RU2415836C2 - Method of producing pure isophthalic acid and by-products from isomers of cymene and diisopropylbenzene - Google Patents

Method of producing pure isophthalic acid and by-products from isomers of cymene and diisopropylbenzene Download PDF

Info

Publication number
RU2415836C2
RU2415836C2 RU2009109869/04A RU2009109869A RU2415836C2 RU 2415836 C2 RU2415836 C2 RU 2415836C2 RU 2009109869/04 A RU2009109869/04 A RU 2009109869/04A RU 2009109869 A RU2009109869 A RU 2009109869A RU 2415836 C2 RU2415836 C2 RU 2415836C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ifc
tfa
oxidation
mixture
products
Prior art date
Application number
RU2009109869/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009109869A (en
Inventor
Анатолий Моисеевич Бондарук (RU)
Анатолий Моисеевич Бондарук
Владимир Викторович Канибер (RU)
Владимир Викторович Канибер
Равель Газимович Сабиров (RU)
Равель Газимович Сабиров
Владимир Филиппович Назимок (RU)
Владимир Филиппович Назимок
Геннадий Анатольевич Тарханов (RU)
Геннадий Анатольевич Тарханов
Владимир Иванович Федяев (RU)
Владимир Иванович Федяев
Сергей Анатольевич Микитенко (RU)
Сергей Анатольевич Микитенко
Екатерина Николаевна Назимок (RU)
Екатерина Николаевна Назимок
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "НИПИМ-Новые химические технологии" (ООО "НИПИМ-НХИМТЕК")
Закрытое акционерное общество "СЕЛЕНА" (ЗАО "СЕЛЕНА")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "НИПИМ-Новые химические технологии" (ООО "НИПИМ-НХИМТЕК"), Закрытое акционерное общество "СЕЛЕНА" (ЗАО "СЕЛЕНА") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "НИПИМ-Новые химические технологии" (ООО "НИПИМ-НХИМТЕК")
Priority to RU2009109869/04A priority Critical patent/RU2415836C2/en
Publication of RU2009109869A publication Critical patent/RU2009109869A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2415836C2 publication Critical patent/RU2415836C2/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to organic and petrochemical synthesis, specifically to the technological process of producing pure isophthalic acid and by-products - terephthalic and formylic acid through oxidation of isomers of cymene or diisopropylbenzene with an oxygen-containing gas in an acetic acid medium in the presence of a catalyst which contains salts of heavy metals and halide compounds at high temperature and pressure to a defined degree of conversion of the said isomer mixtures to isophthalic acid and by-products, followed by separation and purification of pure isophthalic acid and by-products through re-crystallisation in water, where isomers of cymene or diisopropylbenzene are oxidised in two steps at temperature 120-140°C at the first step and 150-160°C at the second step, in conditions where concentration of the Co-Mn catalyst increases in steps in the range 1300-1800 ppm (0.130-0.180%) at the first step, 1800-2400 ppm (0.180-0.240%) at the second step, promoted by halide compounds, reducing pressure in the range 0.9-1.6 MPa with pressure fall gradient between the steps in the range 0.2-0.6 MPa; purification and separation of the reaction mass obtained after oxidation, separation of the solid crystalline product and washing with acetic acid, carrying out re-crystallisation in water with preliminary holding of the aqueous suspension of the isophthalic acid and terephthalic acid mixture at temperature 225-235°C for 10-15 minutes and successive step-by-step extraction of the desired products and by-products: at 150-190°C - extraction of solid terephthalic acid to obtain aqueous mother solution, and at 60-80°C - extraction of solid isophthalic acid form the said mother solution and washing the extracted isophthalic acid with 2-2.5-fold amount of water to obtain isophthalic acid with the following qualities: chromaticity, °H, ≤10 - m-carboxybenzaldehyde [M-CBA], %, ≤0.002 - m-toluic acid [M-TA], %, ≤0.005 - benzoic acid [BA] %, ≤0.005.
EFFECT: efficient method of producing pure isophthalic acid.
2 cl, 2 tbl, 17 ex

Description

Изобретение относится к органическому и нефтехимическому синтезу, конкретно к технологическому процессу получения чистой изофталевой кислоты (ЧИФК) и сопутствующих продуктов - терефталевой (ТФК) и муравьиной (МК) кислот путем жидкофазного каталитического окисления смеси мета- и пара- изомеров цимола или диизопропилбензола О2-газом в среде уксусной кислоты с последующим разделением и очисткой продуктов реакции.The invention relates to organic and petrochemical synthesis, specifically to a process for the production of pure isophthalic acid (ChIFK) and related products - terephthalic (TPA) and formic (MK) acids by liquid-phase catalytic oxidation of a mixture of meta- and para-isomers of cymol or diisopropylbenzene O 2 - gas in an acetic acid medium, followed by separation and purification of the reaction products.

Чистая ИФК применяется для получения полиэфиров, которые, в свою очередь, используют для производства покрытий, красок, армированных пластиков, упаковок и бутылок (из полиэтилентерефталата - ПЭТФ) пищевого и технического назначения. Кроме того, чистая ИФК в качестве сомономера или полупродукта идет для изготовления прочных и малотоксичных электроизоляционных лаков, волокон с повышенной химической и термической стойкостью, цветообразующих компонентов для кино- и фотопленок, синтетической кожи, полимербетонов и других изделий. Очищенная терефталевая кислота или ее смесь с изофталевой кислотой в соотношении 1:0,02÷0,1 как сопутствующий продукт, образующийся при окислении остаточных количеств п-цимола в смеси м-, п-цимолов широко используются в промышленном производстве ПЭТФ при изготовлении упаковочных изделий и бутылок для продуктов пищевого назначения.Pure IFC is used to produce polyesters, which, in turn, are used for the production of coatings, paints, reinforced plastics, packaging and bottles (from polyethylene terephthalate - PET) for food and technical purposes. In addition, pure IFC as a comonomer or intermediate is used for the manufacture of durable and low-toxic electrical insulating varnishes, fibers with enhanced chemical and thermal stability, color-forming components for film and film films, synthetic leather, polymer concrete and other products. Purified terephthalic acid or its mixture with isophthalic acid in a ratio of 1: 0.02 ÷ 0.1 as a by-product resulting from the oxidation of residual amounts of p-cymol in a mixture of m-, p-cymols is widely used in the industrial production of PET in the manufacture of packaging products and bottles for food.

Муравьиную кислоту, сопряженно образующуюся при окислении изопропильного заместителя м-, п- цимола, применяют в текстильной промышленности при изготовлении протрав и крашении шерстяной и хлопчатобумажной пряжи из кислой ванны, а также используют в различных областях техники: как коагулирующее средство в производстве природного каучука; в медицине для формилирования аминов; в качестве исходного сырья для получения различных солей (формиатов), например формиата меди, используемой для очистки газовых смесей от окиси углерода, солей кобальта и никеля как катализаторов; в пищевой промышленности как консервант; в производстве душистых веществ, эфирных растворителей и др.Formic acid, which is conjugated during the oxidation of the isopropyl substituent m-, p-cymol, is used in the textile industry for the manufacture of mordants and dyeing of wool and cotton yarn from an acid bath, and is also used in various fields of technology: as a coagulating agent in the production of natural rubber; in medicine for formylation of amines; as a feedstock for the production of various salts (formates), for example, copper formate, used for the purification of gas mixtures from carbon monoxide, cobalt and nickel salts as catalysts; in the food industry as a preservative; in the production of aromatic substances, ether solvents, etc.

