designed. Feed 405 enters a first reaction zone 410, such as an annulus. Feed 405 comprises an alkyl aromatic compound with a catalyst and a carboxylic acid as a solvent. The oxidant 415 enters the first reaction zone 410 through the gas distributor ring 420 if necessary. After a short residence time, e.g., less than 10 minutes to 40 minutes, the reactants and products 425 from the first reaction zone 410 overflow and enter the second reaction zone 430. When p-xylene is used as the starting material, the main product from the first reaction zone 410 must be p-toluic acid, which will react further in the second reaction zone 430 to produce terephthalic acid. The overhead carboxylic acid and water will condense in the condenser 435 to return 440 to the first reaction zone 410. The condenser 435 is located at the top of the reactor 400 to minimize the carryover. The reaction time in the second reaction zone is typically longer in the first reaction zone, for example over 10 minutes. The reaction conditions in the first and second reaction zones are similar to those discussed below.

제2 반응 구역(430)은 농도가 제어된다. 제2 반응 구역(430)에 산화제(450)를 도입하기 위해 제2 분배 링(445)이 존재한다. 제2 반응 구역(430)으로부터의 증기가 제1 반응 구역(410)을 통해 기포를 발생시켜 제1 반응 구역(410)에 적절한 혼합을 제공한다. 모액 및 이온액 용매(455)가 제2 반응 구역(430)의 바텀 가까이에 진입하여 제1 반응 구역(410)으로부터 오는 공급물(425)과 혼합된다. 제2 반응 구역(430)의 생성물(460)이 내부 또는 외부 공기 제거기(465)를 통해 나온다. 이온액 대 카르복실산 비를 제어하기 위해, 응축기(420)로부터의 특정량의 카르복실산이 필요할 경우 구성 카르복실산(475)과 함께 제2 반응 구역(430)에 470을 되돌릴 수 있다.The concentration of the second reaction zone 430 is controlled. There is a second distribution ring 445 for introducing the oxidant 450 into the second reaction zone 430. Vapor from the second reaction zone 430 generates bubbles through the first reaction zone 410 to provide proper mixing in the first reaction zone 410. The mother liquor and ionic liquid solvent 455 enter the bottom of the second reaction zone 430 and mix with the feed 425 coming from the first reaction zone 410. The product 460 of the second reaction zone 430 exits through an internal or external air remover 465. In order to control the ionic liquid to carboxylic acid ratio, a specific amount of carboxylic acid from the condenser 420 can be returned to the second reaction zone 430 with the constituent carboxylic acid 475, if necessary.

CSTR 반응기는 제2 반응 구역(430)의 내용물을 혼합하기 위해 배플(485)을 구비하는 임펠러(480)를 포함한다.The CSTR reactor includes an impeller 480 having a baffle 485 for mixing the contents of the second reaction zone 430.

도 6은 제1 반응 구역(505) 및 제2 반응 구역(510)을 포함하는 2개 구역 플러그 플로우 버블링 반응기(500)를 도시한다. 알킬 방향족 화합물, 카르복실산 용매 및 촉매를 포함하는 공급물(515)이 제1 반응 구역(505)에 진입한다. 산화제가 제1 반응 구역(505)에 첨가된다. 제1 반응 구역(505)은 제2 반응 구역(510) 위에 위치한다. 반응물 및 생성물(520)이 제1 반응 구역(505)의 상부로부터 흘러 넘쳐서 제2 반응 구역(510)으로 간다. 이온액 용매 및 모액을 포함하는 제2 반응 구역(510)에 대한 공급물(525)이 제2 반응 구역(510)의 상부 가까이에 도입된다. 오버헤드 아세트산 및 물이 응축기(530)에서 응축되어 제1 반응 구역(505)으로 535를 되돌린다.FIG. 6 illustrates a two-zone plug flow bubbling reactor 500 including a first reaction zone 505 and a second reaction zone 510. A feed 515 comprising an alkyl aromatic compound, a carboxylic acid solvent and a catalyst enters the first reaction zone 505. An oxidant is added to the first reaction zone (505). The first reaction zone 505 is located above the second reaction zone 510. Reactants and products 520 flow from the top of the first reaction zone 505 to the second reaction zone 510. A feed 525 for a second reaction zone 510 containing an ionic liquid solvent and mother liquor is introduced near the top of the second reaction zone 510. The overhead acetic acid and water are condensed in the condenser 530 to return 535 to the first reaction zone 505.

제2 반응 구역(510)에 산화제(55)를 도입하기 위해 분배 링(550)이 존재한다. 제2 반응 구역(510)으로부터의 증기가 제1 반응 구역(505)을 통해 기포를 발생시켜 제1 반응 구역(505)에 적절한 혼합을 제공한다. 제2 반응 구역(510)의 생성물(560)이 제2 반응 구역(510)의 중간에서 내부 또는 외부 공기 제거기(465)를 통해 나온다. 이온액 대 카르복실산 비를 제어하기 위해, 응축기(530)로부터의 카르복실산(540)이 필요할 경우 구성 카르복실산(545)과 함께 제2 반응 구역(510)에 되돌아갈 수 있다.A distribution ring 550 is present to introduce the oxidant 55 into the second reaction zone 510. Vapor from the second reaction zone 510 generates bubbles through the first reaction zone 505 to provide proper mixing in the first reaction zone 505. The product 560 of the second reaction zone 510 exits through the inner or outer air remover 465 in the middle of the second reaction zone 510. To control the ionic liquid to carboxylic acid ratio, the carboxylic acid 540 from the condenser 530 can be returned to the second reaction zone 510 with the constituent carboxylic acid 545 if necessary.

생성물 회수 공정 및 장비는 2개의 반응기 시스템에 대해 상기 설명한 것과 유사할 수 있다.The product recovery process and equipment may be similar to those described above for the two reactor systems.

용매는 1 이상의 이온액을 포함한다. 필요할 경우, 2 이상의 이온액을 사용할 수 있다.The solvent includes at least one ionic liquid. If necessary, two or more ionic liquids can be used.

일반적으로, 이온액은 양이온이 음이온과 전하 균형을 이룬 이온으로 구성된 비수성의 유기 염이다. 이들 물질은 융점이 종종 100℃ 이하로 낮고, 검출 불가능한 증기압을 가지며, 양호한 화학적 및 열적 안정성을 갖는다. 염의 양이온 전하는 헤테로 원자 전체에 편재화되고, 음이온은 임의의 무기, 유기 또는 유기 금속 종일 수 있다.Generally, an ionic liquid is a non-aqueous organic salt composed of ions in which the cation is balanced with the anion. These materials often have melting points as low as 100 占 폚 or less, have an undetectable vapor pressure, and have good chemical and thermal stability. The cationic charge of the salt is polarized throughout the heteroatom, and the anion can be any inorganic, organic or organometallic species.

대부분의 이온액이 산성 양성자를 함유하지 않는 양이온으로부터 형성된다. 이온액의 합성은 일반적으로 하기의 2 부분으로 나뉠 수 있다: 소정 양이온의 생성, 및 음이온 교환에 의한 소정 생성물 형성. 예컨대 아민 또는 포스핀의 사급화는 이온액의 양이온의 합성의 초기 단계이다. 사급화 반응에 의해 직접 소정 음이온을 형성하는 것이 불가능한 경우, 추가 단계가 요구된다.Most ionic liquids are formed from cations that do not contain acidic protons. The synthesis of ionic liquids can generally be divided into two parts: the formation of certain cations, and the formation of certain products by anion exchange. For example, quaternization of amines or phosphines is an early step in the synthesis of cations of ionic liquids. If it is impossible to directly form a predetermined anion by the quaternization reaction, an additional step is required.

