KR820000459B1 - Process for preparation of terephthalic acid - Google Patents

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KR820000459B1
KR820000459B1 KR7800259A KR780000259A KR820000459B1 KR 820000459 B1 KR820000459 B1 KR 820000459B1 KR 7800259 A KR7800259 A KR 7800259A KR 780000259 A KR780000259 A KR 780000259A KR 820000459 B1 KR820000459 B1 KR 820000459B1
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toluic acid
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KR7800259A
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다니엘 빅타 하노티어 쟉쿠에스
Original Assignee
엠엠구우켄
라보피아 에스. 에이.
소일라드
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/255Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of compounds containing six-membered aromatic rings without ring-splitting

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Abstract

Terephthalic acid was prepd. by oxidn. of a mixt. of pxylene and p-toluic acid in H2O in the presence of at least one heavy metal salt as catalyst. Thus, a mixt. of p-xylene 100, p-toluic acid 180 and H2O 150 g contg. Co naphthenate 7.5 and Mn naphthenate 0.75 mmol was pressured with air to 20 atm and heated to <=185≰C, 250 min to give terephthalic acid 182, p-toluic acid 118, and 4-HO2CC6H4CHO 7 g. Omitting the Mn salt gave decreased O2 absorption and decreased amts. of terephthalic acid.

Description

테레프탈산의 제조 방법Method of producing terephthalic acid

첨부도면은 본 발명의 연속공정에 대한 개략적인 유통도임.The accompanying drawings are schematic distribution diagrams of the continuous process of the present invention.

본 발명은 액상에서 p-크실렌을 산화하여 테레프탈산을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for preparing terephthalic acid by oxidizing p-xylene in a liquid phase.

액상 및 중금속촉매 존재하에, 산소분자로 p-크실렌을 테레프탈산으로 산화시키는 것은 공업적으로 상당히 중요한 문제이며, 과거 30여년간 이 문제에 대하여 부단한 노력을 해왔다.In the presence of liquid and heavy metal catalysts, the oxidation of p-xylene to terephthalic acid with oxygen molecules has been of considerable industrial importance and has been a constant effort in the past 30 years.

상기 공정을 실시할 때, 부딪치는 주요 난제는, 비록 p-크실렌이 p-톨루일산으로 쉽게 변형될지라도, p-톨루인산을 더 산화시키기가 훨씬 더 어려우며, 보통 촉매방법을 이용할 때, 테레프탈산이 거의 얻어지지 않는다는 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 수많은 방법이 제시되어 왔는데, 그들 대부분 방법은 약간의 활성제와 촉진제를 첨가하는 것으로 구성되어있다. 이 방법들 중 하나는 활성제로서 브롬 함유 화합물과 용매로서 초산등의 저급 지방산을 사용하는 것으로 구성되어 있다. 비록 이 방법으로 상업적 견지에서 완전한 성공을 거두기는 하였지만, 이 방법은, 고온에서 브롬을 사용할 경우, 심한 부식문제를 야기시키기 때문에, 심각한 결함을 갖고 있다. 이러한 부식문제는 하스텔로이(Hastelloy) 또는 티탄과 같이 값이 비싸고 내식성이 큰 장치를 사용함으로서 해결될 수 있다. 더욱이, 상기 공정에서 이용된 강한 산화조건 하에서 초산용매가 많이 소모되어 비용이 많이 들게 된다.The main challenge encountered when carrying out the process is that it is much more difficult to oxidize p-toluic acid even though p-xylene is easily transformed into p-toluic acid, and when using the catalytic method, terephthalic acid This is hardly obtained. Numerous methods have been proposed to solve this problem, most of which consist of adding some active agent and accelerator. One of these methods consists of using bromine-containing compounds as active agents and lower fatty acids such as acetic acid as solvents. Although this method has been a complete success from a commercial standpoint, this method has serious drawbacks, since it causes severe corrosion problems when using bromine at high temperatures. This corrosion problem can be solved by using expensive and high corrosion resistance devices such as Hastelloy or titanium. Moreover, a lot of acetic acid solvent is consumed under the strong oxidation conditions used in the process, which is expensive.

상기 부식문제를 해결하기 위하여, 활성제로서 브롬 대신에 알데히드 및 케톤화합물(예컨데, 아세트알데히드 및 메틸에틸케톤)을 사용하는 방법이 제안되었다. 이 방법은 격렬한 조건을 필요로하지 않으며 용매로서 초산을 사용할지라도, 종래의 스텐레스강 장치를 사용할 수 있다. 그러나 활성제는 반응 중 주로 초산으로 산화되어 소모되므로, 초산은 반응이 공동생성물이 되고 방법을 경제적으로 실시하기 위해서 반드시 분리, 정제되어야 한다. 활성제로서 외부화합물을 사용할 때 발생하는 결함을 해결하기 위하여 또 다른 방법이 제시되었다. 예를 들면, 촉매로서 다량의 코발트만을 함유하는 초산 매체중에서 p-크실렌을 양호한 수율로 테레프탈산으로 산화시킬 수 있다는 것이 밝혀졌다. 그럼에도 불구하고, 이 방법 역시 초산의 막대한 소모를 초래한다.In order to solve the corrosion problem, a method of using aldehyde and ketone compounds (eg, acetaldehyde and methyl ethyl ketone) instead of bromine as an active agent has been proposed. This method does not require harsh conditions and can use conventional stainless steel devices, even if acetic acid is used as the solvent. However, since the active agent is mainly oxidized and consumed with acetic acid during the reaction, acetic acid must be separated and purified in order for the reaction to be a coproduct and to perform the process economically. Another method has been proposed to solve the deficiencies that occur when using external compounds as active agents. For example, it has been found that p-xylene can be oxidized to terephthalic acid in good yield in acetic acid medium containing only a large amount of cobalt as a catalyst. Nevertheless, this method also leads to enormous consumption of acetic acid.

