PL55341B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 29.VII.1966 (P 115 834) BIsliO FcK A 25.IV.1968 KI. 12 o, 14 MKP C 07 c UKD tt/46 Wspóltwórcy wynalazku: Stanislaw Grzelczyk, Hipolit Dobrowolski, Jó¬ zef Zyczynski, Aleksandra Helbrecht Wlasciciel patentu: Instytut Chemii Ogólnej, Warszawa (Polska) Sposób wydzielania kwasu tereftalowego z mieszaniny poreakcyjnej z procesu izomeryzacji i/lub dysproporcjonowania kwasów benzenokarboksylowych w czystej postaci nadajacej sie bezposrednio do zastosowania w produkcji wlókien sztucznych Przedmiotem wynalazku jest sposób wydzielania kwasu tereftalowego z mieszaniny poreakcyjnej otrzymanej z procesu izomeryzacji i/lub dyspro¬ porcjonowania kwasów benzenokarboksylowych, w której obok tereftalanów, ftalanów i benzoesa¬ nów potasowego i sodowego znajduja sie, aldehy¬ dy, nieokreslone pod wzgledem chemicznym zwiazki barwne, koloidalny wegiel i zwiazki zela¬ za. Uzyskiwany produkt przeznaczony jest do przerobu na tereftalan polietylenowy stosowany do produkcji wlókien syntetycznych, przy czym stawia sie bardzo duze wymagania, jesli chodzi o czystosc kwasu tereftalowego. Nie moze on za¬ wierac innych kwasów benzenokarboksylowych, aldehydów, zwiazków barwnych, kationów metali ciezkich i metali alkalicznych, co jest bardzo trud¬ ne do osiagniecia ze wzgledu na specyficzne wlas¬ ciwosci tego kwasu. Jest to cialo stale, sublimu- jace powyzej temperatury 300°C, rozpuszczajace sie tylko w kilku rozpuszczalnikach, które nie moga byc zastosowane na skale przemyslowa.Dotychczas do oczyszczania kwasu tereftalowego zawierajacego wymienione wyzej zanieczyszcze¬ nia, w celu otrzymywania produktu nadajacego sie do przerobu na tereftalan polietylenowy sto¬ sowano metode polegajaca na przeprowadzeniu zanieczyszczonego kwasu w ester dwumetylowy, tak zwany DMT. Nastepnie w celu otrzymywania tereftalanu glikolu oczyszczony DMT przez kry¬ stalizacje i destylacje pod zmniejszonym cisnie- 2 niem ogrzewano z glikolem etylenowym, w wyni¬ ku tego tworzyl sie tereftalan glikolu, a uwolnio¬ ny alkohol metylowy oddestylowano ze srodowiska reakcji i po oczyszczeniu stosowano ponownie do 5 estryfikacji.Metoda oczyszczania kwasu tereftalowego po¬ przez DMT jest skomplikowana i pracochlonna, gdyz sklada sie z wielu operacji, takich jak estry- fikacja kwasu tereftalowego, krystalizacja otrzy- io manego estru z roztworu w metanolu, destylacja DMT pod obnizonym cisnieniem, platkowanie przedestylowanego DMT, regeneracja nieprze- reagowanego metanolu itd.Do tego dochodzi nastepnie proces wymiany 15 estrowej z glikolem etylenowym, w którym takze nalezy oddestylowac odszczepiajacy sie metanol, a nastepnie oczyscic go przed ponownym uzyciem.Technologia produkcji tereftalanu polietylenowe¬ go nie wymaga wcale stosowania tej dlugiej 20 i skomplikowanej drogi poprzez DMT. Glikolem etylenowym mozna estryfikowac wolny kwas te- reftalowy, jesli ma on dostateczna czystosc.Inny sposób oczyszczania kwasu tereftalowego podany w opisie patentowym nr 51531 dotyczy 25 usuwania z kwasu tereftalowego kwasu ftalowego i kwasu benzoesowego i polega na tym, ze su¬ rowy kwas tereftalowy