Известные способы получения ИФК, применяемые в промышленности, основаны на 2-стадийных процессах, включающих обычно так называемый SD-способ окисления индивидуального м-ксилола в жидкой фазе растворителя (обычно СН3СООН) воздухом с получением технической ИФК, которую очищают преимущественно методом гидрирования примесей в водном растворе в присутствии палладиевого катализатора, нанесенного на углеродный носитель (Pd/C) ([1] - патент США №5110984, 1992, [2] - заявка РФ №95117934).Known methods for producing IFCs used in industry are based on 2-stage processes, usually including the so-called SD method for the oxidation of individual m-xylene in the liquid phase of the solvent (usually CH 3 COOH) with air to obtain technical IFC, which is purified mainly by hydrogenation of impurities in an aqueous solution in the presence of a palladium catalyst supported on a carbon carrier (Pd / C) ([1] - US patent No. 5110984, 1992, [2] - RF application No. 95117934).

Эти способы относятся к эффективным промышленным синтезам чистой (очищенной) ИФК, однако они базируются на использовании в качестве исходного сырья чистого м-ксилола с содержанием основного вещества ≥99,5%. Получение исходного сырья указанного качества сопряжено с достаточно значительными затратами на выделение м-ксилола из смеси изомеров ксилола, что сказывается на стоимости ИФК в доли затрат на сырье.These methods relate to efficient industrial syntheses of pure (purified) IFC, however, they are based on using pure m-xylene with a basic substance content of ≥99.5% as a starting material. Obtaining feedstock of the specified quality is associated with a fairly significant cost for the separation of m-xylene from a mixture of xylene isomers, which affects the cost of IFC in the share of the cost of raw materials.

Известен способ синтеза изофталевой и сопутствующей терефталевой кислот из фракции изопропилтолуола (цимола), полученной алкилированием толуола пропиленом [Патент Великобритании №833357, 1960]. Изомеры цимолов окисляют воздухом в среде уксусной кислоты в присутствии ацетата марганца и бромида аммония при температуре 180°С. Время окисления 4 часа. Твердые кислоты отделяют фильтрацией с последующей промывкой твердого осадка уксусной кислотой. Парогазовую смесь из реактора выводят через охлаждаемые ловушки, а затем образовавшийся уксуснокислый конденсат смешивают с промывной уксусной кислотой. Из обводненной уксусной кислоты отгоняют воду и концентрированную СН3СООН вновь направляют в реактор окисления.A known method for the synthesis of isophthalic and concomitant terephthalic acids from the fraction of isopropyltoluene (zymol) obtained by alkylation of toluene with propylene [British Patent No. 833357, 1960]. The isomers of zymols are oxidized with air in an acetic acid medium in the presence of manganese acetate and ammonium bromide at a temperature of 180 ° C. The oxidation time is 4 hours. The solid acids are separated by filtration, followed by washing the solid with acetic acid. The gas-vapor mixture from the reactor is discharged through cooled traps, and then the formed acetic acid condensate is mixed with the washing acetic acid. Water is distilled from the watered acetic acid and concentrated CH 3 COOH is again sent to the oxidation reactor.

Из полученной смеси ароматических кислот сначала отделяют фталевую кислоту, которая содержится в смеси в незначительном количестве, путем нагрева смеси кислот до образования ангидрида фталевой кислоты. Последний отделяют от смеси испарением. Оставшуюся бинарную смесь изо- и терефталевой кислот разделяют путем экстрагирования уксусной кислотой или же этерифицируют метанолом с получением диметилизофталата (ДМИ) и диметилтерефталата (ДМТ). Полученные эфиры разделяют ректификацией.Phthalic acid, which is contained in a small amount in the mixture, is first separated from the resulting aromatic acid mixture by heating the acid mixture to form phthalic anhydride. The latter is separated from the mixture by evaporation. The remaining binary mixture of iso- and terephthalic acids is separated by extraction with acetic acid or esterified with methanol to give dimethyl isophthalate (DMI) and dimethyl terephthalate (DMT). The resulting esters are separated by distillation.

Основным недостатком предложенного способа является сложная схема разделения изомеров бензолдикарбоновых кислот (БДК). Так, для отделения фталевой кислоты требуется нагрев всей полученной смеси БДК до температуры ≥200°С с превращением фталевой кислоты в относительно летучий фталевый ангидрид. Это позволяет отделить его испарением из оставшейся смеси ИФК-ТФК. Однако для этого требуется повышенный температурный режим (до 240°С), при котором присутствующие в смеси БДК примеси, в частности, карбоксибензальдегиды, кетоны и др., в условиях дефицита кислорода могут подвергаться в присутствии даже малых количеств катализатора термокаталитической деструкции. Оставшуюся после удаления фталевого ангидрида смесь ИФК-ТФК рекомендуется разделить путем экстракции уксусной кислотой или ректификацией их метиловых эфиров. В первом случае для проведения процесса экстракции требуется их растворение. Известно, что они ограниченно растворимы как в уксусной кислоте, так и в воде. Так, например, для растворения ТФК в 30%-ной водной суспензии требуется температура 286°С, а в случае ИФК - не ниже 240°С. Хотя в уксусной кислоте их растворимость несколько выше при высокой температуре 240-286°С в присутствии остаточного содержания в растворе катализатора сама уксусная кислота может подвергаться термокаталитическому разложению (в обычных условиях она устойчива до 300°С).The main disadvantage of the proposed method is the complex scheme for the separation of isomers of benzenedicarboxylic acids (BDK). So, for the separation of phthalic acid, it is required to heat the entire obtained BDK mixture to a temperature of ≥200 ° C with the conversion of phthalic acid to a relatively volatile phthalic anhydride. This allows you to separate it by evaporation from the remaining mixture of IFC-TFA. However, this requires an increased temperature regime (up to 240 ° C), in which the impurities present in the BDK mixture, in particular, carboxybenzaldehydes, ketones, etc., can undergo oxygen catalytic decomposition in the presence of even a small amount of oxygen. The IPA-TFA mixture remaining after phthalic anhydride removal is recommended to be separated by extraction with acetic acid or rectification of their methyl esters. In the first case, the extraction process requires their dissolution. It is known that they are sparingly soluble both in acetic acid and in water. So, for example, to dissolve TFA in a 30% aqueous suspension, a temperature of 286 ° C is required, and in the case of IFC - not lower than 240 ° C. Although their solubility in acetic acid is slightly higher at a high temperature of 240-286 ° C in the presence of a residual content in the catalyst solution, acetic acid itself can undergo thermocatalytic decomposition (under normal conditions, it is stable up to 300 ° C).

