PL38228B3

PL38228B3 -

Info

Publication number: PL38228B3
Application number: PL38228A
Authority: PL
Filing date: 1954-08-31
Publication date: 1955-02-15

Description

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania estrów glikolowych kwasu tereftalowego.W patencie nr 34453 podano sposób wytwarza¬ nia tereftalanu bis-(/?-oksyetylowego) z kwasu tereftalowego i tlenku etylenu porzez poddawanie ich reakcji w srodowisku wodnym w obecnosci malej ilosci tereftalanu. Tereftalan mozna wytwo¬ rzyc przez dodanie do mieszaniny malej ilosci so¬ dy kaustycznej. W rekacji tej otrzymuje sie gli¬ kol* etylenowy jako produkt uboczny z nieduza wydajnoscia.W sposobie wedlug patentu nr 34453 stosuje sie do reakcji znaczne ilosci wody. Obecnie stwier¬ dzono, ze wydajnosc reakcji mozna znacznie zwiekszyc, jezeli ograniczyc ilosc wody w reakcji.Sposób wedlug wynalazku wytwarzania terefta¬ lanu bis-(/?-oksyetylowego) przez poddawanie re¬ akcji kwasu tereftalowego z tlenkiem etylenu w wodnym srodowisku w obecnosci tereftalanu, po¬ lega na tym, ze stosunek czasteczkowy wody i kwasu tereftalowego na poczatku reakcji nie przekracza 10:1 a najkorzystniej wynosi 8:1.Ponizej przytoczony przyklad, w ktÓTym czesci oznaczaja czesci wagowe, wyjasnia wynalazek nie ograniczajac jego zakresu.Przyklad. 498 czesci kwasu tereftalowego, 20 czesci wodorotlenku sodowego i 450 czesci wody, miesza isie .razem w autoklawie doprowadzajac • temperature do 92r5°C. Temperature'utrzymuje sie nastepnie w granicach 92 — 95 °C podczas dopro¬ wadzania tlenku etylenu w ilosci okolo 6 czesci na minute. Cisnienie w autoklawie podnosi sie po okolo 16 minutach do maksimum 5,8 kg/cm2. Do¬ prowadzanie tlenku etylenu kontynuuje sie az do wprowadzenia calej ilosci 332 czesci, przy czym cisnienie spada do 3,5 kg/cm2. Reakcje prowadzisie w ciagu dalszych 14 minut, kiedy to cisnienie spada do okolo 1,$ kg/cm2,¦*po -c^zym otwiera sie spusty i wypuszcza mieszfenine re^kgcygna na filtr. 54 czesci nieprzere*agowanego oddzielonego kwa¬ su tereftalowego, przemywa sie mala iloscia wody i roztwór odsaczony, razem z przesaczem po prze¬ myciu, oziebia. Wykrystalizowany surowy produkt oddziela sie, przemywa mala iloscia wody i - su¬ szy. Produktu otrzymuje sie 475 czesci. Surowy produkt oczyszcza sie przez rozpuszczenie w wo¬ dzie do 30% stezenia i ogrzanie do okolo 90°C, po czym miesza sie go z weglanem wapniowym stosujac nadmiar w stosunku do losci potrzebnej do zobojetnienia obecnych kwasnych substancji, po czym odsacza sie nieprzereagowany weglan wapniowy razem z nierozpuszczalnymi solami wapniowymi. Po oziebieniu czystego przesaczu krystalizuje tereftalan bis^(/?-oksyetylowyj o tem¬ peraturze topnienia 109°C, który oddziela sie przez odsaczenie i [przemywa woda. Wydajnosc docho¬ dzi do 430 czesci. • W tych samych warunkach poddano reakcji 332 czesci kwasu tereftalowego i 245 czesci tlenku etylenu w. 800 czesciach wody w obecnosci 20 czesci wodorotlenku sodowego to jest stosujac proporcje skladników podane w patencie nr 34453.Otrzymano wydajnosc 317 czesci Surowego-pro- . duktu, a 38 czesci kwasu tereftalowego nieprze- reagowalo. Po oczyszczeniu otrzymano 227 czesci tereftalanu bis-(/?-oksyetylowego) o temperaturze topnienia 109°C.Wyniki otrzymane przy stosowaniu powyzej opisanych dwóch sposobów zestawiono w po/nizej podanej tabeli. 1-szy sposób 2-gi Ku;as terefta- lomy 100 100 Tlenek etylenu 66 74 Woda 90 240 NaOH 4 6 Czysty produkt 86 68 W obydwu przypadkach w celu uproszczenia porównania, czesci poszczególnych skladników mieszaniny wyjsciowej podano w stosunku do 100^ czesci kwasu tereftalowego.Korzysci wynikajace ze sposobu wedlug wyna¬ lazku widac jasno. W przypadku stosowania ma¬ lej ilosci wody ze 100 czesci kwasu tereftalowego otrzymano 86 czesci tereftalanu bis-(/?