NL8500060A

NL8500060A - Werkwijze voor het bereiden van gezuiverd, nagenoeg reukloos, vast benzoezuur.

Info

Publication number: NL8500060A
Application number: NL8500060A
Authority: NL
Original assignee: Stamicarbon
Priority date: 1985-01-11
Filing date: 1985-01-11
Publication date: 1986-08-01
Also published as: US4675440A; JPS61165347A; ATE44023T1; EP0188298B1; DE3663941D1; CA1268477A; EP0188298A1

Description

JGN/WP/ag

F

STAMICARBON B.V. (Licencing subsidiary of DSM)

Uitvinders: Stanislaus M.P. Mutsers te Geleen 1 1 JAN

Michael H. Willems te Geleen 1 ......I

Wilhelmus P. Wolvers te Landgraaf -1- PN 3606 WERKWIJZE VOOR HET BEREIDEN VAN GEZUIVERD,

NAGENOEG REUKLOOS, VAST BENZOËZUUR

De uitvinding betreft een werkwijze voor het bereiden van gezuiverd, nagenoeg reukloos, vast benzoëzuur, verkregen uit tolueen « door oxidatie met behulp van een moleculaire zuurstof bevattend gas, door middel van een behandeling met een inert gas of gasmengsel.

5 Een dergelijke werkwijze is bekend uit het Duitse octrooi- schrift 2460822, waarin een werkwijze wordt beschreven voor het nabehandelen van gesproeikristalliseerd benzoëzuur met een verwarmd inert gas, gewoonlijk onder atmosferische omstandigheden, ten einde het benzoëzuur te winnen uit een mengsel van benzoëzuur en diphenylen. Deze 10 werkwijze heeft als nadeel, dat in zijn algemeenheid de tijdsduur van de genoemde nabehandeling lang is, terwijl voor de nabehandeling een aparte kolom noodzakelijk is, waarin de behandeling veelal ladings-gewijs wordt uitgevoerd.

Het doel van de uitvinding is het verschaffen van een werk- j 15 wijze voor het zuiveren van benzoëzuur, welke continu kan worden uitgevoerd, waarbij een aparte nabehandeling overbodig geworden .is doordat de zuivering van. het benzoëzuur en de granulatie ervan in één apparaat geschieden en waarbij de apparaatkosten aanzienlijk zijn verminderd t.o.v. de sproeikristallisator.

20 De uitvinding betreft dan ook een werkwijze voor het bereiden van gezuiverd, nagenoeg reukloos, vast benzoëzuur, verkregen uit tolueen door oxidatie met behulp van een moleculaire zuurstof bevattend gas, door middel van een behandeling met een inert gas of gasmengsel, welke hierdoor gekenmerkt is dat het te zuiveren benzoëzuur 25 vloeibaar wordt toegevoerd aan een fluid- of spouted-bed-granulatie- 3500060 -2- f. 5 h inrichting, waarin een temperatuur heerst, welke beneden de stoltem-peratuur van het benzoëzuur ligt en waarin het benzoëzuur tijdens en eventueel na het kristallisatieproces behandeld wordt met het genoemde gas of gasmengsel, waarbij de aanwezige verontreinigingen geheel of 5 gedeeltelijk worden opgenomen in het gas of gasmengsel, waarna het aldus gezuiverde benzoëzuur uit de fluid- of spouted-bed-inrichting wordt verwijderd.

Door het toepassen van de werkwijze volgens de uitvinding wordt een combinatie van granulatie en extractie verkregen', waarbij 10 reeds 'tijdens het granulatieproces een verwijdering van de verontreinigingen plaats vindt en wel in een dergelijke mate, dat er een nagenoeg reukloos benzoëzuur wordt verkregen.

Het granuleren van een stof in een fluid- of een spouted-bed-inrichting is op zich bekend uit b.v. Kirk-Othmer, Encycl. of Chem.

15 . Technology 3(21) pg. 98-99. Thans is echter gevonden, dat tijdens het granulatieproces van door· oxidatie van tolueen verkregen, met dipheny-len verontreinigd, benzoëzuur in een fluid- of spouted-bed-installatie er niet alleen een vaste stof-vormgeving van het benzoëzuur optreedt, maar dat er tevens verrassenderwijs een zuivering van het toegevoerde 20 benzoëzuur optreedt, doordat de aanwezige verontreinigingen geheel of ‘gedeeltelijk worden opgenomen in en meegenomen met het gas of gasmengsel en aldus gasvormig de inrichting verlaten.