최근에, 어떤 용매와 활성제가 존재하지 않고 p-크실렌을 테레프탈산으로 산화되는 방법이 제안되었다. 액상 조건을 만족시키기 위하여 p-톨루일산의 융점(즉, 179℃)과 비슷하거나 그보다 높은 온도를 이용한다. 비록 이 방법이 원리상 간단해 보이기는 하지만, 이는 실제로 실시하기 어렵다. 즉, 활성제를 사용하지 않을 경우 오히려 중간생성물인 p-톨루일산은 산화되기 어려우며 사용하지 않을 경우 고체를 취급하고 반응열을 제거하는데 기술적인 문제가 야기된다. 예를 들면, 반응 화합물의 다른 성분으로부터 테레프탈산을 분리하기가 어렵다. 일반적으로 230°-270℃(미국특허 제3,883,584호(또는 290°-350℃(미국특허 제3,711,539호)의 승온에서 가열 및 세척함으로서 분리된다.Recently, a method of oxidizing p-xylene to terephthalic acid without any solvent and active agent has been proposed. Temperatures close to or above the melting point of p-toluic acid (ie 179 ° C.) are used to satisfy the liquid phase conditions. Although this method looks simple in principle, it is difficult to do in practice. In other words, if the active agent is not used, the intermediate product, p-toluic acid, is difficult to oxidize, and if not used, technical problems arise in handling the solid and removing the heat of reaction. For example, it is difficult to separate terephthalic acid from other components of the reaction compound. It is generally separated by heating and washing at elevated temperatures of 230 ° -270 ° C (US Pat. No. 3,883,584 (or 290 ° -350 ° C (US Pat. No. 3,711,539)).

상기 처리법에서는 값비싼 내식성 재질의 압력 용기를 사용하여야 하며 분해를 증가시켜야 하고 반응생성물을 착색하여야 한다.The treatment requires the use of expensive corrosion resistant pressure vessels, increased degradation and colored reaction products.

본 발명의 목적은 p-크실렌을 산화하여 순도높고 높은 수율로 테레프탈산을 제조하는 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a method for producing terephthalic acid with high purity and high yield by oxidizing p-xylene.

본 발명의 또 다른 목적은, 내식성이 큰 장치를 필요로 하지 않고 종래의 스텐레스강 장치에서 실시될 수 있는 방법을 제공하는데에 있다.It is still another object of the present invention to provide a method that can be implemented in a conventional stainless steel device without requiring a device having high corrosion resistance.

본 발명의 또 다른 목적은, 어떤 부가용매(특히, 저급 지방산)가 존재하지 않는 상태에서 실시될 수 있는 방법을 제공하는데에 있다.Another object of the present invention is to provide a method which can be carried out in the absence of any additional solvent (especially lower fatty acids).

본 발명의 또 다른 목적은, 산화촉매외에 브롬화합물과 같은 촉진제를 사용하지 않는 방법을 제공하는데에 있다.Another object of the present invention is to provide a method in which an accelerator such as a bromine compound is not used in addition to the oxidation catalyst.

본 발명의 또 다른 목적은, 비교적 온화한 온도에서 산화된 반응 혼합물로부터 테레프탈산을 쉽게 회수할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a process for the easy recovery of terephthalic acid from an oxidized reaction mixture at relatively mild temperatures.

본 발명의 또 다른 목적은, 촉매 및 산화 중간체가 회수되어 산화반응에 재사용될 수 있는 방법을 제공하는데에 있다.It is still another object of the present invention to provide a process in which the catalyst and the oxidation intermediate can be recovered and reused in the oxidation reaction.

본 발명의 또 다른 목적은, 산화반응으로부터 발생되는 열을 효과적으로 소비함으로서 쉽게 온도를 조절할 수 있는 방법을 제공하는데에 있다.Another object of the present invention is to provide a method of easily controlling the temperature by effectively consuming heat generated from the oxidation reaction.

본 발명의 또 다른 목적은 회분식 뿐만아니라 연속식으로 실시될 수 있는 방법을 제공하는데에 있다.It is a further object of the present invention to provide a process which can be carried out not only batchwise but also continuously.

본 발명에 따른 상기 목적들을 달성하기 위해서, 다음 단계와 같이 액상에서 p-크실렌을 산화함으로서 테레프틸산을 제조하는 방법을 제공한다.In order to achieve the above objects according to the present invention, there is provided a method for preparing teretylic acid by oxidizing p-xylene in a liquid phase as follows.

⒜ 테레프탈산을 형성하기에 충분한 산화조건에서 적어도 하나의 중금속염(코발트 및/또는 망간염이 양호)으로 구성된 산화촉매 존재하에서 산소분자 함유가스로 p-크실렌, p-톨루일산과 물로 구성된 액체 혼합물(여기서, p-톨루일산 대 p-크실렌의 몰비는 약 0.01-100이며, 물대 p-톨루일산의 몰비는 약 0.4-60임)을 산화시킨 후,(B) a liquid mixture consisting of p-xylene, p-toluic acid and water as an oxygen molecule-containing gas in the presence of an oxidation catalyst composed of at least one heavy metal salt (cobalt and / or manganese salt is preferred) under sufficient oxidizing conditions to form terephthalic acid; Wherein the molar ratio of p-toluic acid to p-xylene is about 0.01-100 and the molar ratio of water to p-toluic acid is about 0.4-60),

⒝ 테레프탈산을 함유하는 산화된 혼합물을 회수하는 단계. 산화반응은 적어도 일부의 물을 액상으로 유지하기에 충분한 압력과 약 140°-220℃에서 양호하게 실시된다.(B) recovering the oxidized mixture containing terephthalic acid. The oxidation reaction is performed well at about 140 ° -220 ° C. with a pressure sufficient to keep at least some of the water in the liquid phase.

산화된 혼합물로부터, 고체 테레프탈산은 상기 혼합물 중 기타 성분을 액체 용액으로 유지하기에 충분한 온도에서 분리될 수 있으며, 산화 중간물질과 촉매를 함유하는 혼합물의 잔류부분은 또 다른 산화반응을 위해 재사용 될 수 있다. 이 공정은, p-톨루일산과 p-크실렌의 몰비를 적당히 유지하기에 충분한 속도로 새로운 p-크실렌을 산화장치에 도입함으로써, 회분식 또는 연속식으로 실시될 수 있다.From the oxidized mixture, solid terephthalic acid can be separated at a temperature sufficient to keep the other components of the mixture in a liquid solution, and the remainder of the mixture containing the oxidizing intermediate and the catalyst can be reused for another oxidation reaction. have. This process can be carried out batchwise or continuously by introducing fresh p-xylene into the oxidizer at a rate sufficient to adequately maintain the molar ratio of p-toluic acid and p-xylene.

본 발명의 또 다른 목적과 특징들은 본 발명의 상세한 기술과 첨부도면을 참고로한 양호한 실시예에서 분명하게 나타낸다.Still other objects and features of the present invention are apparent in the preferred embodiments with reference to the detailed description of the invention and the accompanying drawings.

유기화합물을 산소분자로 산화할 때, 물이 존재하면 일반적으로 바람직하지 못하며 오히려 손상을 미칠 수 있다고 알려져 있다.When oxidizing organic compounds to oxygen molecules, the presence of water is generally undesirable and is known to be damaging.