이온액을 제조하기 위한 수십만의 단순한 이온 조합, 및 거의 무한(1018) 수의 가능한 이온액 혼합물이 추정된다. 이는, 음이온, 양이온 및 혼합물 농도를 선택함으로써 특정 용도에 맞추기 위한 소정 특성을 갖는 이온액을 설계하는 것이 가능해야 함을 의미한다. 특정 용도에 대한 특정 융점, 점도, 밀도, 소수성, 혼화성 등을 제공하기 위해 이온액을 조절 또는 조정할 수 있다. 이온액에서 실시되는 공정의 열역학 및 반응 역학은 종래의 매질에서와는 상이하다. 이는 촉매 반응, 분리, 조합된 반응/분리 공정, 열 전달제, 유압 유체, 페인트 첨가제, 전기 화학 용도 뿐 아니라 다수의 다른 것에 대한 새로운 기회를 만든다. 이온액은 깨끗한 제조, 예컨대 "녹색 화학"에 대한 기초를 제공하면서 휘발성 유기 화합물(VOC)을 방출하지 않는다.Hundreds of thousands of simple ion combinations for producing ionic liquids, and a nearly infinite (10 18 ) number of possible ionic liquid mixtures are estimated. This means that it should be possible to design an ionic liquid having certain characteristics to suit the particular application by selecting the anion, cation and mixture concentration. The ionic liquid may be adjusted or adjusted to provide a specific melting point, viscosity, density, hydrophobicity, miscibility, etc. for a particular application. The thermodynamics and the reaction kinetics of the processes carried out in ionic liquids are different from those in conventional media. This creates new opportunities for catalysis, separation, combined reaction / separation processes, heat transfer agents, hydraulic fluids, paint additives, electrochemical applications, as well as many others. Ionic liquids do not release volatile organic compounds (VOCs), providing a basis for clean manufacturing, such as "green chemistry. &Quot;

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유기 양이온은 직쇄형, 분지형 또는 환형의 헤테로알킬 단위를 포함할 수 있다. 용어 "헤테로알킬"은 양이온을 형성할 수 있는 질소, 산소, 황, 붕소, 비소, 붕소, 안티몬, 알루미늄 또는 인에서 선택된 1 이상의 헤테로 원자를 포함하는 양이온을 지칭한다. 헤테로 원자는 1 이상의 다른 헤테로 원자를 갖고 형성되는 고리, 예컨대 거기에 부착된 치환 또는 비치환 직쇄형 또는 분지쇄형 알킬 단위를 가질 수 있는 피리디닐, 이미다졸 고리의 일부일 수 있다. 또한, 양이온은 충분한 수의 치환 또는 비치환 직쇄형 또는 분지쇄형 알킬 단위가 헤테로 원자에 부착되어 양이온이 형성되는 단일 헤테로 원자일 수 있다.Organic cations may include linear, branched, or cyclic heteroalkyl units. The term "heteroalkyl" refers to a cation that contains at least one heteroatom selected from nitrogen, oxygen, sulfur, boron, arsenic, boron, antimony, aluminum or phosphorus capable of forming a cation. Hetero atoms may be part of a pyridinyl, imidazole ring which may have a ring formed with one or more other heteroatoms, such as substituted or unsubstituted straight or branched chain alkyl moieties attached thereto. In addition, the cation may be a single heteroatom wherein a sufficient number of substituted or unsubstituted straight or branched chain alkyl units are attached to the heteroatom to form a cation.

알킬화되어 양이온 단위를 형성할 수 있는 복소환 및 헤테로아릴 단위의 비제한적인 예는 이미다졸, 피라졸, 티아졸, 이소티아졸, 아자티아졸, 옥소티아졸, 옥사진, 옥사졸린, 옥사자보롤, 디티아졸, 트리아졸, 셀레노졸, 옥사포스폴, 피롤, 보롤, 푸란, 티오펜, 포스폴, 펜타졸, 인돌, 인돌린, 옥사졸, 이소티아졸, 테트라졸, 벤조푸란, 디벤조푸란, 벤조티오펜, 디벤조티오펜, 티아디아졸, 피리딘, 피리미딘, 피라진, 피리다진, 피페라진, 피페리딘, 모르폴린, 피란, 아놀린, 프타랄진, 퀴나졸린 및 퀴녹살린을 포함한다.Non-limiting examples of heterocyclic and heteroaryl units that may be alkylated to form a cationic unit include imidazole, pyrazole, thiazole, isothiazole, azathiazole, oxothiazole, oxazine, oxazoline, And examples of the organic solvent include dicyclohexylcarbodiimide, dicyclohexylcarbodiimide, dicyclohexylcarbodiimide, dicyclohexylcarbodiimide, dicyclohexylcarbodiimide, dicyclohexylcarbodiimide, dicyclohexylcarbodiimide, Include furan, benzothiophene, dibenzothiophene, thiadiazole, pyridine, pyrimidine, pyrazine, pyridazine, piperazine, piperidine, morpholine, pyran, anoline, phthalazine, quinazoline and quinoxaline do.

이온액의 음이온 부분은 무기, 유기 또는 유기 금속 모이어티를 포함할 수 있다. 음이온의 비제한적인 예는 무기 음이온: 할로겐(예컨대, F, Cl, Br 및 I); 붕소화물, BX4(식 중, X는 할로겐(예컨대, BF4, BCl4) 등; 인산염(V), PX6; PF6 등; 비산염(V), AsX6; AsF6 등; 안티몬산염(V)(안티몬), SbX6; SbF6 등; CO3 2-; NO2 1-, NO3 1-, SO4 2-, PO4 3-, (CF3)SO3 1- 및 이들의 유도체를 포함한다.The anion portion of the ionic liquid may comprise an inorganic, organic or organic metal moiety. Non-limiting examples of anions include inorganic anions: halogens (e.g., F, Cl, Br, and I); Of borides, BX 4 (formula, X is a halogen (e.g., BF 4, BCl 4), and the like; phosphate (V), PX 6; PF 6 , and the like; arsenate (V), AsX 6; AsF 6 , and the like; antimonate (V) (antimony), SbX 6; SbF 6, such as; CO 3 2-; NO 2 1- , NO 3 1-, SO 4 2-, PO 4 3-, (CF 3) SO 3 1- and their Derivatives.

이온액 음이온의 다른 비제한적인 예는 치환된 아졸레이트, 즉 1 및 3 위치에 질소 원자를 갖는 5원 복소환 방향족 고리(이미다졸레이트); 1, 2 및 3 위치에 질소 원자를 갖는 5원 복소환 방향족 고리(1,2,3-트리아졸레이트); 또는 1, 2, 4 위치에 질소 원자를 갖는 5원 복소환 방향족 고리(1,2,4-트리아졸레이트)를 포함한다. 고리로의 치환은 질소 위치에 있지 않은 위치(이들은 탄소 위치임)에서 일어나며, 복소환 아졸레이트 코어에 부가된 CN(시아노-), NO2(니트로-) 및 NH2(아미노) 기를 포함한다.Other non-limiting examples of ionic liquid anions include substituted azolates, a 5-membered heterocyclic aromatic ring (imidazolylate) having a nitrogen atom at positions 1 and 3; A 5-membered heterocyclic aromatic ring (1,2,3-triazololate) having nitrogen atoms at 1, 2 and 3 positions; Or a 5-membered heterocyclic aromatic ring (1,2,4-triazolate) having nitrogen atoms at 1, 2 and 4 positions. It includes groups, and NH 2 (amino), NO 2 (nitro) substitution of a ring is a CN (cyano) addition takes place at a position (these being carbon position) are not on the nitrogen position, the heterocyclic azole rate Core .