Als inert gas kan men elk willekeurig, met benzoëzuur niet-reagerend gas toepassen, bijvoorbeeld stikstof, kooldioxyde, edel-25 gassen of een mengsel van verscheidene gassen. Vanwege het explosiegevaar is lucht gewoonlijk niet als inert gas geschikt. Echter is een lucht/stikstof-mengsel, waarvan het zuurstofgehalte onder de grens van 10 vol.% ligt, waar beneden geen explosies meer te duchten zijn, bijzonder doelmatig.

30 . De hoeveelheid gas of gasmengsel die men bij een werkwijzé volgens de uitvinding toepast kan bijvoorbeeld gekozen worden tussen 1 en 500 Mn? (NPT) gas per kg benzoëzuur en wordt enerzijds bepaald door de mate van zuivering die wordt beoogd en anderzijds doordat aan de criteria voor een fluid- of spouted-bed moet worden voldaan.

35 De toe te passen temperatuur bij een werkwijze volgens de 8500060 -3- J6 1 ! uitvinding dient niet boven de stoltemperatuur van het benzoëzuur te liggen. De ondergrens van de temperatuur wordt bepaald doordat bij lage temperatuur de diffusie-snelheid van de verontreinigingen in het benzoëzuur, en in het bijzonder die van de diphenylen, te laag wordt 5 en daarmee de behandelingsduur te lang en de vereiste apparaatgrootte j sterk toeneemt. Bij voorkeur wordt dan ook een temperatuur in een i fluid- of spouted-bed-granulator toegepast van 50-100°C.

De hoogte van de toe te passen procesdruk bij de werkwijze volgens de uitvinding is niet essentieel. Drukken van 0,1-10 MPa zijn 10 geschikt en het is zelfs niet uitgesloten om te werken bij een druk, die minimaal gelijk is aan 0,9 maal de kritische druk van het toe te passen gas of gasmengsel, voorzover de gereduceerde temperatuur van het gas of gasmengsel (welke per definitie de verhouding is tussen de procestemperatuur en de kritische temperatuur, beide in Kelvin) een 15 waarde heeft van bij voorkeur groter dan 0,9, zodat het extractie-/ granulatie-proces plaats heeft onder nabij-kritische omstandigheden.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de volgende, niet beperkende voorbeelden. In de voorbeelden wordt uitgegaan van benzoëzuur met een gehalte aan verontreinigingen van 0,03 gew.% dife-20 nyloxide, 0,04 gew.% 2-methyldifenyl (2-MDP) en tezamen 0,16 gew. % 3-methyl en 4-methyldifenyl (3 en 4-HDP).

Voorbeeld 1

Aan een continu bedreven fluid-bed-granulator met een cirkelvormige doorsnede van 45 cm en die voorzien is van een geperforeerde 25 bodemplaat, waarin op regelmatige wijze gaatjes zijn aangebracht van 1.8 mm doorsnede in een driehoekssteek, zodanig, dat 6 % van de bodemplaat bestaat uit deze gaatjes, wordt middels een centrale toevoer 100 kg/u benzoëzuur toegevoerd met een temperatuur van 130°C. Aan het fluid-bed, met een temperatuur van 80°C, wordt als fluldisatiegas een 30 lucht-stikstof/mengsel met 7,5 vol.% zuurstof toegevoerd met een tem peratuur van 45°C, zodanig, dat dit gas in het bed een superficiële snelheid heeft van 2 m/s. Op 70 cm boven de bodemplaat bevindt zich een radiaal uitgevoerde overloop voor de afvoer van het gegranuleerde produkt. Aan het bovenoppervlak van het fluid-bed heerst een druk van 3500060 <* « % -4- 0,1 MPa, terwijl de drukval over de bodemplaat 2 kPa, en die over het fluid-bed 3 kPa bedraagt. De centrale toevoer is uitgevoerd in de vorm van een twee-fasensproeier, bestaande uit een centrale vloeistof-toevoer van 4 mm in diameter, omgeven door een cylindervormig omhul-5 sel, waardoorheen een lucht-stikstof-mengsel met 7,5 vol.% zuurstof wordt toegevoerd met een temperatuur van 130°C en een superficiële snelheid in het omhulsel van 300 m/s in een hoeveelheid van 100 kg/u.