가장 보편적인 견해로서는 물은 라디칼 개시반응을 방해한다고 믿어진다. 예를 들면, 알킬벤젠, 특히 크실렌의 산화에 관하여 언급한 미합중국 특허 제2,853,514호에서는 “유도기간에 터무니없이 지연되는 것을 방지하기 위하여 물의 농도는 5몰 이하로 유지되어야 한다”고 기술하고 있다. 또 다른 표현을 빌리면, 물 농도는 5중량% 이하로 유지되어야한다. 브롬과 같이 강력한 라디칼 발생기가 계에 존재할 때에만, 상당량의 물이 존재하게 할 수 있다. 따라서, 코발트 촉매와 용매로서 HBr 및 초산의 존재하에 p-크실렌을 테레프탈산으로 산화하는 방법을 기술하고 있는 미합중국 특히 제3,139,459호에서는 “물의 양이 용매 1부당 0.05중량부(5중량%)를 초과하여 축적되었을 경우에는, 반응은 완전히 정지된다”고 기술하고 있다. 따라서, 이전 기술의 설명에 비추어 볼 때, 본 발명의 조건하에 물을 50중량%나 그 이상의 과량을 반응에 사용하지 않을 뿐만 아니라, 이후 나타낸 바, 유도 또는 억제문제를 야기시키지 않고 반응을 유연하게 진행시키기에 충분한 양의 물을 사용하여야 한다는 것은 아주 놀랄만한 일이다.In the most common view, it is believed that water interferes with radical initiation. For example, US Pat. No. 2,853,514, which refers to the oxidation of alkylbenzenes, especially xylenes, states that “the concentration of water should be kept below 5 moles to prevent exorbitant delays in induction periods”. In another expression, the water concentration should be kept below 5% by weight. Only when a strong radical generator such as bromine is present in the system can a significant amount of water be present. Thus, in the United States, in particular, US Pat. No. 3,139,459, which describes a method for oxidizing p-xylene to terephthalic acid in the presence of HBr and acetic acid as a solvent and cobalt catalyst, the amount of water exceeds 0.05 parts by weight If accumulated, the reaction is completely stopped. ” Thus, in view of the description of the prior art, not only does not use 50% by weight or more of water in the reaction under the conditions of the present invention, but also shows the flexibility of the reaction without causing any induction or inhibition problems, as shown below. It is surprising that you should use enough water to proceed.

본 발명의 방법에 사용되는 물의 양은 상이한 요소, 주로, 작용온도와 반응 혼합물의 조성에 따라 달라진다. 물의 양은 작용온도에서 p-톨루일산이 용액 중에 상당량 존재할 수 있도록 충분하다. 물에 대한 p-톨루일산의 용해도가 본 장에서 고려된 범주내에서 온도의 증가에 따라 급격하게 증가하므로 사용된 물의 양은 온도가 증가함에 따라 감소될 것이다. 그러나, 통상 물의 물량은 반응 혼합물에 나타낸 p-톨루일산의 몰당 0.4몰 이상이다.The amount of water used in the process of the invention depends on the different factors, mainly the operating temperature and the composition of the reaction mixture. The amount of water is sufficient to allow a significant amount of p-toluic acid to be present in the solution at the operating temperature. Since the solubility of p-toluic acid in water increases rapidly with increasing temperature within the ranges considered in this chapter, the amount of water used will decrease with increasing temperature. However, usually the amount of water is at least 0.4 mole per mole of p-toluic acid shown in the reaction mixture.

실질적 이유로서, p-톨루일산을 용액상태로 유지하는데 필요한 양 이상의 물로 반응을 진행시키는 것이 종종 유리하다. 예를 들면, 비교적 다량의 테레프탈산(산화반응으로부터 생성된)이 계에 존재한다면, 충분량의 물을 가해야 사용 가능 슬러리가 수득될 것이다. 그러나, 테레프탈산보다 더 많은 물의 양(예를 들면 1몰당 160,000 10-0.0715t의 몰량을 초과하여서는 안되며(T는 섭씨의 작용온도임) 그외 다른 요소도 고려하여야 한다. 예를 들면, 계내에 테레프탈산의 양이 비교적 많을 경우, 특히 테레프탈산 대 p-톨루일산의 몰비가 ⅔이상일 경우, 상기 언급한 상한계는 산화반응을 고율로 실시하기에는 너무 높다. 사실, p-톨루일산에 비하여 너무 많은 양의 물을 가하면 반응속도에 역영향을 미치는데, 특히 계내에 p-크실렌의 양이 비교적 적을 경우에 더욱 그렇다. 바람직하게는 물의 양은 p-톨루일산 1몰당 60몰 이하일 것이며 대개의 경우 계내에 존재하는 p-톨루일산 1몰당 10몰 이상의 물을 사용하여도 이점은 없다.For practical reasons, it is often advantageous to proceed the reaction with more water than necessary to keep the p-toluic acid in solution. For example, if a relatively large amount of terephthalic acid (generated from the oxidation reaction) is present in the system, a sufficient amount of water must be added to obtain a usable slurry. However, the amount of water that is higher than terephthalic acid (for example, moles of 160,000 10 -0.0715t per mole (T is the operating temperature in degrees Celsius) and other factors must be taken into account. When the amount is relatively high, especially when the mole ratio of terephthalic acid to p-toluic acid is more than ⅔, the above-mentioned upper limit is too high for the oxidation reaction to be carried out at a high rate. Addition adversely affects the reaction rate, especially if the amount of p-xylene in the system is relatively small, preferably the amount of water will be less than 60 moles per mole of p-toluic acid, and in most cases the p- There is no advantage to using more than 10 moles of water per mole of toluic acid.

산화반응이 실시되는 온도는 중요하지는 않지만 보통 140℃-220℃ 범위이다. 140℃이하에서 p-톨루일산의 물에 대한 용해도는 너무 작아서 본 발명에 따라 물을 사용하여 얻어지는 장점을 누릴 수 없으며, 한편 220℃이상에서 작용하면 과도하게 산화가 될뿐더러 바람직하지 못한 부반응이 일어나며 심각한 부식문제가 야기된다. 반응온도는 160℃-190℃이면 가장 바람직하다.The temperature at which the oxidation reaction takes place is not critical but usually ranges from 140 ° C. to 220 ° C. Below 140 ° C, the solubility of p-toluic acid in water is too small to enjoy the advantage of using water according to the present invention, while if it is operated above 220 ° C, it becomes excessively oxidized and undesirable side reactions occur. Serious corrosion problems are caused. The reaction temperature is most preferably 160 ° C-190 ° C.