음이온의 추가의 비제한적인 예는 치환 또는 비치환 붕소화물: B(R)4; 치환 또는 비치환 황산염: (RO)S(=O)2O; 치환 또는 비치환 아실 단위 RCO2, 예컨대, 아세트산염 CH3CO2, 프로피온산염, CH3CH2CO2, 부티르산염 CH3CH2CH2CO2 및 벤질레이트, C6H5CO2; 치환 또는 비치환 인산염: (RO)2P(=O)O; 치환 또는 비치환 카르복실산염: (RO)C(=O)O; 치환 또는 비치환 아졸레이트를 포함하며, 여기서 아졸레이트는 시아노, 니트로 및 아미노에서 선택된 단위로 탄소 원자 상에서 치환될 수 있다. R은 유기, 무기 또는 유기 금속 기일 수 있다. R의 비제한적인 예는 수소; 치환 또는 비치환 직쇄형, 분지쇄형 및 환형 알킬; 치환 또는 비치환 직쇄형, 분지쇄형 및 환형 알콕시; 치환 또는 비치환 아릴; 치환 또는 비치환 아릴옥시; 치환 또는 비치환 복소환; 치환 또는 비치환 헤테로아릴; 아실; 실릴; 보릴; 포스피노; 아미노; 티오; 및 셀레노를 포함한다.Further non-limiting examples of anions include substituted or unsubstituted borides: B (R) 4 ; Substituted or unsubstituted sulphate: (RO) S (= O) 2 O; Substituted or unsubstituted acyl units RCO 2 such as acetate CH 3 CO 2 , propionate, CH 3 CH 2 CO 2 , butyrate CH 3 CH 2 CH 2 CO 2 and benzylate, C 6 H 5 CO 2 ; Substituted or unsubstituted phosphates: (RO) 2 P (= O) O; Substituted or unsubstituted carboxylate: (RO) C (= O) O; Substituted or unsubstituted azolates, wherein the azolate may be substituted on the carbon atom in units selected from cyano, nitro and amino. R can be an organic, inorganic, or organometallic group. Non-limiting examples of R are hydrogen; Substituted or unsubstituted straight, branched or cyclic alkyl; Substituted or unsubstituted straight, branched or cyclic alkoxy; Substituted or unsubstituted aryl; Substituted or unsubstituted aryloxy; A substituted or unsubstituted heterocyclic ring; Substituted or unsubstituted heteroaryl; Acyl; Silyl; Boryl; Phosphino; Amino; Thio; And seleno.

일구체예에서, 사용에 적절한 이온액은 이미다졸륨 이온액, 피리디늄 이온액, 테트라 알킬 암모늄 이온액 및 포스포늄 이온액 중 1 이상을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 1 초과의 이온액을 사용할 수 있다. 이미다졸륨, 피리디늄 및 암모늄 이온액은 1 이상의 질소 원자를 포함하는 양이온을 갖는다. 포스포늄 이온액은 1 이상의 인 원자를 포함하는 양이온을 갖는다. 일구체예에서, 이온액은 알킬 이미다졸륨, 디-알킬 이미다졸륨 및 이의 조합에서 선택되는 양이온을 포함한다. 다른 구체예에서, 이온액은 할라이드, 아세트산염, 카르복실산염 및 이의 조합에서 선택되는 음이온을 포함한다. 이온액은 1-부틸 3-메틸 이미다졸륨 아세테이트(BMImOAc), 1-부틸 3-메틸 이미다졸륨 브로마이드(BMImBr), 1-헥실 3-메틸 이미다졸륨 아세테이트 및 1-헥실 3-메틸 이미다졸륨 브로마이드 중 1 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment, the ionic liquid suitable for use includes, but is not limited to, one or more of an imidazolium ionic liquid, a pyridinium ionic liquid, a tetraalkylammonium ionic liquid, and a phosphonium ionic liquid. More than one ionic liquid may be used. The imidazolium, pyridinium and ammonium ionic liquids have a cation containing at least one nitrogen atom. The phosphonium ionic liquid has a cation containing one or more phosphorus atoms. In one embodiment, the ionic liquid comprises a cation selected from alkyl imidazolium, di-alkyl imidazolium, and combinations thereof. In another embodiment, the ionic liquid comprises anions selected from halides, acetic acid salts, carboxylic acid salts and combinations thereof. The ionic liquid was prepared by dissolving 1-butyl 3-methyl imidazolium acetate (BMImOAc), 1-butyl 3-methyl imidazolium bromide (BMImBr), 1-hexyl 3-methyl imidazolium acetate and 1-hexyl 3- Zolybromide. ≪ / RTI >

이온액은 제공될 수 있거나, 또는 이는 적절한 전구체로부터 동일계로부터 생성될 수 있거나, 또는 둘다일 수 있다. 이것이 동일계에서 생성될 경우, 용매는 1 이상의 이온액의 전구체를 포함한다. 이온액 전구체는 알킬 이미다졸, 알킬 피리딘, 알킬 아민, 알킬 포스핀 등과 같은 양이온 전구체, 및 알킬 또는 아릴 할라이드 또는 아세트산염과 같은 음이온 전구체를 포함한다. 일구체예에서, 전구체는 메틸 이미다졸 및 부틸 브로마이드이다.An ionic liquid may be provided, or it may be generated from the same system from a suitable precursor, or both. When this is produced in situ, the solvent comprises at least one precursor of the ionic liquid. Ionic liquid precursors include cationic precursors such as alkylimidazoles, alkylpyridines, alkylamines, alkylphosphines, and the like, and anionic precursors such as alkyl or aryl halides or acetic acid salts. In one embodiment, the precursors are methyl imidazole and butyl bromide.

이온액 전구체의 도입 양태는 산화되는 알킬 방향족의 성질 및 원하는 생성물의 성질 및 순도에 따라 달라질 수 있다. 추가의 일양태에서, 양이온 전구체 및 음이온 전구체(일반적으로 실온 및 실압에서 액체)를 카르복실산(예컨대, 아세트산) 용매와 혼합하고, 산화 반응기(들)에 도입한다. 다른 첨가 양태에서, 이온액 전구체를 알킬 방향족 공급물과 혼합하고 산화 반응기에 도입할 수 있다. 다른 추가 양태에서, 양이온 및 음이온 이온액 전구체 성분 모두를 공급물, 카르복실산 용매 및 촉매 패키지와 같은 임의의 다른 산화 반응기 성분과 예비 혼합하지 않고, 반응기의 바텀에 도입할 수 있다.The manner of introduction of the ionic liquid precursor may depend on the nature of the alkylaromatics to be oxidized and on the nature and purity of the desired product. In a further embodiment, a cation precursor and an anion precursor (generally liquid at room temperature and pressure) are mixed with a carboxylic acid (e.g., acetic acid) solvent and introduced into the oxidation reactor (s). In other additional embodiments, the ionic liquid precursor may be mixed with an alkyl aromatic feed and introduced into an oxidation reactor. In other further embodiments, both the cationic and anionic ionic liquid precursor components may be introduced into the bottom of the reactor without premixing with any other oxidation reactor component, such as a feedstock, a carboxylic acid solvent, and a catalyst package.

용매는 또한 카르복실산을 포함할 수 있다. 카르복실산을 용매에 사용할 경우, 카르복실산의 양은 과도한 용매 부피를 피하기 위해 종래 공정에 비해 감소시킨다. 카르복실산은 바람직하게는 1 내지 7 개의 탄소 원자를 갖는다. 일구체예에서, 카르복실산은 아세트산을 포함한다. 용매는 1 초과의 카르복실산을 함유할 수 있다. 예컨대, 용매는 벤조산을 더 포함할 수 있다. 다른 구체예에서, 용매의 카르복실산은 아세트산이다.The solvent may also include a carboxylic acid. When a carboxylic acid is used in a solvent, the amount of the carboxylic acid is reduced as compared with the conventional process in order to avoid an excessive solvent volume. The carboxylic acid preferably has 1 to 7 carbon atoms. In one embodiment, the carboxylic acid comprises acetic acid. The solvent may contain more than one carboxylic acid. For example, the solvent may further comprise benzoic acid. In another embodiment, the carboxylic acid of the solvent is acetic acid.

일구체예에서, 용매는 카르복실산 대 이온액의 비가 중량 기준으로 1:16~16:1, 또는 중량 기준으로 1:9~9:1, 또는 중량 기준으로 3:17~17:3, 또는 중량 기준으로 1:4~4:1, 또는 중량 기준으로 1:3~3:1, 또는 중량 기준으로 3:7~7:3, 또는 중량 기준으로 7:13~13:7, 또는 중량 기준으로 2:3~3:2, 또는 중량 기준으로 9:11~11:9, 또는 중량 기준으로 1:1 범위이다. 일구체예에서, 용매는 5 중량 초과의 이온액, 또는 6 중량% 이상의 이온액, 또는 10 중량% 이상의 이온액, 또는 15 중량% 이상의 이온액, 또는 20 중량% 이상의 이온액, 또는 25 중량% 이상의 이온액, 또는 30 중량% 이상의 이온액, 또는 35 중량% 이상의 이온액, 또는 40 중량% 이상의 이온액, 또는 45 중량% 이상의 이온액을 함유한다. 이온액의 양에는 존재할 경우 이온액 전구체가 포함된다. 하기 논의된 용액 중에서 이온 염을 형성할 수 있는 임의의 이온성 고체 또는 물질이 이온액의 양에 포함된다.In one embodiment, the solvent is selected such that the ratio of carboxylic acid to ionic liquid is from 1:16 to 16: 1 by weight, or from 1: 9 to 9: 1 by weight, or from 3:17 to 17: 3 by weight, Or from 1: 4 to 4: 1 by weight, or from 1: 3 to 3: 1 by weight, or from 3: 7 to 7: 3 by weight, or from 7: Based on weight of 2: 3 to 3: 2, or 9: 11 to 11: 9 on weight basis, or 1: 1 on weight basis. In one embodiment, the solvent comprises more than 5 weight percent ionic liquid, or more than 6 weight percent ionic liquid, or more than 10 weight percent ionic liquid, or more than 15 weight percent ionic liquid, or more than 20 weight percent ionic liquid, Or at least 30% by weight of ionic liquid, or at least 35% by weight of ionic liquid, or at least 40% by weight of ionic liquid, or at least 45% by weight of ionic liquid. When present in the amount of the ionic liquid, the ionic liquid precursor is included. Any ionic solid or material capable of forming an ionic salt in the solution discussed below is included in the amount of ionic liquid.