В другом предложенном варианте этого патента разделение смеси ИФК и ТФК в виде их метиловых эфиров требует проведение процесса этерификации метанолом с последующими технологическими операциями отгонки избытка метанола, разделение ДМИ и ДМТ с последующей раздельной их кристаллизацией, выделением и сушкой. Это приводит к необходимости создания дополнительной технологической стадии, что усложняет процесс.In another proposed version of this patent, the separation of the mixture of IFC and TFA in the form of their methyl esters requires the process of esterification with methanol, followed by technological operations for distillation of the excess methanol, separation of DMI and DMT, followed by their separate crystallization, isolation and drying. This leads to the need to create an additional technological stage, which complicates the process.

Для упрощения технологии получения изофталевой кислоты предложены способы, согласно которым смесь м-, п-цимолов предварительно разделяют методом ректификации при использовании колонны, по меньшей мере, со 150 тарелками при флегмовом числе от 40 до 150 [Патент Великобритании №1408058, 1975]. Предложенный способ выделения м-цимола из изомерной смеси цимолов является энергоемким из-за чрезвычайно высокого флегмового числа и материалоемким по причине большого числа тарелок (150). Эти отрицательные факторы, обусловленные близкой температурой кипения мета- и параизомеров цимола (Δtкип.≤2°С), делают эту стадию экономически не эффективной и технически сложной.To simplify the technology for the production of isophthalic acid, methods are proposed according to which a mixture of m-, p-cymols is preliminarily separated by rectification using a column with at least 150 plates with a reflux ratio of 40 to 150 [British Patent No. 1408058, 1975]. The proposed method for the isolation of m-cymol from an isomeric mixture of zymols is energy-intensive due to the extremely high reflux ratio and material-intensive due to the large number of plates (150). These negative factors, due to the close boiling point of the meta- and paraisomers of cymol (Δt bp. ≤2 ° C), make this stage economically inefficient and technically difficult.

В известном [Патент Великобритании №1336726, 1974] методе селективной сорбции на молекулярном сите выделенную из алкилата жидкую бинарную смесь м-, п-цимолов пропускают через слой молекулярного сита типа Х или Y, например 13Х для обмена с солями Ва и К. Изомер сорбированного цимола вытесняется десорбентом, например бензолом или толуолом. Предложена схема модели подвижного слоя, включающая 4 зоны сорбента, соединенные последовательно, в которую подают исходную смесь и десорбент, выводят экстракт и рафинат. Впускные и выпускные отверстия в 4 зонах работают циклически, экстракт и рафинат отгоняют с выделением м-цимола и п-цимола. Однако схема сорбционного разделения рассматриваемых смесей является относительно громоздким полупериодическим (циклическим) процессом и требует достаточно чистых по физико-химическому составу и стабильных разделяемых смесей. Кроме того, необходимо периодически проводить технологические операции по восстановлению (регенерации) сорбента, десорбента с обеспечением нормативно допустимых выбросов в атмосферу, что усложняет схему разделения и приводит к возрастанию производительных затрат до уровня, соизмеримого с затратами на разделение смеси ИФК-ТФК перекристаллизацией в растворителях или другими методами, то есть без применения предварительного разделения смеси мета- и пара изомеров цимола.In the well-known [British Patent No. 1336726, 1974] method of selective sorption on a molecular sieve, a liquid binary mixture of m-, p-cymols isolated from an alkylate is passed through a layer of a molecular sieve of type X or Y, for example 13X, for exchange with salts Ba and K. The isomer of the sorbed cymol is displaced by a desorbent, for example benzene or toluene. A scheme of a model of a moving layer is proposed, which includes 4 sorbent zones connected in series, into which the initial mixture and desorbent are fed, extract and raffinate are removed. The inlet and outlet openings in 4 zones operate cyclically, the extract and raffinate are distilled off with the release of m-tsimol and p-tsimol. However, the sorption separation scheme of the mixtures under consideration is a relatively cumbersome semi-periodic (cyclic) process and requires sufficiently pure physico-chemical composition and stable separable mixtures. In addition, it is necessary to periodically carry out technological operations to restore (regenerate) the sorbent, desorbent to ensure the normative allowable emissions into the atmosphere, which complicates the separation scheme and leads to an increase in production costs to a level commensurate with the costs of separating the IFC-TFA mixture by recrystallization in solvents or by other methods, that is, without the use of preliminary separation of a mixture of meta- and steam of cimol isomers.

Известно окисление индивидуальных цимолов до соответствующих БДК по более простой схеме согласно способу [В.И. Овчинников, В.Н.Александров, С.С. Гиттис, «Химия и технология мономеров», Труды ВНИПИМ, т.3, вып.3, Тула, 1972, с.25]. Терефталевую кислоту получают путем жидкофазного каталитического окисления индивидуального п-цимола воздухом в среде уксусной кислоты с выходом целевого продукта ~70% от теории. Процесс осуществляют в одну стадию при температуре 150-160°С при давлении 20 кг/см2 в присутствии Co-Mn-Br катализатора, содержание компонентов которого составляет, г-моль/моль п-цимола:The oxidation of individual zymols to the corresponding BDK is known according to a simpler scheme according to the method [V.I. Ovchinnikov, V.N. Aleksandrov, S.S. Gittis, “Chemistry and Technology of Monomers”, Proceedings of VNIPIM, vol. 3, issue 3, Tula, 1972, p.25]. Terephthalic acid is obtained by liquid-phase catalytic oxidation of individual p-cymol with air in an acetic acid medium with the yield of the target product of ~ 70% of theory. The process is carried out in one stage at a temperature of 150-160 ° C at a pressure of 20 kg / cm 2 in the presence of a Co-Mn-Br catalyst, the content of components of which is, g mol / mol p-cymol:

Со+2 - 0,00625; Mn+2 - 0,00625; Br- - 0,02335.Co + 2 - 0.00625; Mn + 2 - 0.00625; Br - - 0.02335.

Основным недостатком одностадийного способа окисления индивидуального изомера цимола, например п-цимола, до ТФК является низкий выход целевого продукта, не превышающего 70% от теории.The main disadvantage of the one-stage method of oxidation of an individual isomer of cimol, for example p-cimol, to TFA is the low yield of the target product, not exceeding 70% of theory.

Известны также способы получения изофталевой и терефталевой кислот из изомеров диизопропилбензола, синтезируемых обычно алкилированием бензола пропиленом.Also known are methods for producing isophthalic and terephthalic acids from isomers of diisopropylbenzene, synthesized usually by alkylation of benzene with propylene.