본 발명의 방법에 사용된 촉매는, p-크실렌을 테레프탈산으로 산화시키기 위해 종래에 이용된 어떠한 중금속 염일 수도 있다. 단, 촉매는 반응매체에 용해될 수 있거나 반응혼합물의 성분과 반응하여 용해될 수 있다. 수많은 지방족 카르복실산의 염, 즉 아세테이트, 프로피온산염, 스테아레이트, 나프레네이트 등을 사용할 수 있다. 상기한 염들이 p-톨루일산을 포함하는 계내에 첨가되었을 때, 음이온 교환은 유효촉매로 되는 상응하는 톨루에이트의 생성과 더불어, 쉽게 이루어진다. 특히 본 발명의 방법에 유효한 촉매는 코발트 및 망간 염인데 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다. 다른 반응변수도 서로 밀접하게 관련되어 있는데 활성도를 최상으로 하기 위해서, 촉매는 다른 상태를 고려하여 선택하여야 한다. 예를 들어, 코발트 염은 다량의 미반응 p-크실렌과 비교적 소량의 물이 함유된 계내에서 특별한 효능을 발휘한다. 반대로 망간염은 대량의 물을 함유한 시스템내에서 특히 유용하다. 그러나 대개의 경우, 최상의 촉매효과는 망간과 코발트를 함께 결합시켜서 얻어진다. 촉매의 양은 광범위하게 변용하여 사용할 수 있으나 보통 촉매의 전체농도는 계내에 존재하는 유기물질 1리터당 0.001-0.1M의 무수염기를 포함할 것이다.The catalyst used in the process of the invention may be any heavy metal salt conventionally used to oxidize p-xylene to terephthalic acid. However, the catalyst may be dissolved in the reaction medium or may be dissolved by reacting with a component of the reaction mixture. Numerous salts of aliphatic carboxylic acids can be used, namely acetates, propionates, stearates, naprenates and the like. When the above salts are added in a system comprising p-toluic acid, anion exchange is readily accomplished, with the formation of the corresponding toluate as an effective catalyst. Particularly effective catalysts for the process of the invention are cobalt and manganese salts, which may be used alone or in combination. Other reaction variables are closely related to each other. In order to achieve the best activity, the catalyst has to be selected in consideration of different conditions. For example, cobalt salts exhibit particular efficacy in systems containing large amounts of unreacted p-xylene and relatively small amounts of water. Manganese, in contrast, is particularly useful in systems containing large amounts of water. In most cases, however, the best catalytic effect is obtained by combining manganese and cobalt together. The amount of catalyst can vary widely but usually the total concentration of the catalyst will comprise 0.001-0.1 M anhydrous base per liter of organic material present in the system.

p-크실렌, 물 및 촉매가 서로 접촉되고, 산소의 존재하에 상기 언급된 범위내의 온도로 가열되었을 때, 산화반응은 p-톨루일산이 계내에 존재않는 한 쉽게 산화되지 않는다. 이는 p-톨루일산이 p-크실렌보다 산소분자에 의한 산화가 쉽지 않다는 사실을 고려해 볼 때 놀라운 일이다. 더욱 p-톨루일산이 극소량으로 존재할 경우 산하반응은 잠깐동안 활성적으로 진행하지만 잠시후 거의 진행되지않는다. 이러한 현상은 계내에 대량의 물 및 소량의 망간 촉매가 존재할 경우 더욱 현저하게 나타난다. 따라서, p-톨루일산이 언제나 반응혼합물에 충분히 존재해야 한다는 것은 본 발명에서 중요하다. 편리하게, 이 양은 p-톨루일산 대 p-크실렌의 몰비가 최소한 0.01인 양이다.When p-xylene, water and catalyst are in contact with each other and heated to a temperature within the above-mentioned range in the presence of oxygen, the oxidation reaction is not easily oxidized as long as p-toluic acid is present in the system. This is surprising considering the fact that p-toluic acid is not as easy to oxidize as oxygen molecules than p-xylene. In addition, when a small amount of p-toluic acid is present, the acid reaction proceeds actively for a short time but rarely after a while. This phenomenon is more pronounced when there is a large amount of water and a small amount of manganese catalyst in the system. Therefore, it is important in the present invention that p-toluic acid must always be sufficiently present in the reaction mixture. Conveniently, this amount is an amount in which the molar ratio of p-toluic acid to p-xylene is at least 0.01.

본 발명을 실시하는데 있어, p-톨루일산과 기타 중간산화 생성물과 혼합된 p-크실렌을 물과 중금속 촉매의 존재 하에 가열하면서, 산소함유 가스를 혼합물에 통과시킨다. 서로 다른 성분을 치밀하게 접촉시킬 수 있도록 효과적으로 교반한다. 강력한 산화 흡수 및 온도의 급상승 등으로 인해 반응은 곧 활성적으로 진행된다. 본 발명의 중요한 장점은 온도조절이 용이하게 이루어질 수 있다는 것이다. 즉 반응 혼합물내에 충분량의 물이 존재하기 때문에, 발열 산화반응 결과 생성된 열은 물의 증발을 조절하므로서 쉽게 조절될 수 있다.In practicing the present invention, an oxygen containing gas is passed through the mixture while heating p-xylene mixed with p-toluic acid and other intermediate oxidation products in the presence of water and a heavy metal catalyst. Stir effectively to bring in close contact with the different components. The reaction proceeds actively due to strong oxidative absorption and rapid temperature rise. An important advantage of the present invention is that temperature control can be made easily. That is, since there is a sufficient amount of water in the reaction mixture, the heat generated as a result of the exothermic oxidation reaction can be easily controlled by controlling the evaporation of water.

반응이 진행함에 따라, 즉 보다 맣은 p-크실렌이 전환되므로서 산소흡수는 감소하며, p-크실렌이 계내에 부가되지 않는 한 정지될 것이다. 실상, 산화반응을 활성화시키고 테레프탈산의 수율을 높이기 위해서 시스템내에 p-톨루일산 대 p-크실렌의 몰비가 100이하가 되도록 p-크실렌이 존재하여야 한다는 것은 본 발명의 또 다른 중요한 점이다. 따라서, 본 발명을 실시할 때, 상기 만족스런 조건을 유지하는 속도로 새로운 p-크실렌은 방응혼합물에 첨가하여야한다. 첨가는 연속적 또는 단속적으로 실시될 수 있다. 예를 들면, 반응은 산소흡수가 실제로 정지될때까지 회분식으로 실시될 수 있다. 그후 테레프탈산은, 반응 온도가 적어도 p-톨루일산이 용액으로 유지되는 온도에서 간단한 여과조작에 의해 분리될 수 있다. 사실상 반응 중 형성된 테레프탈산이 중간생성물인 p-톨루일산의 대부분이 용해된 수성매체 중에서 현탁되는 비교적 다량의 결정체로서, 반응에서 형성된 테레프탈산이 존재한다는 것이 본 발명의 중요한 장점이다.As the reaction proceeds, i.e., the conversion of the larger p-xylene, the oxygen uptake decreases and will stop unless p-xylene is added to the system. In fact, it is another important aspect of the present invention that p-xylene must be present in the system so that the molar ratio of p-toluic acid to p-xylene is less than 100 in order to activate the oxidation reaction and increase the yield of terephthalic acid. Thus, in the practice of the present invention, new p-xylene must be added to the coagulation mixture at a rate that maintains the satisfactory conditions. The addition can be carried out continuously or intermittently. For example, the reaction can be carried out batchwise until the oxygen uptake is actually stopped. Terephthalic acid can then be separated by simple filtration at a temperature at which the reaction temperature is maintained at least in p-toluic acid in solution. In fact, it is an important advantage of the present invention that there is a terephthalic acid formed in the reaction as a relatively large amount of crystals in which the terephthalic acid formed during the reaction is suspended in an aqueous medium in which most of the intermediate p-toluic acid is dissolved.