임의로, 이온성 고체, 예컨대 아세트산암모늄(NH4OAc) 및/또는 브롬화암모늄(NH4Br)을 혼합물에 첨가할 수 있다. 대안적으로, 용액 중에서 이온 염을 형성할 수 있는 물질을 첨가할 수 있다. 상기 물질은 용액에 존재하는 이온과 조합하여 용액 중에서 이온 염을 형성할 수 있다. 예컨대, (예컨대 HBr 형태의) 브롬화물 또는 (예컨대 아세트산의 형태의) 아세트산염 이온을 함유하는 용액 중에서, 암모니아가 브롬화암모늄 또는 아세트산암모늄을 형성하는 브롬화물 또는 아세트산염 이온과 합해질 수 있다. 1 이상의 이온성 고체 또는 용액 중에서 이온 염을 형성할 수 있는 물질의 사용으로 불순물 농도의 추가의 감소가 제공되었다.Optionally, ionic solids such as ammonium acetate (NH 4 OAc) and / or ammonium bromide (NH 4 Br) can be added to the mixture. Alternatively, a substance capable of forming an ionic salt in solution may be added. The material can form ionic salts in solution in combination with ions present in the solution. For example, in a solution containing bromide (e.g. in the form of HBr) or acetic acid salt (e.g. in the form of acetic acid), the ammonia may be combined with bromide or acetate ion to form ammonium bromide or ammonium acetate. The use of materials capable of forming ionic salts in one or more ionic solids or solutions has provided an additional reduction in impurity concentration.

일구체예에서, 이온성 고체 및 용액 중에서 이온 염을 형성할 수 있는 물질의 양은 용매의 중량에 대해 5 중량% 내지 45 중량%, 또는 용매의 중량에 대해 10 중량% 내지 45 중량% 범위이다. 용매는 카르복실산, 이온액 및/또는 이온액 전구체, 임의의 이온성 고체 또는 용액 중에서 이온 염을 형성할 수 있는 물질 및 임의의 물을 포함한다.In one embodiment, the amount of material capable of forming an ionic salt in the ionic solid and solution is in the range of 5 wt% to 45 wt%, or 10 wt% to 45 wt%, based on the weight of the solvent. Solvents include carboxylic acids, ionic liquids and / or ionic liquid precursors, any ionic solid or materials capable of forming ionic salts in solution and any water.

임의로, 용매는 물을 추가로 포함할 수 있다. 물을 혼합물에 첨가할 수 있거나, 또는 산화 공정 동안 혼합물에서 물이 생성될 수 있다. 일구체예에서, 물의 양은 카르복실산의 중량에 대해 0.01 중량% 내지 5 중량% 범위이다. 물의 양은 카르복실산의 중량에 대해 0.1 중량% 내지 2 중량% 범위일 수 있다.Optionally, the solvent may further comprise water. Water may be added to the mixture, or water may be produced in the mixture during the oxidation process. In one embodiment, the amount of water ranges from 0.01% to 5% by weight relative to the weight of the carboxylic acid. The amount of water may range from 0.1 wt% to 2 wt% based on the weight of the carboxylic acid.

일구체예에서, 혼합물 중 용매 대 p-톨루엔산이 풍부한 p-크실렌 스트림의 비는 중량 기준으로 1:1~10:1, 또는 중량 기준으로 1.5:1~6:1, 또는 중량 기준으로 2:1~4:1 범위이다. 용매는 카르복실산, 이온액 및/또는 이온액 전구체, 임의의 이온성 고체 또는 용액 중에서 이온 염을 형성할 수 있는 물질 및 임의의 물을 포함한다.In one embodiment, the ratio of solvent to p-toluene rich p-xylene stream in the mixture is from 1: 1 to 10: 1 by weight, or from 1.5: 1 to 6: 1 by weight, or from 2: 1 to 4: 1. Solvents include carboxylic acids, ionic liquids and / or ionic liquid precursors, any ionic solid or materials capable of forming ionic salts in solution and any water.

촉매는 코발트, 망간, 티타늄, 크롬, 구리, 니켈, 바나듐, 철, 몰리브덴, 주석, 세륨 및 지르코늄 중 1 이상을 포함한다. 일구체예에서, 촉매는 코발트 및 망간을 포함한다. 금속은 무기 또는 유기 염의 형태일 수 있다. 예컨대, 금속 촉매는 금속 아세트산염 및 이의 수화물과 같은 카르복실산 염의 형태일 수 있다. 예시적인 촉매는 개별의 또는 조합된 아세트산코발트(II) 사수화물 및 아세트산망간(II)을 포함한다. 일구체예에서, 아세트산망간(II)의 양은 중량 기준으로 아세트산코발트(II) 사수화물의 양 미만이다.The catalyst includes at least one of cobalt, manganese, titanium, chromium, copper, nickel, vanadium, iron, molybdenum, tin, cerium and zirconium. In one embodiment, the catalyst comprises cobalt and manganese. The metal may be in the form of an inorganic or organic salt. For example, the metal catalyst may be in the form of a carboxylate salt, such as a metal acetate salt and its hydrate. Exemplary catalysts include individual or combined cobalt (II) acetate dihydrate and manganese acetate (II). In one embodiment, the amount of manganese (II) acetate is less than the amount of cobalt (II) acetic acid dihydrate on a weight basis.

본 발명에 사용되는 촉매의 양은 광범위하게 변동될 수 있다. 예컨대, 코발트의 양은 용매의 중량에 대해 0.001 중량% 내지 2 중량% 범위일 수 있다. 일구체예에서, 코발트의 양은 용매의 중량에 대해 0.05 중량% 내지 2 중량% 범위이다. 망간의 양은 용매의 중량에 대해 0.001 중량% 내지 2 중량% 범위일 수 있다. 일구체예에서, 망간의 양은 용매의 중량에 대해 0.05 중량% 내지 2 중량% 범위이다. 다른 구체예에서, 코발트 대 망간의 비는 원소 금속 기준으로 중량 기준으로 3:1~1:2 범위이다.The amount of catalyst used in the present invention can vary widely. For example, the amount of cobalt may range from 0.001 wt% to 2 wt% with respect to the weight of the solvent. In one embodiment, the amount of cobalt ranges from 0.05% to 2% by weight relative to the weight of the solvent. The amount of manganese may range from 0.001 wt% to 2 wt% with respect to the weight of the solvent. In one embodiment, the amount of manganese ranges from 0.05% to 2% by weight relative to the weight of the solvent. In another embodiment, the ratio of cobalt to manganese ranges from 3: 1 to 1: 2 by weight on an elemental metal basis.

