PL55340B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 03.VIII.1966 (P 115 911) 55340 KI. 12 o, 14 MKP C 07 c G*loG Wspóltwórcy wynalazku: Stanislaw Grzelczyk, Hipolit Dobrowolski, Jó¬ zef Zyczynski, Marek Koprowski Wlasciciel patentu: Instytut Chemii Ogólnej, Warszawa (Polska) Sposób przerobu mieszaniny poreakcyjnej z procesu utleniania toluenu powietrzem na surowiec do wytwarzania kwasu tereftalowego Przedmiotem wynalazku jest sposób przerobu mieszaniny poreakcyjnej z procesu utleniania to¬ luenu powietrzem na surowiec do wytwarzania kwasu tereftalowego metoda katalitycznego dysproporcjonowania benzoesanu potasowego lub mieszaniny benzoesanu potasowego z benzoesanem sodowym.Nieoczyszczony produkt katalitycznego utlenia¬ nia toluenu powietrzem sklada sie z 25—60% wa¬ gowych kwasu benzoesowego, 25—40% nieprzerea- gowanego toluenu, 1—10% estrów benzylowych kwasu mrówkowego, octowego, propionowego i benzoesowego oraz aldehydu benzoesowego, 0,01—0,5% zwiazków kobaltu, uzywanych jako ka¬ talizator w tym procesie, oraz z niewielkich ilosci innych ubocznych produktów reakcji.Z kolei w procesie dysproporcjonowania ben¬ zoesanu potasowego lub sodowego do odpowied¬ niej soli kwasu tereftalowego uzywano dotychczas sól czystego kwasu benzoesowego. Dlatego w celu uzyskania kwasu benzoesowego w czystej postaci z mieszaniny poreakcyjnej utleniania toluenu ko¬ nieczne bylo zastosowanie destylacji, a nastepnie krystalizacji. Tak oczyszczony kwas benzoesowy przeprowadzano potem w sól potasowa lub sodowa zobojetniajac go weglanem lub wodorotlenkiem tych metali badz w stanie stopionym, badz w roztworach wodnych. Powstajaca w reakcji w obu przypadkach wode, czy tez uzyta do przygo¬ towywania roztworów, nalezalo usuwac ze srodo- 10 15 20 25 wiska w temperaturach nie nizszych niz 100°C, poniewaz obecnosc wody w dalszym procesie dysproporcjonowania obniza znacznie wydajnosc kwasu tereftalowego.Wedlug wynalazku mozna znacznie uproscic omawiany proces unikajac szeregu klopotliwych operacji technologicznych, jezeli produkt katali¬ tycznego utleniania powietrzem, nie poddany zad¬ nym zabiegom czyszczacym, podda sie reakcji zo¬ bojetniania do wartosci pH nie nizszej od 7, naj¬ korzystniej 8,5, w warunkach panujacych w reaktorze katalitycznego utleniania toluenu, badz w warunkach cisnienia w zakresie 1—10 at i temperatury nie nizszej od +15°C. Jako czynnik zobojetniajacy stosuje sie weglan potasowy i/lub sodowy, badz wodorotlenek potasowy i/lub sodo¬ wy, ewentualnie mieszanine tych zwiazków, przy czym zwiazki te znajduja sie w stanie stalym, w roztworze lub jako zawiesina jednych w roztwo¬ rze pozostalych. Po zobojetnieniu powstaly pro¬ dukt suszy sie przez ogrzewanie w atmosferze gazu obojetnego w temperaturze od 84°C podwyz¬ szajac ja stopniowo az do temperatury optymalnej dla reakcji dysproporcjonowania. Katalizator dysproporcjonowania dodaje sie badz do produktu katalitycznego utleniania toluenu powietrzem przed jego zobojetnianiem, badz do soli powstalej w wy¬ niku zobojetniania po jej wysuszeniu.Otrzymany sposobem wedlug wynalazku suro¬ wiec nie zawiera szkodliwych dla procesu dyspro- 553403 porcjonowania zanieczyszczen i moze byc podda¬ wany w znanych warunkach reakcji tej przemiany na sole kwasu tereftalowego, z których mozna wy¬ dzielic za pomoca jednej ze znanych metod wol¬ ny kwas tereftalowy nadajacy sie do bezposredniej