Так, согласно голландскому патенту [Патент Голландии №108519, 1964] смесь ИФК-ТФК получают жидкофазным окислением бинарной смеси мета- и пара- изомеров диизопропилбензола (ДИПР) воздухом в среде СН3СООН в присутствии Со-Mn катализатора. В непрерывном режиме процесс осуществляют при 120-150°С и давлении 2-8 кг/см2 в течение 1,5-3 часов. Полученную сырую смесь ИФК-ТФК можно разделять известными методами, например, с применением процесса перекристаллизации в подходящем растворителе или же путем ректификации их диметиловых эфиров после этерификации выделенных БДК метанолом. Процессы очистки ИФК и ТФК в данном способе не рассматриваются. Отличительной особенностью этого способа получения ИФК-ТФК является проведение реакции при сравнительно низких температурных условиях 120-150°С в присутствии Со-Mn катализатора, обеспечивающих наряду с основной реакцией, ведущей к образованию БДК, протекание сопутствующей реакции окисления метальных групп в изопропильных заместителях до муравьиной кислоты, которая, как и фталевые кислоты, является ценным продуктом для различных промышленных синтезов.Thus, according to the Dutch patent [Holland Patent No. 108519, 1964], the IFC-TFA mixture is obtained by liquid-phase oxidation of a binary mixture of the meta and para isomers of diisopropylbenzene (DIPR) with air in a CH 3 COOH medium in the presence of a Co-Mn catalyst. In continuous mode, the process is carried out at 120-150 ° C and a pressure of 2-8 kg / cm 2 for 1.5-3 hours. The obtained crude mixture of IFC-TFA can be separated by known methods, for example, using the recrystallization process in a suitable solvent or by rectification of their dimethyl ethers after esterification of the isolated BDK with methanol. The purification processes of IFC and TFA in this method are not considered. A distinctive feature of this method of producing IFC-TFA is the reaction at relatively low temperature conditions of 120-150 ° C in the presence of Co-Mn catalyst, which, along with the main reaction leading to the formation of BDK, provides the concomitant oxidation of methyl groups in isopropyl substituents to formic acid, which, like phthalic acids, is a valuable product for various industrial syntheses.

Однако предложенный способ окисления изомеров диизопропилбензола до ИФК-ТФК обеспечивает получение только технической (сырой) смеси БДК.However, the proposed method for the oxidation of isomers of diisopropylbenzene to IFC-TFA provides only technical (crude) mixture of BDK.

Из многочисленных способов разделения и очистки ИФК-ТФК наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является усовершенствованный способ разделения изомерных фталевых кислот - ИФК-ТФК-ФК, получаемых жидкофазным окислением изомерной смеси диалкилбензолов, в частности изомеров ксилола, методом дробной их кристаллизации в водном растворе [Патент США №3082250, 1963].Of the many methods for the separation and purification of IFC-TFA, the closest in technical essence and the achieved results is an improved method for the separation of isomeric phthalic acids - IFC-TFA-FC, obtained by liquid-phase oxidation of an isomeric mixture of dialkylbenzenes, in particular xylene isomers, by fractional crystallization in an aqueous solution [US Patent No. 3082250, 1963].

Сущность этого способа сводится к следующему. Смесь фталевых кислот выделяют из оксидата, состоящего в основном из продуктов окисления диалкилбензола и растворителя (СН3СООН), методом кристаллизации и последующей фильтрации. Далее, полученный осадок промывают чистой СН3СООН для удаления остатков раствора, содержащего катализатор, и частично растворенных примесей (в основном, промежуточных продуктов). Растворение БДК осуществляют растворением в воде с последовательным отводом растворов индивидуальных кислот. Путем варьирования температурных параметров и подбора соответствующих концентраций смеси фталевых кислот в растворителе (Н2О) может достигаться вполне приемлемое разделение фталевых кислот.The essence of this method is as follows. A mixture of phthalic acids is isolated from an oxidate, consisting mainly of the products of the oxidation of dialkylbenzene and a solvent (CH 3 COOH), by crystallization and subsequent filtration. Next, the resulting precipitate is washed with pure CH 3 COOH to remove residual solution containing the catalyst and partially dissolved impurities (mainly intermediate products). The dissolution of the BDK is carried out by dissolving in water with sequential removal of solutions of individual acids. By varying the temperature parameters and selecting appropriate concentrations of the phthalic acid mixture in the solvent (H 2 O), a quite acceptable separation of the phthalic acids can be achieved.

Применение дробного растворения 3-компонентной смеси БДК и последующего их выделения кристаллизацией из индивидуальных растворов принципиально возможен, и такой способ реализован в промышленном масштабе. Однако с учетом неизбежной сокристаллизации как самих БДК, так и содержащихся в них примесей, в частности изомеров толуиловых кислот, карбоксибензальдегидов и др., потребуется осуществлять процесс в несколько ступеней, что приводит к значительному усложнению схемы разделения фталевых кислот предложенным способом.The use of fractional dissolution of the 3-component BDK mixture and their subsequent isolation by crystallization from individual solutions is fundamentally possible, and this method is implemented on an industrial scale. However, taking into account the inevitable co-crystallization of both BDK itself and the impurities contained in them, in particular isomers of toluic acids, carboxybenzaldehydes, etc., it will be necessary to carry out the process in several steps, which leads to a significant complication of the phthalic acid separation scheme by the proposed method.

Целью предлагаемого способа является повышение выхода ИФК и сопутствующих продуктов (ТФК и муравьиной кислоты) при окислении смесей изомеров цимола и диизопропилбензола, а также повышение эффективности разделения фталевых кислот и их очистки с достижением повышенного качества целевых продуктов.The aim of the proposed method is to increase the yield of IFC and related products (TFA and formic acid) during the oxidation of mixtures of cimol and diisopropylbenzene isomers, as well as to increase the efficiency of separation of phthalic acids and their purification to achieve high quality of the target products.

Указанная цель достигается тем, что изомерные смеси м-, п-цимола и м-, п-диизопропилбензола, содержащие 70-96% м-цимола или м-диизопропилбензола, окисляют в две ступени в условиях возрастающей по ступеням концентрации Со-Мn катализатора в пределе 1200-2600 ppm, промотированного соединением галоида, температуры в интервале 120-165°С и дискретного (ступенчатого) понижения давления в интервале 1,6-0,9 МПа с градиентом понижающего перепада между ступенями 0,2-0,6 МПа таким образом, что на первой ступени процесс осуществляют при температуре 120-140°С, давлении 1,4-1,6 МПа, концентрации м-, п- диалкилбензола 14-18%, суммарной концентрации Со и Мn 0,130÷0,180% (1300÷1800 ppm) при соотношении Со:Мn=1:0,8÷1,2 с добавкой эквимолярного количества галоида в виде НВr или смеси (НВr • НСl) в течение 90-120 минут до достижения 90-98% конверсии исходной смеси м-, п-цимола или м-, п-диизопропилбензола в кислородсодержащие соединения и установление в продуктах окисления стационарной концентрации смеси ИФК-ТФК 15-22%, после чего полученную реакционную смесь (оксидат-1) окисляют на второй ступни при пониженном до 0,9-1,4 МПа давлении и при увеличенной до 0,180÷0,240% (1800-2400 ppm) концентрации Со-Мn катализатора и повышенного атомного соотношения катализатора к галоиду от 1:1 до 1:1,3, реакцию продолжают 40-60 минут до достижения в продуктах окисления концентрации смеси ИФК-ТФК 94-99,5% и суммарной концентрации промежуточных соединений (в пересчете на м-, п-диизопропилбензальдегид) 0,3-0,7%, после чего реакционную массу второй ступени (оксидат-2) выводят из зоны реакции, охлаждают до 90-116°С, выделяют твердую фазу, которую после промывки уксусной кислотой при повышенной температуре сушат до постоянного веса и сухую смесь БДК суспендируют в воде в соотношении: БДК:Н2O=1:2÷2,5.This goal is achieved by the fact that isomeric mixtures of m-, p-cimol and m-, p-diisopropylbenzene containing 70-96% m-cimol or m-diisopropylbenzene are oxidized in two stages under conditions of increasing concentration of Co-Mn catalyst in the limit of 1200-2600 ppm, promoted by the connection of the halogen, the temperature in the range of 120-165 ° C and a discrete (step) pressure reduction in the range of 1.6-0.9 MPa with a gradient of the differential drop between steps of 0.2-0.6 MPa such so that in the first stage, the process is carried out at a temperature of 120-140 ° C, a pressure of 1.4-1.6 M Pa, the concentration of m-, p-dialkylbenzene is 14-18%, the total concentration of Co and Mn is 0.130 ÷ 0.180% (1300 ÷ 1800 ppm) with the ratio Co: Mn = 1: 0.8 ÷ 1.2 with the addition of an equimolar amount of halogen in in the form of HBr or a mixture (HBr • Hcl) for 90-120 minutes until 90-98% conversion of the starting mixture of m-, p-cimol or m-, p-diisopropylbenzene to oxygen-containing compounds is achieved, and a steady-state concentration of the IFC-mixture is established in the oxidation products TFA 15-22%, after which the resulting reaction mixture (oxidate-1) is oxidized to the second foot under reduced pressure to 0.9-1.4 MPa and increased to 0, 180 ÷ 0.240% (1800-2400 ppm) of the concentration of Co-Mn catalyst and an increased atomic ratio of catalyst to halogen from 1: 1 to 1: 1.3, the reaction is continued for 40-60 minutes until the concentration of the IFC-TFA mixture in the oxidation products reaches 94 -99.5% and the total concentration of intermediate compounds (in terms of m-, p-diisopropylbenzaldehyde) 0.3-0.7%, after which the reaction mass of the second stage (oxidate-2) is removed from the reaction zone, cooled to 90- 116 ° C, a solid phase is isolated, which, after washing with acetic acid at an elevated temperature, is dried to constant weight and dry BDK admixture is suspended in water in a ratio of: BDK: H 2 O = 1: 2 ÷ 2,5.