브롬 공급원은 촉매 촉진제로서 당업계에 일반적으로 인식되어 있으며, 브롬, 이온성 브롬, 예컨대 HBr, NaBr, KBr, NH4Br; 및/또는 산화 조건에서 브롬화물 이온을 제공하는 것으로 공지된 유기 브롬화물, 예컨대 브롬화벤질, 모노 및 디-브로모아세트산, 브롬화브로모아세틸, 테트라브로모메탄, 이브롬화에틸렌을 포함한다. 일구체예에서, 브롬 공급원은 브롬화수소를 포함하거나 또는 실질적으로 이것으로 이루어지거나 또는 이것으로 이루어진다. 브롬화수소의 양은 용매의 중량에 대해 0.01 중량% 내지 5 중량% 범위일 수 있다. 다른 구체예에서, 브롬화수소의 양은 용매의 중량에 대해 0.05 중량% 내지 2 중량% 범위이다. 용매는 카르복실산, 이온액, 임의의 이온성 고체 또는 용액 중에서 이온 염을 형성할 수 있는 물질 및 임의의 물을 포함한다.Bromine source and is generally recognized in the art as a catalyst promoter, bromine, ionic bromide such as HBr, NaBr, KBr, NH 4 Br; And / or organic bromides known to provide bromide ions under oxidizing conditions, such as benzyl bromide, mono and di-bromoacetic acid, bromoacetyl bromide, tetrabromomethane, ethylene bromide. In one embodiment, the bromine source comprises, or consists essentially of, or consists of hydrogen bromide. The amount of hydrogen bromide may range from 0.01 wt% to 5 wt% with respect to the weight of the solvent. In other embodiments, the amount of hydrogen bromide ranges from 0.05 wt% to 2 wt%, based on the weight of the solvent. Solvents include carboxylic acids, ionic liquids, any ionic solid or materials capable of forming ionic salts in solution and any water.

상기 방법에 적절한 산화제는 이용되는 산화 조건에서 p-크실렌 및/또는 p-톨루엔산, 및/또는 다른 중간 산화 생성물을 산화시키기 위해 산소 원자의 공급원을 제공한다. 산화제의 예는 과산화물, 초과산화물, 및 질산과 같은 산소 함유 질소 화합물을 포함한다. 일구체예에서, 산화제는 산소를 포함하는 가스, 예컨대 공기, 이산화탄소 및 산소 분자이다. 가스는 가스의 혼합물일 수 있다. 상기 방법에 사용되는 산소의 양은 바람직하게는 소정 산화 공정에 요구되는 화학량론적 양을 초과한다. 일구체예에서, 혼합물과 접촉되는 산소의 양은 화학량론적 양의 1.2 배 내지 화학량론적 양의 100 배 범위이다. 임의로, 혼합물과 접촉되는 산소의 양은 화학량론적 양의 2 배 내지 화학량론적 양의 30 배 범위일 수 있다.Suitable oxidizing agents for the process provide a source of oxygen atoms to oxidize p-xylene and / or p-toluic acid, and / or other intermediate oxidation products under the oxidizing conditions employed. Examples of the oxidizing agent include oxygen-containing nitrogen compounds such as peroxides, excess oxides, and nitric acid. In one embodiment, the oxidizing agent is a gas comprising oxygen, such as air, carbon dioxide and oxygen molecules. The gas may be a mixture of gases. The amount of oxygen used in the process preferably exceeds the stoichiometric amount required for the given oxidation process. In one embodiment, the amount of oxygen contacted with the mixture ranges from 1.2 times the stoichiometric amount to 100 times the stoichiometric amount. Optionally, the amount of oxygen contacted with the mixture can range from two times the stoichiometric amount to 30 times the stoichiometric amount.

혼합물 중 1 이상의 용해가 공정 동안 임의의 또는 일부 시기에 완전하지 않을 수는 있지만, 성분의 적어도 일부는 액상을 제공한다. 액상은 주위 조건에서 성분을 혼합하여 형성할 수 있다. 다른 구체예에서, 액상은 산화 온도로 혼합물의 온도를 증가시키면서 형성된다. 성분의 혼합물을 산화 단계에 사용되는 것과 동일 또는 상이한 용기에서 산화 단계 이전에 형성시킬 수 있다. 다른 구체예에서, 성분의 혼합물은 예컨대 성분의 다양한 스트림을 연속식 또는 반연속식 산화 반응기에 개별적으로 및/또는 조합하여 첨가하면서 산화 반응기에서 형성시킨다. 조합된 성분 및/또는 성분의 다양한 스트림을 함께 혼합하기 전에 가열할 수 있다.At least a portion of the components provide a liquid phase, although dissolution of one or more of the mixtures may not be complete at any or some time during the process. The liquid phase can be formed by mixing the components under ambient conditions. In another embodiment, the liquid phase is formed while increasing the temperature of the mixture to the oxidation temperature. The mixture of components may be formed prior to the oxidation step in the same or different vessel as used in the oxidation step. In other embodiments, the mixture of components is formed in an oxidation reactor, for example, while the various streams of the components are added individually and / or in combination to a continuous or semi-continuous oxidation reactor. The various streams of combined ingredients and / or ingredients may be heated prior to mixing together.

다수의 종래의 알킬 방향족 산화 공정은 통상적으로 혼합상으로 수행되고 종종 3개의 상(예컨대 고체, 가스 및 액체)을 포함하지만, 이들을 종종 "액상" 산화 공정으로서 당업계에서 지칭하는데, 왜냐하면 액상으로 혼합물의 적어도 일부를 제공하기 위해 산화 조건이 유지되기 때문이다. 존재하는 상의 수는 공정 동안 시간 경과에 따라 달라질 수 있음도 당업계에 공지되어 있다. 본 발명에 따른 방법은 또한 당업계에 공지된 것과 동일한 방식으로 액상 또는 혼합상으로 수행될 수 있다.Many conventional alkylaromatic oxidation processes are typically performed in mixed phases and often include three phases (e.g., solids, gases and liquids), but they are sometimes referred to in the art as " Because the oxidation conditions are maintained to provide at least a portion of < RTI ID = 0.0 > It is also known in the art that the number of phases present can vary over time during the process. The process according to the invention can also be carried out in liquid or mixed phase in the same manner as is known in the art.

당업계에 공지된 바의 종래의 액상 산화 반응기를 본 발명의 실시에 사용할 수 있다. 예는 1 이상의 기계적 교반기를 가질 수 있는 용기, 및 US 7,692,036에 기재된 것들과 같은 다양한 버블 컬럼 반응기를 포함한다. 예컨대 온도, 압력, 액체 및 가스 부피 및 적용 가능한 경우 액상 및 기상의 부식성을 비롯한 이용되는 산화 조건에 대해 이러한 반응기 및 산화 반응을 설계, 조작 및 제어하는 것도 공지되어 있다. 예컨대 US 7,692,036 및 US 6,137,001 참조.Conventional liquid phase oxidation reactors known in the art can be used in the practice of the present invention. Examples include containers capable of having at least one mechanical stirrer and various bubble column reactors such as those described in US 7,692,036. It is also known to design, manipulate and control such reactors and oxidation reactions for the oxidizing conditions employed, including temperature, pressure, liquid and gas volume, and, if applicable, liquid and gaseous corrosion. See, for example, US 7,692,036 and US 6,137,001.

접촉 단계(들)는 필요할 경우 산화 조건 하에서 수행할 수 있다. 적절한 산화 조건은 일반적으로 125℃ 내지 275℃ 범위의 온도, 및 대기압 범위의 압력, 즉 0 MPa(g) 내지 6 MPa(g), 및 5 초 내지 2 주 범위의 체류 시간을 포함한다. 즉, 혼합물은 이 범위 내의 온도 및 압력을 가지며, 이 체류 시간 범위 내에서 이 기간 동안 이 범위 내에서 유지될 수 있다. 다른 구체예에서, 온도는 175℃ 내지 225℃ 범위이며; 온도는 190℃ 내지 235℃ 범위일 수 있다. 일구체예에서, 압력은 1.2 MPa(g) 내지 6.0 MPa(g) 범위이고; 압력은 1.5 MPa(g) 내지 6.0 MPa(g) 범위일 수 있다. 추가의 구체예에서, 체류 시간은 10 분 내지 12 시간 범위이다. 산화 온도, 압력 및 체류 시간은 예컨대 반응기 구성, 크기, 및 공정이 회분식, 연속식 또는 반연속식인지 여부를 비롯한 다양한 인자를 기초로 하여 변동될 수 있다. 산화 조건은 또한 다른 산화 조건을 기준으로 하여 변동될 수 있다. 예컨대, 특정 온도 범위의 이용으로 상이한 체류 시간 범위의 이용이 가능해질 수 있다.The contacting step (s) can be carried out under oxidizing conditions if necessary. Suitable oxidation conditions generally include a temperature in the range of 125 캜 to 275 캜, and a pressure in the atmospheric pressure range, i.e., a residence time in the range of 0 MPa (g) to 6 MPa (g), and 5 seconds to 2 weeks. That is, the mixture has a temperature and pressure within this range and can be maintained within this range for this period of time within this residence time range. In another embodiment, the temperature is in the range of 175 [deg.] C to 225 [deg.] C; The temperature may range from 190 캜 to 235 캜. In one embodiment, the pressure ranges from 1.2 MPa (g) to 6.0 MPa (g); The pressure may range from 1.5 MPa (g) to 6.0 MPa (g). In a further embodiment, the residence time ranges from 10 minutes to 12 hours. The oxidation temperature, pressure and residence time can be varied based on various factors including, for example, the reactor configuration, size, and whether the process is batch, continuous, or semi-continuous. Oxidation conditions can also be varied on the basis of different oxidation conditions. For example, the use of a specific temperature range may enable the use of different residence time ranges.