zawierajacy wode w ilosci 5—50% ogrzewa sie w temperaturze 250—310°C w ciagu 15—45 minut. Wedlug tego sposobu inne 30 zanieczyszczenia powinny byc usuniete wczesniej, 5534155341 przy czym niezbednym warunkiem przeprowadze¬ nia operacji jest wolna postac kwasu tereftalo¬ wego.Stwierdzono, ze mozna otrzymywac wolny kwas tereftalowy nadajacy sie do bezposredniej estry- fikacji glikolem etylenowym przez wydzielenie tego kwasu z mieszanin poreakcyjnych sposobem wed¬ lug wynalazku. W tym celu mieszanine zawiera¬ jaca nie mniej niz 50 procent wagowych terefta- lanów sodowego i potasowego obok benzoesanów i (lub) ftalanów tych metali, niezdefiniowane zwiazki barwne, koloidalny wegiel, zwiazki zelaza, miesza sie z wodnym roztworem kwasu nieorga¬ nicznego mocniejszego od kwasu teref talowego, korzystnie z kwasem solnym lub siarkowym uzy¬ tym w takiej ilosci, aby z zawartych w miesza¬ ninie soli kwasu tereftalowego wydzielic go w wolnym stanie w ilosci nie mniejszej od 0,1 procenta, najlepiej 5—10 procent. Zakwaszona mieszanine ogrzewa sie mieszajac przez 30 minut w temperaturze zawartej pomiedzy temperatura wrzenia kwasu benzoesowego a temperatura su- blimacji kwasu tereftalowego, korzystnie w tem¬ peraturze 295°C w atmosferze dwutlenku wegla lub azotu lub pary wodnej.Po zakonczeniu ogrzewania mieszanine zobojet¬ nia sie na mokro za pomoca weglanu sodowego lub wodorotlenku sodowego, do wartosci pH = 8—9 a nastepnie rozpuszcza w goracej wodzie przygoto¬ wujac 20-procentowy roztwór liczac na kwas te- feftalowy, dodaje sie wegiel aktywny i po krót¬ kim ogrzewaniu saczy.Przesacz miesza sie z wodnym roztworem nad¬ manganianu potasowego i po ogrzewaniu w tempe¬ raturze nie nizszej od 50°C, korzystnie w 95°C do zaniku fioletowej barwy, dodaje sie ponownie wegiel aktywny, po czym po wymieszaniu saczy na goraco. Z przesaczu rozcienczonego za pomoca goracej odsolonej wody, do 5-procentowego steze¬ nia liczac na kwas teref talowy wytraca sie kwas tereftalowy, w temperaturze nie nizszej od 50°C, korzystnie w 80°C, kwasem mineralnym mocniej¬ szym od kwasu tereftalowego, najlepiej kwasem siarkowym wprowadzanym do roztworu w posta¬ ci bezwodnika. Wytracony osad kwasu tereftalo¬ wego odsacza sie i przemywa goraca odsolona woda, a nastepnie suszy do stanu bezwodnego w temperaturze lezacej pomiedzy temperatura wrzenia wody i temperatura sublimacji kwasu te¬ reftalowego, korzystnie w 150°C.Wysuszony kwas tereftalowy nadaje sie do bez¬ posredniej estryfikacj i glikolem etylenowym i po- likondensacji otrzymanego estru na tereftalan polietylenowy sluzacy do wytwarzania wlókna i blon.Przyklad. 160 czesci produktu transkarbo- ksylacji mieszaniny benzoesanu sodowego z ftala- nem potasowym i tlenkiem kadmowym zawieraja¬ cej 84 czesci wagowych tereftalanu sodowego, 38,4 czesci tereftalanu potasowego, 21,6 czesci benzoesa¬ nu sodowego, 7,2. Czesci wagowych ftalanu potaso¬ wego oraz stanowiacych reszte weglanów sodowego i potasowego, tlenku kadmowego, koloidalnego wegla, niezdefiniowanych zwiazków zelaza i nie¬ okreslonych zwiazków barwnych wymieszano ze 160 czesciami wagowymi wodnego roztworu kwasu siarkowego