estryfikacji glikolem etylenowym lub do przerobu na tereftalan dwumetylowy.Zastosowanie surowca przygotowanego sposo¬ bem wedlug wynalazku do otrzymywania kwasu tereftalowego jest korzystniejsze od dotychczas stosowanego sposobu, poniewaz upraszcza sie znacznie produkcje kwasu benzoesowego przez utlenianie toluenu powietrzem. Urzadzenie do tego procesu skladajace sie dotychczas z reaktorów do ujlfijaiania, -kolumn destylacyjnych i krystalizatoi- jrówt mozna w tym przypadku ograniczyc tylko dó reaktorów do utleniania. Ponadto.sposób ten nte Wymaga specjalnego usuwania wody podczas prze¬ prowadzania kwasu benzoesowego w sole.^Uzywajac-bowiem surowego produktu utlenia¬ nia toluenu powietrzem zobojetnianie kwasu ben¬ zoesowego wykonuje sie w toluenie, dzieki czemu wode oddestylowuje sie latwo jako azeotrop z to¬ luenem w temperaturze 84,1°G do czego mozna wykorzystac cieplo odpadkowe, na przyklad ga¬ zów poreakcyjnych z reaktora do utleniania to¬ luenu.Eliminujac wydzielanie kwasu benzoesowego z produktów utleniania toluenu i oczyszczania go, mozna latwo polaczyc proces utleniania toluenu z procesem dysproporcjonowania w jeden ciag pracujacy w sposób ciagly. Upraszcza to znacznie i w znacznym stopniu obniza koszty produkcji kwasu tereftalowego.Przyklad I. 100 czesci wagowych surowego produktu katalitycznego utleniania toluenu po¬ wietrzem, zawierajacego 25 czesci kwasu benzoeso¬ wego, zobojetniano pod normalnym cisnieniem w temperaturze 85°C za pomoca 14,3 czesci wago¬ wych stalego weglanu potasowego do wartosci pH = 8,1. Utworzona sól, mieszajac, suszono 2 go¬ dziny w atmosferze dwutlenku wegla, stopniowo podnoszac temperature suszonej soli do 320°C. Po wysuszeniu otrzymano 32,8 czesci produktu, który wymieszano z 0,328 czesciami tlenku kadmowego i powstala mieszanine poddano dysproporcjono- waniu. W produktach dysproporcjonowania zna¬ leziono 23,2 czesci tereftalanu potasowego, z któ¬ rego wydzielono 15,9 czesci kwasu tereftalowego.Przykladll. 100 czesci wagowych surowe¬ go produktu katalitycznego utleniania toluenu po¬ wietrzem zawierajacego 55 czesci kwasu benzoeso¬ wego, wymieszano pod normalnym cisnieniem w temperaturze +15°C z 37,9 czesciami weglanu po¬ tasowego w postaci nasyconego roztworu wod¬ nego. Utworzona paste mieszajac suszono w at¬ mosferze dwutlenku wegla 2,5 godziny podnoszac stopniowo temperature do 350°C. Po suszeniu otrzymano 72,2 czesci wagowych produktu, wy¬ mieszano, z 0,722 czesciami tlenku kadmowego i poddano dysproporcjonowaniu uzyskujac 54,1 czesci wagowych tereftalanu potasowego, a po wydzieleniu — 37,0 czesci kwasu tereftalowego.Przyklad III. 100 czesci wagowych pro¬ duktu katalitycznego utleniania toluenu po- 4 wietrzem pod cisnieniem 8 atmosfer w tempera¬ turze 160°C, zawierajacego 60 czesci kwasu ben¬ zoesowego zobojetniano w tych samych warun¬ kach temperatury i cisnienia mieszanina zlozona 5 z 16,9 czesci stalego weglanu potasowego i 13 czesci stalego weglanu sodowego clo wartosci pH = 8,5. Powstala mieszanine benzoesanu pota¬ sowego z benzoesanem sodowym suszono w atmo¬ sferze dwutlenku wegla pod cisnieniem 8 atmo- io sfer podnoszac w ciagu 1,5 godziny temperature do 400°C. W tej temperaturze do suszonej soli dodano 0,75 czesci tlenku kadmowego i zachowu¬ jac cisnienie 8 atmosfer dwutlenku wegla ogrze¬ wano zawartosc do temperatury 450°C pozosta- 15 wiajac mieszanine