-oksyetylo- wego), podczas gdy przy duzym nadmiarze wody otrzymano 68 czesci jego. Nadto ta zwiekszona wydajnosc uzyskano stosujac mniejsza ilosc tlen¬ ku etylenu oraz mniejsza ilosc tereftalanu niz to bylo potrzebne uprzednio. Przy mniejszej ilosci tlenku etylenu zmniejsza sie jego ubytek w posta¬ ci glikolu etylenowego. Straty tlenku etylenu pod postacia gilkolu etylenowego, wyrazone jako cze^ sci tlenku etylenu ma 100 czesci kwasu tereftalo¬ wego, w obydwóch sposobach wynosza odpowied¬ nio 14 i 19 czesci.Stosunek czasteczkowy wody i kwasu terefta¬ lowego nie powinien przekraczac 10:1. Moze on byc naturalnie nizszy, a stosunek 8:1 jest najko¬ rzystniejszy. Przy nizszym stosunku napotykaloby sie na trudnosci w rozpraszaniu kwasu tereftalo¬ wego w srodowisku wodnym.Srodowiskiem wodnym jest najkorzystniej woda, lecz moze ono zawierac pewna ilosc jednego lub , kilku innych materialów na przyklad srodka zwilzajacego, np. otrzymanego przez kondensacje oktylokrezolu z tlenkiem etylenu. Najlepiej jest stosowac srodowisko wodne w ilosci wystarcza¬ jacej do utworzenia z kwasem tereftalowym mie¬ szaniny dajacej sie mieszac za pomoca zwyklego urzadzenia do mieszania. Równiez ilosc srodowi1 ska wodnego zazwyczaj wystarcza do utrzymania w stanie roztworu przy podwyzszonej temperatu¬ rze reakcji, glównego produktu otrzymanego tym . sposobem.Do srodowiska wodnego mozna dodac tereftala¬ nu jako takiego i (lub) tereftalanu wytworzonego przez reakcje kwasu tereftalowego z substancja tworzaca z ntim rozpuszczalny w wodzie terefta¬ lan. Mozna stosowac tereftalany metali alkalicz¬ nych, na przyklad sodowy i potasowy, tereftala¬ ny amonowe i aminowe, na przyklad tereftalany powstale z pirydyny lub N,N — dwumetyloanili- ny. Substancjami, jakie mozna uzyc do wytwarza¬ nia tereftalanów w srodowisku reakcyjnym sa za¬ sady lub zasadowo reagujace sole metali alkalicz¬ nych, na przyklad wodorotlenek sodowy, potaso¬ wy i boran sodowy, amoniak lub sole amonowe i aminy. Jezeli to jest/pozadane mozna stosowac tereftalany mieszane, albo tez mozna stosowac pojedyncze tereftalany lub tez ich mieszanine.Wedlug korzystnego sposobu wykonywania spo¬ sobu wedlug wynalazku do kwasu tereftalowego dodaje sie dostatecznej ilosci wody, do uzyskania konsystencji dajacej sie mieszac, nastepnie do¬ daje sie tereftalanu rozpuszczalnego w wodzie albo tez wytwarza sie go przez dodanie do mie¬ szaniny substancji tworzacej tereftalan, na pTZy- klad zasady organicznej lub nieorganicznej. Mie¬ szanine ogrzewa sie do odpowiednio podwyzszo¬ nej temperatury i utrzymuje w tej temperaturze wprowadzajac do mieszaniny strumien tlenku ety- — 2 —lenowego. Korzystniej jest przerwac przeplyw tlenku etylenu, gdy jeszcze troche pierwotnie . obecnego kwasu tereftalowego pozostanie w sro¬ dowisku reakcyjnym w stanie stalym. Zmniejsza sie w ten sposób niebezpieczenstwo tworzenia sie niepozadanych produktów ubocznych, które tworza sie o wiele latwiej pxzy wyzszym pH. Wte¬ dy przerywa sie przeplyw gazu i mieszanie i w razie potrzeby, po odsaczeniu od ewentualnego osadu, goraca ciecz oziebia sie albo tez pozwala sie jej ostygnac, Podczas ostygania wydziela sie z cieczy bezbarwna substancja krystaliczna, która jest albo sklada sie glównie z tereftalanu bis-(/?- oksyetylowego). Zwiazek ten mozna zebrac i o- czyscic kazdym dowolnym sposobem. Zazwyczaj oczyszcza sie go przez krystalizacje z goracej wo¬ dy, z którego to srodowiska bardzo latwo kry¬ stalizuje. Krystalizacje mozna przeprowadzac w obecnosci roztworów alkaliów albo alkalicznie re¬ agujacych soli, np. weglanu sodowego, w celu usuniecia substancji, które nie zostaly calkowi¬ cie zestryfikowane na przyklad kwasnego teref¬ talanu ^-oksyetylowego i które moga znajdowac sie jako zanieczyszczenia. Mozna tez do przemy¬ wania produktów stosowac roztwór wodny alka¬ liów albo alkalicznie reagujacych soli. Z roztwo¬ rów wodnych, pozostalych po oddzieleniu produk¬ tu krystalicznego, mozna wyosobnic dalsze ilosci produktu i (albo) roztwory te w razie potrzeby po zageszczeniu mozna uzyc jako srodowisko wodne w nastepnych, reakcjach.Najlepsze wydajnosci eatru otrzymuje sie w temperaturze 60° — 120°C, najkorzystniej jednak stosowac temperature 95° — 100°C.Sposób wedlug wynalazku .mozna wykonywac pod cisnieniem zwyklym albo zwiekszonym. Ko¬ rzystniej jest stosowac zwiekszone cisnienie, przy czym uzywa sie tlenku etylenu w postaci cieczy..Odpowiednie zwiekszone cisnienie Wynosi 3,5— 7 kg/cm2, przy czym cisnienie to sklada sie z cis¬ nienia czastkowego pary wodnej i cisnienia par tlenku etylenu razem z cisnieniem obojetnego ga¬ zu, np. azotu, uzytego do usuniecia tlenu przed wprowadzeniem tlenku etylenu.Przedmiotem wynalazku jest ulepszenie sposo¬ bu wedlug patentu nr 34453, zwiekszajace znacz-, nie wartosc handlowa sposobu. Uzyskany te-ref- talan bis-(/*-oksyetylowy) mozna stosowac do wy¬ twarzania tereftalanu polietylenowego syntetycz¬ nego poliestru o lancuchu prostym, posiadajacego duze znaczenie przy wyrobie syntetycznych wló¬ kien i blon. PL