그러므로, p-톨루일산은 대체로 용액 상태로 있는 온도에서 여과, 원심분리나 기타 고체-액체분리장치로 쉽게 분리될 수 있다. 이 반응의 여과물은 중간 산화반응 생성물의 전량과 더불어 촉매를 포함하고 있기 때문에 새로운 p-크실렌과 함께 또 다른 반응에 재사용할 수 있다.Therefore, p-toluic acid can be easily separated by filtration, centrifugation or other solid-liquid separator at a temperature that is usually in solution. The filtrate of this reaction contains a catalyst with the entire amount of the intermediate oxidation product and can be reused in another reaction with fresh p-xylene.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 반응은 첨부도면에서 개략적으로 나타낸 바와 같이 연속적으로 실시된다. 반응은 산화기에서 실시된다. 반응하는 동안 발생한 열은 반응 혼합물로부터 약간의 물을 증발시킴으로써 제거된다. 약간의 p-크실렌을 물과 함께 공비적으로 증발된 다음 이 증기가 농축된 후 디캔더 2에서 분리된다. 산화기 1에서 생성된 산화생성물은 스트리퍼 3으로 이송되는데, 이로부터 어떤 미반응 p-크실렌은 물로 스트리핑함으로서 제거된다.According to another embodiment of the invention, the reaction is carried out continuously as schematically shown in the accompanying drawings. The reaction is carried out in an oxidizer. The heat generated during the reaction is removed by evaporating some water from the reaction mixture. Some p-xylene is azeotropically evaporated with water and then the vapor is concentrated and then separated in decanter 2. The oxidation product produced in oxidizer 1 is sent to stripper 3 from which any unreacted p-xylene is removed by stripping with water.

스트리퍼 3에서 유출된 유출물 중 침전물이 분리기 4에서 분리된 다음, 적어도 일부가 디캔더 2로부터 제공될 수 있는 뜨거운 1줄로 세척기 5에서 세척된다. 여액과 세척액은 산화기 1로 직접 재순환된다. 본 분야의 숙련자들에게 잘 알려진 바와 같이, 테레프탈산에 대한 세척용매로서 사용되는 물의, 외부에서 에너지를 공급할 필요없이 산화하는 동안 발생하는 열에 의해 적어도 부분적으로 가열 및 증발될 수 있다는 것은 본 발명의 특히 중요한 장점이다.The sediment in the effluent flowing out of stripper 3 is separated in separator 4 and then washed in washer 5 with a single hot line that can be provided at least in part from decanter 2. The filtrate and washings are recycled directly to the oxidizer 1. As is well known to those skilled in the art, it is particularly important that the water used as a washing solvent for terephthalic acid can be at least partially heated and evaporated by the heat generated during oxidation without the need for external energy supply. It is an advantage.

[실시예 1]Example 1

기계적 교반장치, 가열자켓, 응축기, 기체주입구 및 배출구가 설치된 1리터짜리 내식성 고압솥에 하기 물질을 충전하였다.The following material was charged to a 1 liter corrosion resistant autoclave equipped with a mechanical stirrer, heating jacket, condenser, gas inlet and outlet.

Figure kpo00001
Figure kpo00001

코발트 나프테네이트 : 7.5밀리몰(유기물질 1리터당 약 0.025몰)Cobalt naphthenate: 7.5 mmol (about 0.025 mol per liter of organic matter)

p-톨루일산 대 p-크실렌과 물대 p-톨루일산의 몰비는 각각 1.4와 2.1이다.The molar ratios of p-toluic acid to p-xylene and water to p-toluic acid are 1.4 and 2.1, respectively.

반응기를 20기압까지 공기로 압축한 후, 상기 혼합물을 교반하고, 매시 300리터의 유속으로(대기압 및 20℃때 측정)공기를 도입하여 가열한다. 산소흡수는 온도가 약 100℃일때부터 시작된다. 그 후 온도는 급격히 증가하고 냉각조절되어 185℃로 유지된다.After the reactor is compressed to air at 20 atm, the mixture is stirred and heated by introducing air at a flow rate of 300 liters per hour (measured at atmospheric pressure and 20 ° C.). Oxygen absorption starts when the temperature is about 100 ° C. The temperature then increases rapidly and is cooled down and maintained at 185 ° C.

산소흡수 속도는 반응의 최초 20분간 극격히 증가하나 그 후 서서히 감소된다. 반응240분 후에 101리터의 산소가 흡수된다. 반응은 냉각에 의해 정지되고 고압솥은 개방된다. 상기 포함된 침전물을 물로 세척한 후 80℃ 및 진공하에 여과 및 건조한다. 여액을 양이온 교환수지로 처리하여 금속촉매를 제거한 후 증발 건조한다.Oxygen absorption rate increases dramatically during the first 20 minutes of the reaction but then slowly decreases. After 240 minutes of reaction, 101 liters of oxygen are absorbed. The reaction is stopped by cooling and the autoclave is opened. The contained precipitate is washed with water, filtered and dried at 80 ° C. and under vacuum. The filtrate is treated with a cation exchange resin to remove the metal catalyst and evaporated to dryness.

상기의 각 성분을 산정량, 폴라로그래피, 기체상 크로마토그라피를 함께 사용하여 분석한다. 따라서, 반응 혼합물은 137g의 테레프탈산, 177g의 p-톨루일산 및 7g의 p-카르복시벤즈 알데히드로 구성됨이 밝혀졌다. 반응 도중 약 3g의 p-크실렌을 기류에 혼입한다. 따라서, 본 발명의 조건하에 p-크실렌이 p-톨루일산으로 전환될 뿐 아니라 동시에 p-톨루일산도 테레프탈산으로 전환된다.Each of the above components is analyzed using a combination of acid, polarography, and gas phase chromatography. Thus, it was found that the reaction mixture consisted of 137 g terephthalic acid, 177 g p-toluic acid and 7 g p-carboxybenz aldehyde. About 3 g of p-xylene is incorporated into the air stream during the reaction. Thus, under the conditions of the present invention, not only p-xylene is converted to p-toluic acid but also p-toluic acid is also converted to terephthalic acid.