Полученную водную суспензию нагревают до 225-235°С, выдерживают при этой температуре 10-15 минут, после чего охлаждают до 150-190°С и из образовавшейся промежуточной суспензии выделяют ТФК, которую после промывки нагретой водой выводят на стадию сушки и затаривания известными приемами, а маточный раствор после выделения ТФК (фильтрат - 1) охлаждают до 60-80°С и из образовавшейся основной суспензии выделяют ИФК, которую после промывки нагретой водой в соотношении: ИФК:Н2О=1:2÷2,5 подвергают сушке и затариванию известными приемами с получением ИФК следующего качества:The resulting aqueous suspension is heated to 225-235 ° C, maintained at this temperature for 10-15 minutes, then cooled to 150-190 ° C and TFA is isolated from the resulting intermediate suspension, which, after washing with heated water, is taken to the drying and packaging step by known methods and the mother liquor after isolation of TFA (filtrate - 1) is cooled to 60-80 ° C and IFC is isolated from the resulting main suspension, which after washing with heated water in the ratio: IFC: N 2 O = 1: 2 ÷ 2.5 is dried and packaging with known techniques to obtain IFC trace Quality:

- цветность, °Н, ≤10- color, ° N, ≤10

- м-карбоксибензальдегид [М-КБА], %, ≤0,002- m-carboxybenzaldehyde [M-CBA],%, ≤0.002

- м-толуиловая кислота [М-ТК], %, ≤0,005- m-toluic acid [M-TC],%, ≤0.005

- бензойная кислота [БК], %, ≤0,005- benzoic acid [BK],%, ≤0.005

Предлагаемое изобретение иллюстрируется, но не ограничивается следующими примерами.The invention is illustrated, but not limited to the following examples.

Пример 1Example 1

Для окисления использовали фракцию м-, п-цимолов следующего состава,%:For oxidation, a fraction of m-, p-cymols of the following composition was used,%:

м-цимол -81,01m-cymol -81.01

п-цимол -19,97p-cymol -19.97

другие продукты -0,02.other products -0.02.

В отдельных наработочных опытах содержание м-цимола в алкилате повышали до 96% методом переалкилирования.In separate experimental experiments, the content of m-cymene in the alkylate was increased to 96% by the transalkylation method.

В сборнике 1 приготавливают первую партию исходной реакционной смеси (ИРС), для чего в него загружают 337 мл (289 г) наработанной смеси м-, п-цимола, содержащего ~80% м-цимола и ~20% п-цимола, 20 мл (20 г H2O), 1287 мл (1475 г) уксусной кислоты, 7,5 г тетрагидрата ацетата Со, 7,5 г тетрагидрата ацетата Мn и 11 г 40%-ного водного раствора НВr.In the collection 1, the first batch of the initial reaction mixture (IRS) is prepared, for which 337 ml (289 g) of the obtained mixture of m-, p-cymol containing ~ 80% m-cymol and ~ 20% p-cymol, 20 ml are loaded into it (20 g of H 2 O), 1287 ml (1475 g) of acetic acid, 7.5 g of Co acetate tetrahydrate, 7.5 g of Mn acetate tetrahydrate and 11 g of a 40% aqueous solution of HBr.

Полученную смесь разогревают до 60-70°С и после достижения растворения катализатора закачивают дозирующим насосом в реактор 400 мл ИРС, которую в токе азота при давлении 1,6 МПа нагревают до 125°С. По достижению указанной температуры отключают подачу азота в реактор и подают воздух в количестве, обеспечивающем содержание O2 в отработанном газе не более 5% объемных. Начало реакции и ее протекание определяется поглощением кислорода и показаниями концентраций CO2 и СО в отработанных газах на газоанализаторах.The resulting mixture is heated to 60-70 ° C and, after the dissolution of the catalyst has been achieved, 400 ml of IRS are pumped into the reactor by a metering pump, which is heated to 125 ° C in a stream of nitrogen at a pressure of 1.6 MPa. Upon reaching the indicated temperature, the nitrogen supply to the reactor is turned off and air is supplied in an amount providing the O 2 content in the exhaust gas of not more than 5% by volume. The beginning of the reaction and its progress is determined by the absorption of oxygen and the readings of the concentrations of CO 2 and CO in the exhaust gases at the gas analyzers.

После установления устойчивого температурного режима и поглощения О2 подают ИРС в количестве 8,3 мл/мин (0,5 л/ час), обеспечивающем время пребывания в зоне реакции 90 минут. Продукты реакции (оксидат 1) перетекают в реактор-доокислитель II ступени, работающий под тем же давлением 1,6 МПа. Процесс доокисления в режиме 2-й ступени проводят в полунепрерывном режиме в этом же реакторе путем ввода раствора Со-Мn-Вr катализатора в уксусной кислоте такой же концентрации и соотношения его компонентов, как в исходной реакционной смеси. Одновременно снижают давление с 1,6 МПа до 1,0 МПа и повышают температуру реакции до 160°С. Реакцию окисления продолжают в течение 40 минут до момента снижения поглощения кислорода в автотермическом режиме. Температурный режим окисления 160±1°С и связанное с ним содержание СО и СО2 в отработанных газах поддерживают изменением давления в пределе ±0,015 МПа.After the establishment of a stable temperature and absorption of O 2 serves IRS in the amount of 8.3 ml / min (0.5 l / h), providing a residence time in the reaction zone of 90 minutes. The reaction products (oxidate 1) flow into a stage II oxidizing reactor operating under the same pressure of 1.6 MPa. The oxidation process in the 2nd stage mode is carried out in a semi-continuous mode in the same reactor by introducing a solution of Co-Mn-Br catalyst in acetic acid of the same concentration and ratio of its components as in the initial reaction mixture. At the same time, the pressure is reduced from 1.6 MPa to 1.0 MPa and the reaction temperature is increased to 160 ° C. The oxidation reaction is continued for 40 minutes until the oxygen absorption in the autothermal mode decreases. The oxidation temperature of 160 ± 1 ° C and the associated CO and CO 2 content in the exhaust gases are maintained by a pressure change in the range of ± 0.015 MPa.