w tej temperaturze przez 2 go¬ dziny. W wyniku przeprowadzonej w tych wa¬ runkach reakcji dysproporcjonowania otrzymano produkt zawierajacy 54,3 czesci tereftalanów so¬ dowego i potasowego, z których wydzielono 39,8 20 czesci wagowych kwasu tereftalowego.Przyklad IV. Do 100 czesci wagowych suro¬ wego produktu katalitycznego utleniania toluenu powietrzem zawierajacego 46 czesci kwasu ben¬ zoesowego, w temperaturze 85°C dodano 1,146 25 czesci tlenku kadmowego a nastepnie 10 czesci weglanu sodowego w postaci zawiesiny w nasy¬ conym wodnym roztworze zawierajacym 10,55 czesci wodorotlenku potasowego. Wartosc pH zo¬ bojetnionego produktu wynosila 8,5. Nastepnie 30 produkt ten suszono mieszajac w atmosferze azotu i podnoszac stopniowo w ciagu 2 godzin tempera¬ ture do 330°C. Sucha mieszanine poddano dyspro- porcjowaniu i otrzymano produkt zawierajacy 56,2 czesci tereftalanów sodowego i potasowego, z któ- 35 rych .nastepnie wydzielono 41 czesci wagowych kwasu tereftalowego.Jednakowo dobre wyniki otrzymuje sie w przy¬ padku uzycia do zobojetniania surowego produktu utleniania toluenu pozostalych wymienionych w opisie czynników zobojetniajacych ;w warun¬ kach wymienionych w przykladzie I—W.Z uzyskanego sposobem wedlug wynalazku pro¬ duktu poprzez dysproporcjonowanie, wydzielanie i oczyszczanie znanymi metodami otrzymywano czysty kwas tereftalowy, który badz bezposrednio estryfikowano glikolem etylenowym, badz tez prze¬ prowadzajac uprzednio sól w wolny kwas terefta- . Iowy a nastepnie w ester dwumetylowy tego kwar su. Po czym z tereftalanu glikolowego w wyniku 50 reakcji polikondensacji otrzymywano wlóknotwór- cze polimery o ciezarach czasteczkowych miesz¬ czacych sie w granicach 22000—245000. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 55 1. Sposób przerobu mieszaniny ppreakcyjnej z procesu utleniania toluenu powietrzem na su¬ rowiec do wytwarzania kwasu tereftalowego metoda katalitycznego dysproporcjonowania benzoesanu potasowego lub mieszaniny benzo- 60 esanu potasowego z benzoesanem sodowym zna¬ mienny tym, ze produkt utleniania toluenu o skladzie 25—60% wagowych kwasu benzoesowe¬ go, 20—40% nieprzereagpwanego toluenu, 1—10% ubocznych produktów reakcji w postaci estrów 65 benzylowych kwasów karboksylowych, aldehy- \55340 5 du benzoesowego oraz zwiazków kobaltu stoso¬ wanych jako katalizator w tym procesie, bez¬ posrednio zobojetnia sie do wartosci pH nie nizszej od 7, najkorzystniej do pH = 8,5 w wa¬ runkach panujacych w reaktorze katalityczne- • 5 go utleniania toluenu, badz w warunkach cisnienia w zakresie 1—10 at i temperatury, nie nizszej jednak od +15°C za pomoca weglanu

2. potasowego i/lub sodowego, badz wodorotlenku potasowego i/lub sodowego ewentualnie mie- 10 szanina tych zwiazków, przy czym zwiazki te znajduja sie w stanie stalym, w roztworze lub jako zawiesina jednych w roztworze pozosta- 6 lych, zas po zobojetnieniu powstaly produkt suszy sie przez ogrzewanie w atmosferze gazu obojetnego w temperaturze od 84°C podwyz¬ szajac ja stopniowo az do temperatury optymal¬ nej dla reakcji katalitycznego dyspropórcjono¬ wania, która prowadzi sie nastepnie w znany sposób. Sposób wedlug zastrz. 1 znamienny tym, ze katalizator dysproporcjonowania dodaje sie badz do produktu reakcji utleniania toluenu przed jego zobojetnianiem, badz do soli pow¬ stalej w wyniku jej zobojetniania po jej wy¬ suszeniu. PL