[실시예 2]Example 2

전술한 실시예에서와 동일한 고압솥에 다음 물질을 충전한다.The following material is charged to the same autoclave as in the above embodiment.

Figure kpo00002
Figure kpo00002

p-톨루일산 대 p-크실렌의 몰비는 전술한 실시예에서와 동일하게 사용되고 몰 대 p-톨루일산의 몰비는 2.1 대신 6.3으로 하며 약간의 망간염을 첨가한다. 온도가 140℃로 될 때, 산소 흡수가 명백하게 일어난다. 전술한 실시예에서 처럼 온도를 185℃로 유지한다. 반응한지 295분 후에, 산소 106리터가 흡수되고, 반응은 냉각에 의해 중지된다. 그후 반응혼합물을 전술한 실시예에서 처럼 처리 및 분석한다. 182g의 테레프탈산 및 반응초기 보다 적은 118g의 p-톨루일산과 7g의 카르복시벤즈알데히드로 구성된다.The molar ratio of p-toluic acid to p-xylene is used in the same manner as in the above examples, and the molar ratio of molar to p-toluic acid is 6.3 instead of 2.1 and some manganese salt is added. When the temperature reaches 140 ° C., oxygen uptake clearly occurs. The temperature is maintained at 185 ° C. as in the above embodiment. After 295 minutes of reaction, 106 liters of oxygen are absorbed and the reaction is stopped by cooling. The reaction mixture is then processed and analyzed as in the above examples. 182 g of terephthalic acid and less than 118 g of p-toluic acid and 7 g of carboxybenzaldehyde earlier in the reaction.

망간나프테네이트를 사용하지 않은 것을 제외하고 상기와 동일한 조건하에 비교실험을 실시한다. 상기에서처럼 산소흡수가 명백하게 일어나지만 반응 약 80분 후에는 급격히 줄어든다. 전체 산소흡수는 58리터까지 이루어지며 반응 혼합물 중 테레프탈산의 양은 단지 68g이다. 이들 결과로부터, 상당량의 물의 존재하에 반응이 실시될 때, p-크실렌을 테레프탈산으로 산화시키기위한 촉매로서 코발트와 함께 일정량의 망간염을 첨가하는 것이 유리하다는 것을 알 수 있다.Comparative experiments are conducted under the same conditions as above except that no manganese naphthenate is used. As above, oxygen absorption is apparent, but decreases rapidly after about 80 minutes of reaction. Total oxygen absorption is up to 58 liters and the amount of terephthalic acid in the reaction mixture is only 68 g. From these results, it can be seen that it is advantageous to add a certain amount of manganese salt with cobalt as a catalyst for oxidizing p-xylene to terephthalic acid when the reaction is carried out in the presence of a significant amount of water.

[실시예 3]Example 3

180℃에서 약 120분동안 가열한 후에 산화반응을 중단시킨 것을 제외하고 실시예 2의 실험을 반복한다. 그후 반응혼합물을 동일한 온도로 가열된 압축여과기에서 회수한다. 여기서 테레프탈산은 다른 산화생성물과 분리된다. 생성된 케이크를 185℃에서 물로 두 번 세척한 후 건조한다. 실온에서 냉각한 후 여액과 세척액을 다시 여과하여 분리되 p-톨루일산 침전물을 물로 세척한다. 최종여액은 거의 물을 함유한다.The experiment of Example 2 was repeated except that the oxidation reaction was stopped after heating at 180 ° C. for about 120 minutes. The reaction mixture is then recovered in a compressed filter heated to the same temperature. Here terephthalic acid is separated from other oxidation products. The resulting cake is washed twice with water at 185 ° C. and then dried. After cooling to room temperature, the filtrate and washings are filtered again and separated to wash the p-toluic acid precipitate with water. The final filtrate contains almost water.

전촉매와 약간의 p-톨루일산을 함유하는 최종여액을 증발 건조한다. 생성된 잔류물을 본래와 똑같은 양의 p-크실렌 및 물과 침전물과 함께 고압솥에 충전한다.The final filtrate containing the procatalyst and some p-toluic acid is evaporated to dryness. The resulting residue is charged to an autoclave with the same amount of p-xylene as well as water and precipitate.

그후 생성된 혼합물을 앞서 언급한 바와 같이 산화한다.The resulting mixture is then oxidized as mentioned above.

동일 공정을 9번 반복한다. 상기를 분석한 결과, 상기 일련의 공정으로 생성된 테레프탈산의 평균 수율은 반응된 p-크실렌의 양에 대해 87%이다.The same process is repeated nine times. As a result of the analysis, the average yield of terephthalic acid produced by the series of processes is 87% relative to the amount of p-xylene reacted.

[실시예 4]Example 4

7.5밀리몰의 망간 나프테네이트를 유일한 촉매로 사용한 것을 제외하고 실시예 2의 실험을 그대로 반복한다. 반응 310분 후에, 95리터의 산소가 흡수된다. 그후 반응 혼합물을 실시예 1에서 언급한 바와 같이 냉각, 처리 및 분석한다. 조성은 테레프탈산 150g, p-톨루일산 146g, p-카르복시벤즈알데히드 7g이다.The experiment of Example 2 was repeated as it was except that 7.5 mmol of manganese naphthenate was used as the only catalyst. After 310 minutes of reaction, 95 liters of oxygen are absorbed. The reaction mixture is then cooled, treated and analyzed as mentioned in Example 1. The composition is 150 g of terephthalic acid, 146 g of p-toluic acid, and 7 g of p-carboxybenzaldehyde.

[실시예 5]Example 5

75㎖의 물을 고압솥에 넣고 7.5밀리 몰의 망간 톨루에이트를 유일한 촉매로 사용한 것을 제외하고, 실시예 2의 실험을 반복한다. 반응 240분 후, 81리터의 산소가 흡수된다. 분석한 결과, 반응 혼합물은 111g의 테레프탈산, 개시 주입량과 거의 동일한 양이 179g의 p-톨루일산, 7g의 카르복시벤즈알데히드와 몇몇 미반응의 p-크실렌으로 구성되었다. 따라서, 반응의 전반적 결과로서, 거의 불변농도의 p-톨루일산 존재하에 p-크실렌은 테레프탈산으로 전환된다.The experiment of Example 2 is repeated except that 75 ml of water is placed in an autoclave and 7.5 millimoles of manganese toluate is used as the only catalyst. After 240 minutes of reaction, 81 liters of oxygen are absorbed. The analysis showed that the reaction mixture consisted of 111 g of terephthalic acid, approximately 179 g of p-toluic acid, 7 g of carboxybenzaldehyde and some unreacted p-xylene in an amount almost equal to the starting dose. Thus, as a general result of the reaction, p-xylene is converted to terephthalic acid in the presence of an almost constant concentration of p-toluic acid.