Claims

Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania estrów glikolbwych kwasu tereftalowego wedlug patentu nr 34453 przez reakcje kwasu tereftalowego z tlenkiem ety¬ lenu w srodowisku wodnym, w obecnosci ma¬ lej ilosci tereftalanu, znamienny tym, ze stosu¬ nek czasteczkowy wody do kwasu tereftalo¬ wego przy rozpoczeciu reakcji nie przekracza 10:1 i wynosi najkorzystniej 8:1.
2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze srodowisko wodne zawiera srodek zwilzajacy, np. otrzymany przez kondensacje oktylokrezolu z tlenkiem etylenu.
3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze jako tereftalan stosuje sie tereftalan metalu alkalicznego wytworzony przez dodanie wodo¬ rotlenku sodowego albo potasowego do mie¬ szaniny reakcyjnej.
4. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, znamienny tym, ze do kwasu tereftalowego w srodowisku wod¬ nym w obecnosci tereftalanu wprowadza sie tlenek etylenu, przy czym przerywa sie prze¬ plyw tlenku etylenu gdy jeszcze troche kwasu tereftalowego znajdu*je sie w mieszaninie re- akcjnej w postaci stalej.
5. Sposób wedlug zastrz. 1 — 4, znamienny tym, . ze reakcja przeprowadza sie w temperaturze 60°,— 120°C, najkorzystniej 95° — 100°C.
6. Sposób wedlug zastrz. 1 — 5, znamienny tym, ze stosuje sie zwiekszone cisnienie, najkorzy¬ stniej w granicach 3,5—7 kg/crn2.
7. Sposób wedlug zastrz. 1 — 6, znamienny tym, ze stosuje sie ilosc wody wystarczajaca do utworzenia z kwasem tereftalowym mieszaniny o konsystencji dajacej sie mieszac w zwyklym urzadzeniu do mieszania.
8. Sposób wedlug zastrz. 1 — 7, znamienny tym, ze stosuje sie ilosc osrodka wodnego wystar¬ czajaca do utrzymania w stanie roztworu, w temperaturze reakcji, wytworzony terefta¬ lan bis- (jG-oksyetylowy). Imperial Chemical Industries Limited Zastepca: Kolegium Rzeczników Patentowych PL