De deeltjes, welke het fluid-bed via de overloop verlaten, worden middels een vlakdekzeef geklassificeerd. Deeltjes met afme-10 tingen kleiner dan 2 mm worden gerecirculeerd naar het fluid-bed. Deeltjes met afmetingen tussen 2 en 4 mm vormen het eindprodukt en deeltjes met afmetingen groter dan 4 mm worden met behulp van een dubbele walsenbreker met schraper verkleind tot deeltjes met een gemiddelde afmeting van ca. 1 mm, die aansluitend worden gerecirculeerd 15 naar het fluid-bed.

Het aldus verkregen, gezuiverde, benzoëzuur eindprodukt blijkt bij analyse nog een gehalte aan 3 en 4 HDP te bevatten van 0.02 gew.% te bevatten, terwijl de overige verontreinigingen niet meer nawijsbaar aanwezig zijn.

20 Voorbeeld 2

Aan een continu bedreven spouted-bed-granulator, bestaande uit een cylindrisch vat van 45 cm doorsnede en een hoogte van 175 cm, aan de onderzijde voorzien van een konisch gedeelte, welke een hoek van 30° maakt met de vertikaal en voorzien is van een centrale spout-25 gas-toevoer met een diameter van 6,5 cm, wordt 600 kg/u van een lucht/ stikstof mengsel met 8,5 vol.% zuurstof met een temperatuur-van 30°C, en 100 kg/u benzoëzuur met een temperatuur van 130°C toegevoerd. De superficiele gassnelheid in de spout bedraagt ca. 40 m/s. Het benzoëzuur wordt vloeibaar versproeid in de keel van de spout. Het spouted-30 bed wordt bedreven onder een druk van 0,1 MPa en een temperatuur van 70°C. Op 30 cm hoogte, gemeten vanaf de onderkant van het cylindrisch gedeelte van de granulator, bevindt zich een radiaal uitgevoerde overloop voor de afvoer van het gegranuleerde produkt. Op een zelfde wijze als in voorbeeld 1 wordt het zo verkregen produkt geklassificeerd en - 8500060 *» ·< -5- gewonnen resp. gerecirculeerd.

Het aldus verkregen, gezuiverde, benzoëzuur eindprodukt blijkt bij analyse nog een gehalte aan 3- en 4-MDP te bevatten van 0,03 gew.%, terwijl de overige verontreinigingen niet meer nawijsbaar 5 aanwezig zijn.

3 * ^ η π B o - V v V Vr

Claims

1. Werkwijze voor het bereiden van gezuiverd, nagenoeg reuklooSjvast benzoëzuur, verkregen uit tolueen door oxidatie met een moleculaire zuurstof bevattend gas, door middel van behandeling met een inert gas of gasmengsel, met het kenmerk, dat het te zuiveren ben- 5 zoëzuur vloeibaar wordt toegevoerd aan een fluid- of spouted-bed- granulatie-inrichting,· waarin een temperatuur heerst, welke beneden de stoltemperatuur van het benzoëzuur ligt en waarin het benzoëzuur tijdens en eventueel na het granulatieproces behandeld wordt met het genoemde gas of gasmengsel, waarbij de aanwezige 10 verontreinigingen geheel of gedeeltelijk worden opgenomen in het gas of gasmengsel, waarna het aldus gezuiverde benzoëzuur uit de fluid- of spouted-bed-inrichting wordt verwijderd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het gas of gasmengsel bestaat uit een lucht-stikstof mengsel, waarvan het 15 zuurstofgehalte minder dan 10 vol.% bedraagt.

3. Werkwijze volgens een der conclusies 1-2, met het kenmerk, dat men een gasdebiet van 1 tot 500 NbP (NPT) gas per kg benzoëzuur toepast.

4. Werkwijze volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat men 20 in de fluid- of spouted-bed-granulatie-inrichting een temperatuur van 50-100°C toepast.

5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de druk in de inrichting minimaal gelijk is aan 0,9 maal de kritische druk en de temperatuur in de inrichting minimaal gelijk 25 is aan 0,9 maal de kritische temperatuur (beide temperaturen in Kelvin) van het gas of gasmengsel.

6. Werkwijze zoals in bovenstaande beschreven is en in de voorbeelden nader is toegelicht.

7. Benzoëzuur, verkregen volgens een der conclusies 1-6. 3530060