[실시예 6]Example 6

실시예2에서와 동일한 양의 p-크실렌, p-톨루일산 및 물을 각각 3.75밀리몰의 코발트 및 망간 나프테네이트와 함께 고압솥에 충전한다. 온도를 185℃ 대신에 170℃로 한 것을 제외하고 실시예 2에서와 동일한 조건하에 혼합물을 공기로 산화한다. 반응 230분 후에 74리터의 산소가 흡수된다. 실시예 1에서 기술한 바대로 반응 혼합물을 냉각, 처리 및 분석한다. 상기는 98g의 테레프탈산, 179g의 p-톨루일산, 7g의 p-카르복시벤즈 알데히드와 약간의 미반응 p-크실렌으로 구성된다.The same amount of p-xylene, p-toluic acid and water as in Example 2 is charged into an autoclave with 3.75 mmol of cobalt and manganese naphthenate, respectively. The mixture was oxidized with air under the same conditions as in Example 2 except that the temperature was set at 170 ° C instead of 185 ° C. 74 liters of oxygen are absorbed after 230 minutes of reaction. The reaction mixture is cooled, treated and analyzed as described in Example 1. It consists of 98 g terephthalic acid, 179 g p-toluic acid, 7 g p-carboxybenzaldehyde and some unreacted p-xylene.

[실시예 7]Example 7

전술한 실시예의 조건하에서 일련의 13연속공정은, 실시예 3에서 언급한 촉매와 반응 중간물을 재순환함으로써 실시된다. 테레프탈산은 백색분말로 평균수율은 87%이다. 상이한 기류로 분석한 결과 전류 물은 주로 이산화탄소, 재순환되지 않은 약간의 p-톨루알데히드, 가벼운 산으로 구성되었음이 밝혀졌다. 무거운 부산물, 타르나 기타 유색물질의 형성은 검출되지 않는다.Under the conditions of the above-described examples, a series of 13 continuous processes are carried out by recycling the catalyst and the reaction intermediate mentioned in Example 3. Terephthalic acid is white powder with an average yield of 87%. Analysis of the different air flows revealed that the current water consisted mainly of carbon dioxide, some non-recirculated p-tolualdehyde, and a light acid. The formation of heavy by-products, tars or other colored substances is not detected.

[실시예 8]Example 8

실시예 2에서와 동일한 양의 p-크실렌, p-톨루일산과 물을 각각 3.9밀리몰의 코발트와 망간염 아세테이트와 함께 고압속에 충전한다. 그후 온도를 165℃로 한 것을 제외하고 실시예 2에서와 동일한 조건하에서 공기로 산화한다.The same amount of p-xylene, p-toluic acid and water as in Example 2 were charged at high pressure with 3.9 mmol of cobalt and manganese salt acetate, respectively. It is then oxidized with air under the same conditions as in Example 2 except that the temperature is set at 165 ° C.

반응 300분 후에, 61리터의 산소가 흡수되었고, 반응 화합물을 분석한 결과 91g의 테레프탈산이 형성되었음이 밝혀졌다.After 300 minutes of reaction, 61 liters of oxygen was absorbed and analysis of the reaction compound revealed that 91 g of terephthalic acid was formed.

본 실시예에서는 본 발명의 공정에 의하여 p-크실렌이, 저급지방산 용매의 사용에 의존하지 않고 p-톨루일산의 융점이하의 온도에서 테레프탈산으로 변형될 수 있다는 것을 보여준다.This example shows that by the process of the present invention p-xylene can be transformed into terephthalic acid at a temperature below the melting point of p-toluic acid without resorting to the use of lower fatty acid solvents.

[실시예 9]Example 9

20기압의 압력하와 매시 300리터의 유속으로 공기를 주입하고 교반하면서 다음 물질을 가열한다.The following material is heated while injecting and stirring air at a pressure of 20 atm and a flow rate of 300 liters per hour.

Figure kpo00003
Figure kpo00003

따라서 물 대 p-톨루일산의 몰비가, 대개의 전술한 실시예에서는 6.3인데 비해, 15.7이다. 온도가 약 125℃에 도달할 때부터 산소흡수가 시작된다. 그후 온도는 170℃로 유지된다.The molar ratio of water to p-toluic acid is therefore 15.7, compared to 6.3 in most of the foregoing examples. Oxygen absorption begins when the temperature reaches about 125 ° C. The temperature is then maintained at 170 ° C.

반응 300분 후에 43리터의 산소가 흡수되며, 반응은 냉각에 의해 중단된다. 반응혼합물을 실시예 1에서처럼 처리하여 분석한다. 그 조성은 49g의 테레프탈산, 139g의 p-톨루일산 및 5g의 p-카르복시벤즈알데히드이다.After 300 minutes of reaction 43 liters of oxygen are absorbed and the reaction is stopped by cooling. The reaction mixture is processed and analyzed as in Example 1. The composition is 49 g terephthalic acid, 139 g p-toluic acid and 5 g p-carboxybenzaldehyde.

본 실시예는, 본 발명의 방법에 따라 다량의 물의 존재하에서 p-크실렌이 테레프탈산으로 산화될 수 있다는 것을 보여준다.This example shows that p-xylene can be oxidized to terephthalic acid in the presence of large amounts of water according to the process of the invention.

[실시예 10]Example 10

p-크실렌을 사용하지 않고 망간 나트테네이트를 유일한 촉매로 사용한 것을 제외하고 전술한 실시예의 실험을 똑같이 반복한다. 1시간 동안 혼합물을 170℃로 가열할 때, 극소량의 산소가 흡수됨이 관찰된다. 그후 온도를 185℃로 올려도 흡수율의 변화는 일어나지 않는다. 185℃에이 한시간 동안 유지한 후 50g의 p-크실렌을 반응기내에 도입한다. 갑자기 산소흡수가 맹렬히 일어나며 145분 후에 29리터의 산소가 흡수된다.The experiments of the above-described examples are repeated in the same manner, except that manganese nattenate is used as the only catalyst without using p-xylene. When heating the mixture to 170 ° C. for 1 hour, very little oxygen is observed to be absorbed. Thereafter, even if the temperature is raised to 185 ° C, the change in absorption does not occur. After this one hour hold at 185 ° C. 50 g of p-xylene is introduced into the reactor. Sudden absorption of oxygen suddenly takes place and after 145 minutes 29 liters of oxygen are absorbed.