일구체예에서, 본 발명에 의해 제조된 테레프탈산은 산화 조건에서 및/또는 혼합물이 냉각되면서 액상 혼합물에 침전, 결정화 또는 고화될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 혼합물은 고체 테레프탈산을 더 포함할 수 있다. 발색체 및 다른 산화 생성물을 비롯한 다른 화합물이 고체 산화 생성물과 함께 고화되거나 또는 이것 중에 포획되어 소정 생성물의 순도를 감소시킬 수 있다. 일구체예에서, 혼합물은 액상을 포함한다. 혼합물은 산화제가 가스로서 첨가될 때와 같이 기상을 포함할 수 있다. 혼합물은 고상, 예컨대 혼합물 성분을 포함할 수 있고, 산화 생성물 또는 부산물이 혼합물 중에 용해 또는 고화되지 못 한다. 일구체예에서, 혼합물은 액상, 고상 및 임의로 기상을 포함한다. 다른 구체예에서, 혼합물은 액상 및 기상을 포함한다.In one embodiment, the terephthalic acid produced by the present invention can be precipitated, crystallized or solidified under oxidizing conditions and / or in a liquid mixture while the mixture is being cooled. Accordingly, the mixture according to the present invention may further comprise solid terephthalic acid. Other compounds, including chromophores and other oxidation products, may be solidified with the solid oxidation product or entrapped therein to reduce the purity of a given product. In one embodiment, the mixture comprises a liquid phase. The mixture may contain a gas phase, such as when the oxidant is added as a gas. The mixture may comprise a solid phase, such as a mixture component, and the oxidation products or by-products are not dissolved or solidified in the mixture. In one embodiment, the mixture comprises a liquid phase, a solid phase and optionally a gaseous phase. In another embodiment, the mixture comprises a liquid phase and a gaseous phase.

상기에 기재하고 하기 논의하는 바와 같이, 본 발명은 종래의 공정에서 관찰된 것에 비해 상이한 양의 오염물을 갖는 산화 생성물의 생성에 사용될 수 있음이 발견되었다. 또한, 본 발명은 산화 생성물 중 다양한 오염물의 농도를 제어하는 새로운 방식을 제공한다. 일구체예에서, 본 발명에 따른 방법은 고체 산화 생성물 및 모액을 제조하기 위해 임의로 산화 조건에서 고체로서 형성되는 산화 생성물을 형성하는 단계를 더 포함한다. 고체 산화 생성물을 모액, 즉 액상으로부터 분리할 수 있고, 공정의 모액을 재순환시키거나, 또는 접촉 단계 또는 하기 기재되는 공정의 다른 단계에서 재사용할 수 있다.As described above and discussed below, it has been found that the present invention can be used to produce oxidation products with different amounts of contaminants as compared to those observed in conventional processes. The present invention also provides a new way to control the concentration of various contaminants in the oxidation products. In one embodiment, the process according to the present invention further comprises the step of forming an oxidation product which is formed as a solid, optionally under oxidizing conditions, to produce a solid oxidation product and a mother liquor. The solid oxidation product can be separated from the mother liquor, i.e. the liquid phase, and the mother liquor of the process can be recycled, or reused in the contact step or other stages of the process described below.

본 발명에 따른 방법은 1 이상의 추가의 산화 단계를 포함할 수 있다. 일구체예에서, 제2 산화 단계는 제1 산화 단계의 온도보다 낮은 제2 산화 온도를 포함한다. 본 발명에 따른 방법은 본 명세서에 기재된 바의 본 발명의 추가의 접촉 단계를 포함할 수 있고, 및/또는 본 발명을 당업계에 공지된 종래의 산화 단계와 같은 다른 산화 단계와 조합할 수 있다. 다수의 접촉 및/또는 산화 단계를 연속적으로 및/또는 동시에 수행할 수 있고, 본 명세서에 기재된 정제 단계와 같은 다른 공정 단계와 조합할 수 있다.The process according to the invention may comprise at least one further oxidation step. In one embodiment, the second oxidation step comprises a second oxidation temperature that is lower than the temperature of the first oxidation step. The method according to the present invention may comprise the further contacting step of the invention as described herein and / or the invention may be combined with other oxidation steps, such as conventional oxidation steps known in the art . Multiple contact and / or oxidation steps may be performed sequentially and / or concurrently, and may be combined with other processing steps such as the purification steps described herein.

다른 구체예에서, 본 발명은 산화 생성물의 정제 단계를 더 포함한다. 정제는 산화 생성물을 단리 및 정제하기 위한 1 이상의 추가의 단계를 포함할 수 있다. 정제 단계의 예는 여과 및/또는 원심 분리와 같은, 모액 또는 다른 액상으로부터 산화 생성물을 분리하는 분리; 산화 생성물을 예컨대 물 및/또는 다른 용매 성분으로 세정하는 세정; 산화 생성물의 건조; 및 수소화 공정을 포함한다. 정제에 수소화 공정을 이용할 수는 있지만, 비용으로 인해 다른 정제 방법보다는 덜 바람직하다. 이러한 추가의 처리 단계는 일반적인 문헌에 기재되어 있고, 본 발명의 산화 생성물의 정제를 위해 다양하게 조합하여 사용되는 것으로 당업자에게 잘 알려져 있다. 예컨대 본 출원에 기재된 참고문헌 및 거기에 기재된 기술을 참조하라.In another embodiment, the present invention further comprises the step of purifying the oxidation product. Tablets may include one or more additional steps for isolating and purifying the oxidation product. Examples of purification steps include separation to separate oxidation products from the mother liquor or other liquid phase, such as filtration and / or centrifugation; Cleaning to clean the oxidation product with, for example, water and / or other solvent components; Drying of the oxidation product; And a hydrogenation process. Although the hydrogenation process can be used for purification, it is less desirable than other purification methods due to cost. These additional processing steps are described in the general literature and are well known to those skilled in the art to be used in various combinations for the purification of the oxidation products of the present invention. See, for example, the references listed in this application and the techniques described therein.

본 발명의 정제 단계는 1 이상의 용매 접촉 단계를 더 포함할 수 있다. 용매 접촉 단계는 정제된 산화 생성물을 생성시키기 위해, 또한 세정 또는 건조된 고체 산화 생성물을 포함하는 산화 생성물을, 물, 카르복실산, 이온액 및/또는 이온액 전구체 및 모액 중 1 이상을 포함하는 제3 용매와 접촉시키는 것을 포함한다. 일구체예에서, 용매 접촉 단계의 용매는 이온액 및 카르복실산, 그리고 임의로 모액을 함유한다. 용매 접촉 단계에 대한 용매의 조성물은 접촉 단계에 대해 상기에 설명한 바와 같을 수 있다.The purification step of the present invention may further comprise at least one solvent-contacting step. The solvent contacting step may comprise contacting the oxidation product comprising the solid oxide product washed or dried with at least one of water, a carboxylic acid, an ionic liquid and / or an ionic liquid precursor and a mother liquor to produce a purified oxidation product Lt; RTI ID = 0.0 > solvent. ≪ / RTI > In one embodiment, the solvent in the solvent contacting step contains an ionic liquid and a carboxylic acid, and optionally a mother liquor. The composition of the solvent for the solvent contacting step may be as described above for the contacting step.