Полученную реакционную массу (оксидат 2) охлаждают до 115°С, выделяют из нее твердые кристаллические продукты, промывают нагретой до 110°С уксусной кислотой в соотношении: кристаллические продукты:СН3СООН=1:2,5, после чего сушат до постоянного веса и подвергают анализу.The resulting reaction mass (oxidate 2) is cooled to 115 ° C, solid crystalline products are isolated from it, washed with acetic acid heated to 110 ° C in the ratio: crystalline products: CH 3 COOH = 1: 2.5, and then dried to constant weight and subjected to analysis.

Полученный на 2-й ступени продукт имеет следующие качественные показатели:The product obtained at the 2nd stage has the following quality indicators:

Σизомеров [ТК+куминовая к-та], %Σ isomers [TC + cuminic acid],% 0,180.18 Σизомеров [КБА+АсБК], %Σ isomers [CBA + AsBK],% 0,210.21 Σ[побочные и др. продукты], %Σ [by-products and other products],% 0,360.36 Цветность, °НColor, ° N 2626

Для осуществления процессов разделения ИФК и ТФК и их очистки в качестве растворителя используют воду.To carry out the processes of separation of IFC and TFA and their purification, water is used as a solvent.

В реактор загружают 20%-ную водную суспензию смеси ИФК-ТФК, выделенную в виде осадка из реакционной массы 2-й ступени окисления после его промывки уксусной кислотой. В токе азота суспензию нагревают до 232°С при давлении 3,0 МПа и выдерживают при этой температуре 15 минут, после чего снижают температуру до 190°С путем испарения воды за счет понижения давления реакционной массы, выдерживают при этой температуре 12 минут, и из образовавшейся суспензии выделяют твердый осадок ТФК, который после промывки водой и сушки имеет следующие качественные показатели:A 20% aqueous suspension of the IFC-TFA mixture, isolated as a precipitate from the reaction mass of the 2nd oxidation stage after washing with acetic acid, is loaded into the reactor. In a stream of nitrogen, the suspension is heated to 232 ° C at a pressure of 3.0 MPa and kept at this temperature for 15 minutes, then the temperature is reduced to 190 ° C by evaporation of water by lowering the pressure of the reaction mass, kept at this temperature for 12 minutes, and the resulting suspension emit a solid precipitate of TFA, which after washing with water and drying has the following quality indicators:

Σизомер [ТК]+[БК], %Σ isomer [TC] + [BC],% 0,0090.009 Σизомер [КБА+ацетилбензойная кислота (АсБК)], %Σ isomer [CBA + acetylbenzoic acid (AsBK)],% 0,0020.002 [ИФК], %[IFK],% 3,83.8 Цветность, °НColor, ° N 9,09.0

Водный маточный раствор (фильтрат 1) охлаждают до 80°С, выделяют образовавшуюся твердую (кристаллы) фазу ИФК, промывают ее методом репульпации горячей водой в соотношении ИФК:Н2О=1:2,5 и после выделения и сушки достигают следующих показателей выделенной и очищенной ИФК:The aqueous mother liquor (filtrate 1) is cooled to 80 ° C, the formed solid (crystals) phase of IFC is isolated, it is washed by repulping with hot water in the ratio of IFC: H 2 O = 1: 2.5, and after isolation and drying, the following indicators are obtained and purified IFC:

[м-ТК+БК], %[m-TK + BK],% 0,0050.005 [м-КБА], %[m-CBA],% 0,0020.002 Цветность, °НColor, ° N 6,06.0

Суммарный выход целевого продукта ИФК по стадиям окисления, разделения и очистки составил 91,1%, сопутствующего продукта ТФК 94,8%.The total yield of the target product of IFC in the stages of oxidation, separation and purification amounted to 91.1%, the associated product of TFA 94.8%.

Условия и результаты первого и последующих примеров приведены в таблицах 1 и 2.The conditions and results of the first and subsequent examples are shown in tables 1 and 2.

Пример 2. Опыт проводят в условиях примера 1 с той лишь разницей, что процесс окисления на II ступени осуществляют в непрерывном режиме с подачей воздуха в реактор при времени пребывания на I и II ступенях по 65 минут и сохранении суммарного времени пребывания примера 130 минут.Example 2. The experiment is carried out under the conditions of example 1 with the only difference that the oxidation process at the second stage is carried out continuously with air supplied to the reactor with a residence time of I and II stages for 65 minutes and maintaining the total residence time of example 130 minutes.

На стадии окисления получены следующие результаты.At the oxidation stage, the following results were obtained.

Суммарная концентрация ИФК-ТФК в продуктах окисления I ступени 22,5% при степени конверсии м-, п-цимолов в кислородсодержащие соединения, в т.ч. в ИФК-ТФК, 96,3%.The total concentration of IFC-TFA in the oxidation products of the first stage is 22.5% with the degree of conversion of m-, p-cymols to oxygen-containing compounds, including in IFC-TFK, 96.3%.

Суммарное содержание ИФК-ТФК в продуктах окисления, выделенных из оксидата 2 реактора II ступени, 99,48% с показателями цветности 16°Н, суммарным выходом ИФК-ТФК на стадии окисления в две ступени 95,5% и сопутствующего продукта - муравьиной кислоты - 70,2%.The total content of IFC-TFA in the oxidation products isolated from oxidate 2 of the second stage reactor, 99.48% with a color index of 16 ° N, the total yield of IFC-TFA at the two-stage oxidation stage of 95.5% and the associated product is formic acid - 70.2%.

В процессе разделения и очистки смеси ИФК-ТФК в условиях примера 1 (таблица 2) получены следующие качественные показатели чистой ИФК и сопутствующего продукта ТФК.In the process of separation and purification of the mixture of IFC-TFA in the conditions of example 1 (table 2), the following quality indicators of pure IFC and the associated product of TFA were obtained.

Качество ИФКQuality IFC Качество ТФКQuality TFK [м-ТК+БК], %[m-TK + BK],% 0,0040.004 Σизомер. [п-ТК]+[БК], %Σ isomer. [p-TC] + [BC],% 0,070,07 [м-КБА], %[m-CBA],% 0,00150.0015 Σизомер. [КБА+АсБК], %Σ isomer. [CBA + AsBK],% 0,00180.0018 [ИФК], %[IFK],% 3,63.6 Цветность, °НColor, ° N 5,05,0 Цветность, °НColor, ° N 9,09.0

Общий выход ИФК по стадии окисления и разделения смеси ИФК-ТФК с их очисткой составил 91,6%, а сопутствующего продукта - ТФК - 94,6%.The total yield of IFC according to the stage of oxidation and separation of the IFC-TFA mixture with their purification amounted to 91.6%, and the accompanying product - TFA - 94.6%.