zawierajacego 41,2 czesci wagowych H2S04, na jednolita paste i ogrzewano pól godziny, 5 mieszajac w temperaturze 295°C, pod normalnym cisnieniem w atmosferze dwutlenku wegla. Otrzy¬ many produkt wymieszano ze 150 czesciami wody i 34 czesciami wagowymi weglanu sodowego na jednolita paste, która nastepnie rozcienczono 312 10 czesciami goracej wody o temperaturze 90°C otrzymujac roztwór o wartosci pH = 8,2. Do roztworu dodano 2,77 czesci wegla aktywnego Car- bopol O-ekstra i utrzymujac roztwór w tempera¬ turze 95°C mieszano 10 minut. Po tym czasie za- 1§ wiesine nierozpuszczonych czesci odsaczono, do przesaczu ponownie ogrzanego do temperatury 95°C dodano 2,77 czesci wagowych nadmangania¬ nu potasowego rozpuszczonego w 27,7 czesciach wody i mieszajac ogrzewano w temperaturze 95°C ^ do znikniecia fioletowej barwy roztworu nadman¬ ganianu. Po zniknieciu zabarwienia fioletowego do roztworu dodano 0,92 czesci wagowych wegla aktywnego Carbopol O-ekstra i utrzymujac zawie¬ sine w temperaturze 95°C mieszano 15 minut, 2R a nastepnie przesaczono. Przesacz rozcienczono 1350 czesciami goracej odsolonej wody i utrzymu¬ jac go w temperaturze 80°C nasycono gazowym dwutlenkiem siarki do wartosci pH = 1. Wytraco¬ ny kwas tereftalowy odsaczono, przemyto 5-krot- nie 460 czesciami goracej odsolonej wody o tempe¬ raturze 90°C uzyskujac calkwite odmycie jonów SOg2. Przemyty kwas tereftalowy wysuszono do stanu bezwodnego w temperaturze 150°C otrzymu¬ jac 92,7 czesci wagowych kwasu.Jg Oczyszczony w ten sposób kwas tereftalowy poddano bezposredniej estryfikacj i glikolem ety¬ lenowym na tereftalan glikolu, który poddany na¬ stepnie polikondensacji dal wlóknotwórczy poli- kondensat o ciezarze czasteczkowym 23 000. 30 40 55 PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wydzielania kwasu tereftalowego z mie¬ szaniny poreakcyjnej z procesu izomeryzacji i/lub 45 dyspropórcjonowania kwasów benzenokarboksylp-: wy eh w czystej postaci nadajacej sie bezposrednio do zastosowania w produkcji wlókien sztucznych znamienny tym, ze mieszanine poreakcyjna zawie¬ rajaca tereftalan potasowy i/lub sodowy obol£ 50 benzoesanów i/lub ftalanów tych metali i zanie¬ czyszczenia ubocznymi produktami reakcji zakwa¬ sza sie wodnym roztworem kwasu nieorganicznego mocniejszego od kwasu tereftalowego, korzystnie kwasem solnym lub siarkowym w takiej ilosci, aby z mieszaniny soli wydzielic wolny kwas tereftalo¬ wy w ilosci nie mniejszej od 0,1% po czym mie¬ szanine ogrzewa w temperaturze gazu obojetnego do temperatury zawartej pomiedzy temperatura 60 wrzenia kwasu benzoesowego, a temperatura subli¬ macji kwasu tereftalowego, najkorzystniej w295°C zobojetnia weglanem lub wodorotlenkiem sodowym do wartosci pH = 8—9, rozciencza goraca woda do stezenia 20-procentowego liczac na kwas terefta- 65 Iowy i oczyszcza za pomoca wegla aktywnego55341 5 i nadmanganianu potasowego, nastepnie przesacz ponownie zadaje goraca woda do uzyskania okolo 5-procentowego stezenia tego kwasu, po czym wytraca sie wolny kwas tereftalowy za pomoca 6 mocniejszego od niego kwasu bezwodnika, wytra¬ cony produkt przemywa woda i suszy do stanu bezwodnego. PL