본 실시예에서, 본 발명의 조건하에서 p-크실렌이 계에 존재하지 않는다면, p-톨루일산은 테레프탈산으로 산화될 수 없다는 것을 보여준다.In this example, it is shown that under the conditions of the present invention, p-toluic acid cannot be oxidized to terephthalic acid, unless p-xylene is present in the system.

[실시예 11]Example 11

20기압과 200ℓ/hr의 유속으로 공기를 도입하고, 동시에 교반하면서 다음 충전물을 가열한다.Air is introduced at 20 atmospheres and a flow rate of 200 l / hr, and the next charge is heated while stirring at the same time.

Figure kpo00004
Figure kpo00004

따라서, p-톨루일산 대 p-크실렌의 몰비와 물 대 p-톨루일산의 몰비는 각각 0.05와 38이다. 온도가 180℃에 도달하자 맹렬하게 산소흡수가 시작되고, 185℃에서 245분 후에 92리터의 산소가 흡수되며, 이때 반응은 냉각에 의해 중단된다. 분석결과, 반응 혼합물은 96g의 테레프탈산, 108g의 p-톨루일산과 5g의 p-카르복시벤즈알데히드로 구성되었다.Thus, the molar ratio of p-toluic acid to p-xylene and the molar ratio of water to p-toluic acid are 0.05 and 38, respectively. Oxygen absorption begins violently when the temperature reaches 180 ° C., and 92 liters of oxygen are absorbed after 245 minutes at 185 ° C., at which time the reaction is stopped by cooling. As a result, the reaction mixture consisted of 96 g of terephthalic acid, 108 g of p-toluic acid and 5 g of p-carboxybenzaldehyde.

p-톨루일산을 사용하지 않는 것을 제외하고, 상기와 똑같은 조건하에서 비교실험을 한다. 185℃에서 4시간 동안 혼합물을 가열하는 반응은 별로 발생하지 않는다.Comparative experiments are conducted under the same conditions as above except that p-toluic acid is not used. The reaction of heating the mixture for 4 hours at 185 ° C. rarely occurs.

또 다른 비교실험에서, 50g 대신에 100g의 물을 고압솥에 넣는다. 그러므로, 물 대 p-톨루일산의 몰비는 38이 아니고 78이 된다. 75℃에서 산소흡수가 시작된다. 그러나, 185℃에서 약 75분 후에 산소흡수는 거의 무시할 정도로 갑자기 떨어진다. 전체산소 흡수량은 단지 44리터 뿐이다.In another comparative experiment, 100 g of water is placed in an autoclave instead of 50 g. Therefore, the molar ratio of water to p-toluic acid is 78 rather than 38. Oxygen absorption begins at 75 ° C. However, after about 75 minutes at 185 [deg.] C., oxygen absorption suddenly drops to almost negligible. The total oxygen uptake is only 44 liters.

이들 비교실험은, 본 발명의 방법에 따라 p-크실렌을 테레프탈산으로 산화하기 위해 계중에서 물의 양에 비해, 충분한 양의 p-톨루일산을 갖는 것이 얼마나 중요한가를 보여준다.These comparative experiments show how important it is to have a sufficient amount of p-toluic acid relative to the amount of water in the system for oxidizing p-xylene to terephthalic acid according to the method of the present invention.

[실시예 12]Example 12

다음 충전물질을 20기압의 압력하에 매시 300리터의 유속으로 공기를 통과시키면서 가열한다.The filling material is then heated under a pressure of 20 atmospheres while passing air at a flow rate of 300 liters per hour.

Figure kpo00005
Figure kpo00005

상기 충전물은, 물을 제외하고는 실시예 6에서와 동일하다는 것을 알 수 있다. 산소흡수는, 온도가 약 160℃에 도달함으로서 시작되지만, 겨우 4.5리터가 흡수되고 부터는 급속히 떨어진다. 반응속도에 영향을 미치지 않고 185℃에서 2시간 동안 가열한다. 그후 반응기내에 30㎖의 물을 주입하면 산소흡수가 맹렬히 일어난다. 반응 혼합물을 185℃에서 240분 동안 계속 가열한 후 냉각한 다음 상기와 같이 처리 및 분석한다. 반응 혼합물의 조성은 143g의 테레프탈산, 179g의 p-톨루일산 및 7g의 p-카르복시벤즈알데히드로 구성되었다.It can be seen that the filler is the same as in Example 6 except for water. Oxygen absorption begins when the temperature reaches about 160 ° C., but drops quickly after only 4.5 liters are absorbed. Heat at 185 ° C. for 2 hours without affecting the reaction rate. Thereafter, 30 ml of water is injected into the reactor, where oxygen absorption occurs violently. The reaction mixture is continued to heat at 185 ° C. for 240 minutes, then cooled and treated and analyzed as above. The composition of the reaction mixture consisted of 143 g terephthalic acid, 179 g p-toluic acid and 7 g p-carboxybenzaldehyde.

본 실시예에서는 본 발명의 조건하에서 물이 산화반응에 해를 미치지 않을 뿐만 아니라 반응초기에 유리한 영향을 미친다는 것을 나타낸다.This example shows that under the conditions of the present invention, water not only harms the oxidation reaction but also has a favorable effect on the initial reaction.

Claims (1)

p-크실렌, p-톨루일산을 적어도 하나의 중금속염을 갖는 산화촉매존재하에 산소분자 함유가스로 산화시켜 테레프탈산을 제조하는 방법에 있어서, 용매로서 물을 함유하고, p-톨루일산 대 p-크실렌의 몰비가 약 0.01∼100이며, 몰 대 p-톨루일산의 몰비가 약 0.4∼60이며, 혼합물 중 초기 몰함량은 5중량%이며, 물의 양은 반응온도에서 p-톨루일산을 용액으로 유지하기에 충분한 수용액을 혼합하여 산화 반응시킴을 특징으로 하는 테레프탈산의 제조방법.A method for producing terephthalic acid by oxidizing p-xylene and p-toluic acid with an oxygen molecule-containing gas in the presence of an oxidation catalyst having at least one heavy metal salt, wherein water is contained as a solvent and p-toluic acid to p-xylene The molar ratio of is about 0.01 to 100, the molar ratio of mole to p-toluic acid is about 0.4 to 60, the initial molar content of the mixture is 5% by weight, and the amount of water is sufficient to keep p-toluic acid in solution at the reaction temperature. A method for producing terephthalic acid, characterized in that a sufficient aqueous solution is mixed to oxidize.
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