Пример 3. Опыт проводят в условиях примера 1, с той лишь разницей, что концентрацию Со-Mn катализатора на I и II ступенях окисления снижают в 1,3 раза, а температуру реакции повышают на 5°С. Режим разделения и очистки полученной смеси ИФК-ТФК сохраняют на прежнем уровне опыта 1.Example 3. The experiment is carried out under the conditions of example 1, with the only difference being that the concentration of Co-Mn catalyst at the first and second oxidation stages is reduced by 1.3 times, and the reaction temperature is increased by 5 ° C. The mode of separation and purification of the obtained mixture of IFC-TFA is maintained at the same level of experiment 1.

Достигнуты результаты на стадии окисления.Achieved results at the stage of oxidation.

Степень конверсии смеси п-, м-цимола в кислородсодержащие соединения на I ступени 90,2%, на II ступени - количественно (100%); концентрации смесей ИФК-ТФК в продуктах реакции, выделенной из оксидата-1, достигла 15,1%, из оксидата-2 составила 94,52% с показателями цветности 28 °Н; выход смеси ИФК-ТФК - 92,0%, муравьиной кислоты - 60,4%.The degree of conversion of the mixture of p-, m-cimol to oxygen-containing compounds at the first stage is 90.2%, at the second stage - quantitatively (100%); the concentration of IFC-TFA mixtures in the reaction products isolated from oxidate-1 reached 15.1%, from oxidate-2 it was 94.52% with color indices of 28 ° N; the yield of the IFC-TFA mixture is 92.0%, formic acid 60.4%.

Результаты по стадии разделения смеси ИФК-ТФК и очистки выделенных продуктов.The results of the stage of separation of the mixture of IFC-TFA and purification of the selected products.

Качество очищенной ИФКThe quality of the purified IFC Качество сопутствующего продукта - ТФКAssociated Product Quality - TFK [м-ТК+БК], %[m-TK + BK],% 0,0100.010 Σизомер. [ТК]+[БК], %Σ isomer. [TK] + [BK],% 0,0130.013 [м-КБА], %[m-CBA],% 0,0020.002 Σизомер. [КБА+АсБК], %Σ isomer. [CBA + AsBK],% 0,00250.0025 [ИФК], %[IFK],% 3,93.9 Цветность, °НColor, ° N 8,08.0 Цветность, °НColor, ° N 10,010.0

Общий выход очищенной ИФК на стадиях окисления, разделения и очистки смеси 90,2%, а общий выход сопутствующего продукта - ТФК - 93,9%.The total yield of purified IFC at the stages of oxidation, separation and purification of the mixture is 90.2%, and the total yield of the accompanying product, TFA, is 93.9%.

Из приведенных данных следует, что с понижением концентрации Со-Мn катализатора и повышении температуры в приведенных пределах несколько снижается выход ИФК (с 95,1 до 92,0%), повышается содержание примесей (промежуточных и побочных соединений с 0,36% до 4,89%).From the above data, it follows that with a decrease in the concentration of Co-Mn catalyst and an increase in temperature in the above ranges, the yield of IFC decreases slightly (from 95.1 to 92.0%), the content of impurities (intermediate and side compounds increases from 0.36% to 4 , 89%).

На стадии разделения и очистки качественные показатели очищенной ИФК и сопутствующего продукта - ТФК - приближаются к предельным значениям качества пригодного для использования в производстве полиэтилентерефталата (ПЭТФ) или смеси полиэтилентереизофталата (ПЭТ-ИФ) по показателям цветности (8°Н и 10°Н соответственно) и по содержанию м-КБА (0,002%) и КБА (0,0025%) соответственно.At the stage of separation and purification, the quality indicators of the purified IFC and the associated product - TPA - approach the limit values of the quality suitable for use in the production of polyethylene terephthalate (PET) or a mixture of polyethylene terephthalate (PET-IF) in terms of color (8 ° N and 10 ° N, respectively) and the content of m-CBA (0.002%) and CBA (0.0025%), respectively.

Пример 4. Опыт проводят в условиях примера 2, с той лишь разницей, что на стадии окисления концентрацию смеси м-, п-цимола в среде СН3СООН увеличивают с 16% до 18%, промывку выделенной из оксидата 2 смеси ИФК-ТФК осуществляют путем ее репульпации в уксусной кислоте при повышенной температуре (165°С), а выделение промытой ИФК-ТФК ведут при 115°С.Example 4. The experiment is carried out under the conditions of example 2, with the only difference being that at the oxidation stage, the concentration of the mixture of m-, p-cymol in CH 3 COOH medium is increased from 16% to 18%, washing of the IFC-TFA mixture extracted from the oxidate 2 by its repulpation in acetic acid at elevated temperature (165 ° C), and the isolation of washed IFC-TFA is carried out at 115 ° C.

Разделение и очистку ИФК-ТФК в воде осуществляют по режиму примера 2.The separation and purification of IFC-TFA in water is carried out according to the mode of example 2.

На стадии разделения и промывки смеси ИФК-ТФК опыт проводят в условиях примера 2 (табл.2) с той лишь разницей, что температуру нагрева суспензии повышают с 230°С до 235°С и при времени выдержки 10 мин раствор охлаждают до температуры фильтрации -1 - 180°С.At the stage of separation and washing of the IFC-TFA mixture, the experiment is carried out under the conditions of Example 2 (Table 2) with the only difference that the heating temperature of the suspension is increased from 230 ° C to 235 ° C and, with a holding time of 10 minutes, the solution is cooled to the filtration temperature - 1 - 180 ° C.

При вышеизложенных условиях примера 4 (табл.1, 2) получены следующие результаты.Under the above conditions of example 4 (table 1, 2) the following results were obtained.

На стадии окисления: конверсия смеси м-, п-цимола на первой ступени окисления 90%;At the stage of oxidation: conversion of a mixture of m-, p-cymol in the first stage of oxidation of 90%;

доокисление оксидата на второй ступени с последующей промывкой выделенных продуктов окисления уксусной кислотой при повышенной температуре (165°С) приводит к получению технической смеси ИФК-ТФК следующего качества:additional oxidation of the oxidate in the second stage, followed by washing the extracted oxidation products with acetic acid at elevated temperature (165 ° C), leads to the production of the technical mixture IFC-TFA of the following quality:

Σ[ИФК+ТФК],%Σ [IFC + TFA],% 99,3799.37 Σ[изомеров ТК и куминовой кислоты], %Σ [isomers of TC and cuminic acid],% 0,180.18 Σ[изомеров КБА и ацетилбензойной кислоты], %Σ [isomers of CBA and acetylbenzoic acid],% 0,160.16 Σ[других промежуточных соединений иΣ [other intermediates and побочных продуктов], %by-products],% 0,290.29 Цветность, °НColor, ° N 2727