용매 접촉은 고체 산화 생성물로부터 불순물을 거를 수 있고, 및/또는 산화 생성물을 용매에 부분적으로 또는 완전히 용해시킬 수 있다. 용매 접촉 조건은 용매 접촉 온도를 포함한다. 용매 접촉 온도는 산화 온도보다 낮을 수 있다. 일구체예에서, 용매 접촉 온도는 산화 온도보다 20℃ 이상 낮다. 용매 접촉은 예컨대 몇몇 종래의 공정에서 산화 반응기 다음에 있는 1 이상의 결정화기에서 실시할 수 있다. 산화 생성물은 용매 접촉 단계의 용매 중에 고화, 침전 또는 결정화될 수 있다.The solvent contact can remove impurities from the solid oxidation product, and / or can partially or completely dissolve the oxidation product in the solvent. The solvent contact conditions include the solvent contact temperature. The solvent contact temperature may be lower than the oxidation temperature. In one embodiment, the solvent contact temperature is at least 20 占 폚 lower than the oxidation temperature. The solvent contact may be carried out, for example, in one or more crystallizers following the oxidation reactor in some conventional processes. The oxidation product can be solidified, precipitated or crystallized in the solvent in the solvent contacting step.

원래 공정에 의해 생성되거나 또는 1 이상의 추가의 산화 및/또는 정제 단계에 따라 생성되는 생성물은 2500 ppm 미만의 4-CBA, 또는 2000 ppm 미만의 4-CBA, 또는 1500 ppm 미만의 4-CBA, 또는 1000 ppm 미만의 4-CBA, 또는 750 ppm 미만의 4-CBA, 또는 500 ppm 미만의 4-CBA, 또는 250 ppm 4-CBA, 또는 100 ppm 미만의 4-CBA, 또는 50 ppm 미만의 4-CBA, 또는 25 ppm 미만의 4-CBA를 함유할 수 있다.The products produced by the original process or produced according to one or more additional oxidation and / or purification steps are less than 2500 ppm of 4-CBA, or less than 2000 ppm of 4-CBA, or less than 1500 ppm of 4-CBA, or Less than 4 ppm of 4-CBA, or less than 750 ppm of 4-CBA, or less than 500 ppm of 4-CBA, or 250 ppm of 4-CBA, or less than 100 ppm of 4-CBA, , Or less than 25 ppm of 4-CBA.

용어 "제1", "제2" 및 "제3" 등은 하나의 성분, 또는 조성물, 또는 단계, 또는 구역, 또는 반응기 등을 다른 것과 구별하기 위해 사용됨을 주지해야 한다. 반드시 "제2" 단계 또는 구역이 예컨대 물리적으로 또는 시간적으로 "제1" 단계 또는 구역 다음에 오는 것은 아니다. 내용에 따라, 당업자가 이해하고 있는 바와 같이 이는 그 전 또는 후일 수 있다.It should be noted that the terms "first", "second" and "third" are used to distinguish one component, or composition, or step, or zone, or reactor, The " second "step or zone does not necessarily follow the" first "step or zone, e.g., physically or temporally. Depending on the context, it may be before or after, as will be understood by those skilled in the art.

실시예Example

본 발명의 일부 측면 및 이점을 더 예시하기 위해 실시예를 제시하며, 이는 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 고려되어서는 안 된다.Embodiments are provided to further illustrate some aspects and advantages of the present invention, which should not be considered as limiting the scope of the present invention.

실시예 1: 실험 절차: 흄 후드에, 소정 실험을 위한 규정량의 성분을 갖는 파르(Parr) 반응기를 장입하고 반응기를 밀봉하였다. 파르 반응기는 액체에 1.6 mm 개구를 통해 가스를 분배하는 가스 분배기, 기계적 가스 포획 교반기, 및 철저한 혼합을 보장하는 배플을 포함하였다. 파르 반응기를 실온에서 히터 어셈블리에 설치하고, 가스 공급선을 반응기에, 그리고 응축기를 반응기 출구에 연결하였다. 조작 동안, 가스가 응축기를, 그 다음 트랩을, 그 다음 배압 조절기를 통해 반응기로부터 배출되었다. 파열 디스크를 구비하는 안전 통기구 및 열전대를 반응기에 연결하였다. 냉각수 재순환기를 응축기에 연결하고, 냉각수를 재순환시키기 시작하였다. 15 분 동안 압력 감소가 없어질 때까지, 질소를 사용하여 실온 및 1.4 MPa(g)(200 psig)에서 파르 반응기에 대해 압력 시험을 하였다. 반응기 출구 상의 배압 조절기를 실험 압력으로 설정하고, 질소 분위기 하에서 반응기에 대해 압력 시험을 하였다.Example 1: Experimental procedure: A fume hood was charged with a Parr reactor having a specified amount of constituent for the given experiment and the reactor was sealed. The Fare reactor included a gas distributor to distribute the gas through the 1.6 mm opening to the liquid, a mechanical gas catch stirrer, and a baffle ensuring thorough mixing. The FARR reactor was installed in the heater assembly at room temperature, the gas feed line connected to the reactor, and the condenser connected to the reactor outlet. During operation, gas was discharged from the reactor through the condenser, then through the trap, and then through the back pressure regulator. A safety vent and a thermocouple with rupture discs were connected to the reactor. The coolant re-circulator was connected to the condenser and the coolant was recycled. A pressure test was performed on the Parr reactor at room temperature and 1.4 MPa (g) (200 psig) using nitrogen until no pressure drop persists for 15 minutes. The back pressure regulator on the outlet of the reactor was set to the experimental pressure and the reactor was subjected to a pressure test under a nitrogen atmosphere.

질소 분위기 하에서 반응기 온도를 실험 온도로 승온시키기 시작하였다. 온도 및 압력 제한을 비롯한 특정 반응기에 대한 모든 지시를 항상 따랐다. 반응기가 소정 온도에 도달시, 실험 속도로 공기를 첨가하기 시작하고, 시험 지속 기간 동안 반응기 온도 및 압력을 모니터링하였다. 시험 동안, 반응기로 들어가는 공기 흐름을 분당 2500 표준 cm3으로 유지하고, 압력을 4.1 MPa(g)로 유지하고, 교반기를 1600 rpm으로 유지하였다. 시험 종료시, 히터를 잠그고, 공기 흐름을 차단하고, 반응기를 냉각시켰다. 반응기가 35℃ 미만으로 냉각되었을 때, 배압 밸브를 열고, 냉각수를 중지시키고, 반응기를 제거하고 비워서 고체 산화 생성물 및 모액을 얻었다.The temperature of the reactor was raised to the experimental temperature in a nitrogen atmosphere. I always followed all instructions for a particular reactor, including temperature and pressure limits. When the reactor reached a predetermined temperature, it began to add air at an experimental rate and monitored the reactor temperature and pressure for the duration of the test. During the test, maintaining the air flow entering the reactor to 2500 standard cm 3 per minute, and maintaining the pressure at 4.1 MPa (g), which was maintained with a stirrer with 1600 rpm. At the end of the test, the heater was turned off, the air flow was shut off, and the reactor was allowed to cool. When the reactor was cooled below 35 ° C, the back pressure valve was opened, the cooling water was stopped, the reactor was removed and emptied to obtain solid oxidation product and mother liquor.

진공 하에서 모액 및 생성물을 여과하여 고체 및 액체를 분리하였다. 그 다음, 고체를 실온에서 100 cc의 탈이온수와 혼합하고, 디캔팅하였다. 실온에서의 탈이온수 혼합 및 디캔팅을 추가 2 회 반복하였다. 탈이온수로 4 회 세정한 것을 30 분 동안 95℃로 가열한 후, 여과하였다. 분석 전에 고체를 8~24 시간 동안 80℃에서 건조시켰다.The mother liquor and the product were filtered under vacuum to separate the solid and liquid. The solids were then mixed with 100 cc of deionized water at room temperature and decanted. Deionized water mixing and decanting at room temperature were repeated two more times. Washed four times with deionized water, heated to 95 DEG C for 30 minutes, and then filtered. Before analysis, the solids were dried at 80 DEG C for 8-24 hours.

실시예 2-3: 실시예 2-3은 실시예 1에 제공된 장비 및 절차를 이용하여 수행된 개별 시험이었다. g으로 제공된 혼합물의 성분, 조작 온도, 시간 및 공기 흐름, 및 결과를 하기 표 1에 제공한다.Example 2-3: Example 2-3 was a separate test performed using the equipment and procedures provided in Example 1. [ g, operating temperature, time and air flow, and results are provided in Table 1 below.

실시예 2: 산화 조건 하에서 출발 물질로서 p-크실렌을 사용하였다.Example 2: p-xylene was used as the starting material under oxidizing conditions.

실시예 3: p-톨루엔산을 출발 물질로서 사용한 것 외에는, 실시예 2와 동일한 산화 조건을 이용하였다. 도 7에 도시된 바와 같이 생성물 중 4-CBA 및 p-톨루엔산의 양이 상당히 강하하였고, 벤조산이 약간 강하하였다. 회수율 및 선택율은 증가하였다.Example 3: The same oxidation conditions as in Example 2 were used, except that p-toluic acid was used as a starting material. As shown in FIG. 7, the amount of 4-CBA and p-toluic acid in the product was considerably lower and benzoic acid was slightly lowered. Recovery and selectivity increased.

본 발명을 상세히 그리고 특정 구체예를 참고로 하여 설명하였지만, 청구 범위에서 정의된 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한 변경 및 변형이 가능함은 명백하다. 더욱 구체적으로는, 본 발명의 일부 측면은 바람직하거나 또는 특히 유리하다고 본 명세서에서 확인하였지만, 본 발명은 반드시 이러한 본 발명의 바람직한 측면에 한정되지는 않는 것으로 이해되어야 한다.While the invention has been described in detail and with reference to specific embodiments thereof, it is evident that modifications and variations are possible without departing from the scope of the invention as defined in the claims. More specifically, while some aspects of the invention have been identified herein as being preferred or particularly advantageous, it should be understood that the invention is not necessarily limited to such preferred aspects of the invention.

Figure pct00002
Figure pct00002

Claims (10)

p-톨루엔산(p-toluic acid)이 풍부한 p-크실렌 스트림을 제공하는 단계; 및
p-톨루엔산이 풍부한 p-크실렌 스트림, 이온액을 포함하는 용매, 브롬 공급원, 촉매 및 산화제를 접촉시켜 테레프탈산을 포함하는 생성물을 생성시키는 단계
를 포함하는 테레프탈산의 제조 방법.
providing a p-xylene stream rich in p-toluic acid; And
contacting a p-toluene rich p-xylene stream, a solvent comprising an ionic liquid, a bromine source, a catalyst and an oxidant to produce a product comprising terephthalic acid
≪ / RTI >
제1항에 있어서, p-톨루엔산이 풍부한 p-크실렌 스트림을 제공하는 단계는 p-톨루엔산을 포함하는 p-크실렌 스트림을 제공하는 단계로서, p-크실렌 스트림은, p-톨루엔산이 이로부터 생성되는 p-크실렌 스트림을 5 중량% 이상의 농도로 유지하는 공정에 의해 생성되는 단계를 포함하는 방법.The process of claim 1, wherein the step of providing a p-xylene stream enriched in p-toluic acid comprises providing a p-xylene stream comprising p-toluene acid, wherein the p-xylene stream is formed from p- Xylene stream at a concentration of at least 5 wt%. ≪ Desc / Clms Page number 12 > 제1항에 있어서, p-톨루엔산이 풍부한 p-크실렌 스트림을 제공하는 단계는 p-크실렌, 제1 용매, 제1 브롬 공급원, 제1 촉매 및 제1 산화제를 접촉시켜 p-톨루엔산이 풍부한 p-크실렌 스트림을 생성시키는 단계를 포함하는 방법.The method of claim 1, wherein the step of providing a p-xylene stream enriched in p-toluic acid comprises contacting p-xylene, a first solvent, a first bromine source, a first catalyst and a first oxidant to form p- To produce a xylene stream. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 용매는 카르복실산을 더 포함하는 방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the solvent further comprises a carboxylic acid. 제4항에 있어서, 용매는 중량 기준으로 1:16~16:1 범위의 카르복실산 대 이온액의 비를 갖는 방법.5. The method of claim 4, wherein the solvent has a ratio of carboxylic acid to ionic liquid in the range of from 1:16 to 16: 1 by weight. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 촉매는 코발트, 티타늄, 망간, 크롬, 구리, 니켈, 바나듐, 철, 몰리브덴, 주석, 세륨 및 지르코늄 중 1 이상을 포함하는 방법.4. The process according to any one of claims 1 to 3, wherein the catalyst comprises at least one of cobalt, titanium, manganese, chromium, copper, nickel, vanadium, iron, molybdenum, tin, cerium and zirconium. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 이온액은 1 이상의 이온액 전구체로부터 동일계에서(in situ) 형성시키는 방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the ionic liquid is formed in situ from at least one ionic liquid precursor. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 이온액의 양이온을 이미다졸, 피라졸, 티아졸, 이소티아졸, 아자티아졸, 옥소티아졸, 옥사진, 옥사졸린, 옥사자보롤(oxazaborole), 디티아졸, 트리아졸, 셀레노졸, 옥사포스폴(oxaphosphole), 피롤, 보롤, 퓨란, 티오펜, 포스폴, 펜타졸, 인돌, 인돌린, 옥사졸, 이소티아졸, 테트라졸, 벤조퓨란, 디벤조퓨란, 벤조티오펜, 디벤조티오펜, 티아디아졸, 피리딘, 피리미딘, 피라진, 피리다진, 피페라진, 피페리딘, 모르폴린, 피란, 아놀린(annoline), 프탈라진, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 또는 이의 조합으로부터 형성시키는 방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the cation of the ionic liquid is selected from the group consisting of imidazole, pyrazole, thiazole, isothiazole, azathiazole, oxothiazole, oxazine, oxazoline, oxazaborol oxazaborole), dithiazole, triazole, celenosol, oxaphosphole, pyrrole, boron, furan, thiophene, phosphol, pentazole, indole, indoline, oxazole, isothiazole, Pyridine, pyrrolidine, morpholine, pyran, annoline, phthalazine, pyridine, pyrimidine, pyrazine, pyridazine, piperazine, piperidine, morpholine, , Quinazoline, quinoxaline, or a combination thereof. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 이온액의 음이온이 할라이드, 붕소화물, 인산염, 비산염, 안티몬산염(stibate), 아세트산염, 카르복실산염, 아졸레이트(azolate), 황산염, 아실 단위, CO3 2-, NO2 1-, NO3 1-, SO4 2-, PO4 3-, (CF3)SO3 1-, 이의 유도체, 또는 이의 조합인 방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the anion of the ionic liquid is selected from the group consisting of halides, borides, phosphates, arsenates, stibates, acetates, carboxylates, azolates, Acyl unit, CO 3 2- , NO 2 1- , NO 3 1- , SO 4 2- , PO 4 3- , (CF 3 ) SO 3 1- , derivatives thereof, or combinations thereof. 1 이상의 입구 및 1 이상의 출구를 갖는 제1 반응 구역;
1 이상의 입구 및 1 이상의 출구를 갖는 제2 반응 구역으로서, 1 이상의 제2 반응 구역 입구가 1 이상의 제1 반응 구역 출구와 유체 연통되어 있는 제2 반응 구역; 및
1 이상의 입구 및 1 이상의 출구를 갖는 정제 구역으로서, 1 이상의 정제 구역 입구가 1 이상의 제2 반응 구역 출구와 유체 연통되어 있고 1 이상의 정제 구역 출구가 1 이상의 제1 반응 구역 입구 또는 1 이상의 제2 반응 구역 입구 또는 둘다와 유체 연통되어 있는 정제 구역
으로 실질적으로 이루어진 알킬-방향족 화합물의 산화 장치.
A first reaction zone having at least one inlet and at least one outlet;
A second reaction zone having at least one inlet and at least one outlet, wherein at least one second reaction zone inlet is in fluid communication with the at least one first reaction zone outlet; And
Claims 1. A purification zone having at least one inlet and at least one outlet, wherein at least one inlet of the purification zone is in fluid communication with at least one outlet of the second reaction zone and at least one outlet of the purification zone comprises at least one inlet of the first reaction zone, A purification zone in fluid communication with the zone entrance or both
≪ / RTI > of the alkyl-aromatic compound.
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