Последующее разделение полученной смеси и очистка выделенных ИФК и ТФК методом ступенчатой кристаллизации в водном растворе приводит к получению продуктов со следующими качественными показателями (табл.2):Subsequent separation of the resulting mixture and purification of the isolated IFC and TFA by step crystallization in an aqueous solution leads to products with the following quality indicators (Table 2):

Качество ИФКQuality IFC Качество сопутствующего продукта - ТФКAssociated Product Quality - TFK [м-ТК и БК], %[m-TK and BK],% 0,0120.012 Σизомер. [ТК]+[БК], % Σ isomer. [TK] + [BK],% ,014014 [м-КБА], %[m-CBA],% 0,00210.0021 Σизомер. [КБА+АсБК], %Σ isomer. [CBA + AsBK],% 0,0020.002 Цветность, °НColor, ° N 7,07.0 [ИФК], %[IFK],% 4,64.6 Цветность, °НColor, ° N 9,09.0 Выход ИФК - 91,3%, сопутствующего продукта - ТФК - 94,5%The yield of IFC - 91.3%, of the associated product - TFA - 94.5%

Пример 5. Опыт проводят в условиях примера 1, с той лишь разницей, что в качестве промотора используют смесь HBr и НСl в соотношении 1:1 при сохранении суммарной концентрации галоид-иона на прежнем уровне примера 1 (0,312%).Example 5. The experiment is carried out under the conditions of example 1, with the only difference being that a promoter is a mixture of HBr and Hcl in a 1: 1 ratio while maintaining the total concentration of the halogen ion at the same level as in example 1 (0.312%).

Результат. При замене половины брома на хлор, используемых в качестве промотора Со-Mn катализатора, качественные показатели смеси ИФК-ТФК на стадии окисления смеси м-, и п-цимолов, а также их суммарный выход находятся практически на одном уровне примера 1, что позволяет частично использовать НСl в качестве промотора 1 как более дешевый и доступный продукт.Result. When replacing half of the bromine with chlorine, used as a Co-Mn catalyst promoter, the quality indicators of the IFC-TFA mixture at the stage of oxidation of the mixture of m- and p-cymols, as well as their total yield, are practically at the same level as in Example 1, which allows partially use Hcl as promoter 1 as a cheaper and more affordable product.

На стадии разделения смеси ИФК-ТФК и их очистки получены следующие результаты:At the stage of separation of the mixture of IFC-TFA and their purification, the following results were obtained:

Качество ИФКQuality IFC Качество сопутствующего продукта - ТФКAssociated Product Quality - TFK Σ[м-ТК и БК], %Σ [m-TC and CD],% 0,0080.008 Σизомер. [ТК]+[БК], %Σ isomer. [TK] + [BK],% 0,0090.009 [м-КБА], %[m-CBA],% 0,00210.0021 Σизомер. [КБА+АсБК], %Σ isomer. [CBA + AsBK],% 0,00220.0022 Цветность, °НColor, ° N 9,09.0 [ИФК], %[IFK],% 4,024.02 Цветность, °НColor, ° N 1010 Выход ИФК - 91,1%, сопутствующего продукта - ТФК - 94,1%The yield of IFC - 91.1%, of the associated product - TFA - 94.1%

Пример 6 (сравнительный). Опыт проводят в условиях примера 2, с той лишь разницей, что температуру окисления смеси м-, п-цимолов в реакторах I и II ступеней устанавливают на одном пониженном уровне 130°С.Example 6 (comparative). The experiment is carried out under the conditions of example 2, with the only difference being that the oxidation temperature of the mixture of m-, p-cymols in the reactors of stages I and II is set at one reduced level of 130 ° C.

Получены следующие результаты.The following results are obtained.

На стадии окисления в реакторе I ступени при времени пребывания 65 минут степень конверсии м-, п-цимолов в промежуточные кислородсодержащие соединения, а также в ИФК-ТФК достигает 96,2%. Суммарная концентрация ИФК и ТФК в продуктах окисления, выделенных из оксидата 1, достигает 23,6%. Эти результаты согласуются с примером 2.At the oxidation stage in the first-stage reactor with a residence time of 65 minutes, the degree of conversion of m-, p-cymols to intermediate oxygen-containing compounds, as well as to IFC-TFA, reaches 96.2%. The total concentration of IFC and TFA in the oxidation products isolated from oxidate 1 reaches 23.6%. These results are consistent with example 2.

Дальнейшее продолжение окисления оксидата-1 в реакторе II ступени при температуре 135°С и вводе в него дополнительно раствора Со и Мn катализатора и Br (в виде 40%-ного HBr) заторможено; поглощение кислорода приостанавливается и основными продуктами реакции после 65 минут доокисления являются промежуточные и побочные соединения. Качественные показатели смеси окисленных продуктов, выделенных из оксидата 2, достигают значений:Further oxidation of oxidate-1 in the second-stage reactor at a temperature of 135 ° C and the addition of an additional solution of Co and Mn catalyst and Br (in the form of 40% HBr) into it is inhibited; the absorption of oxygen is suspended and the main reaction products after 65 minutes of oxidation are intermediate and side compounds. Qualitative indicators of a mixture of oxidized products isolated from oxidate 2, reach values:

Σ[ИФК+ТФК], %Σ [IFC + TFA],% 30,0930.09 Σ[изомеров ТК и куминовых кислот], %Σ [TC isomers and cuminic acids],% 46,146.1 Σ[изомеров КБА и ацетил бензойных кислот], %Σ [isomers of CBA and acetyl benzoic acids],% 14,014.0 Σ[других в т.ч. побочных продуктов], %Σ [others including by-products],% 10,910.9 Цветность выделенной из оксидата -2 твердойThe color extracted from the oxidate is -2 solid (кристаллической) смеси продуктов, °Н(crystalline) mixture of products, ° N 196196

Суммарный выход ИФК-ТФК на исходную смесь м-, п-цимола достигает всего 39,4%, муравьиной кислоты 30,2%.The total yield of IFC-TFA to the initial mixture of m-, p-cymol reaches only 39.4%, formic acid 30.2%.

Причиной низкого качества смеси ИФК-ТФК и малого их выхода являются: 1) накопление в продуктах окисления относительно устойчивых при 130-135°С гидроперекисей изомеров цимола, разложение (превращение) которых приводит к образованию изомеров крезола - ингибиторов реакции окисления; 2) понижение реакционной способности промежуточных соединений (изомеры смеси толуиловых, куминовых, ацетилбензойных кислот и других карбоксилсодержащих соединений), которые в условиях пониженной температуры 130°С не подвергаются дальнейшему окислительному превращению.The reason for the low quality of the IFC-TFA mixture and their low yield are: 1) the accumulation in the oxidation products of hydroxy peroxides of cimol relatively stable at 130-135 ° C, the decomposition (transformation) of which leads to the formation of cresol isomers - inhibitors of the oxidation reaction; 2) a decrease in the reactivity of intermediate compounds (isomers of a mixture of toluic, cumin, acetylbenzoic acids and other carboxyl-containing compounds), which at a low temperature of 130 ° C are not subjected to further oxidative conversion.

Пример 7 (сравнительный). Опыт проводят в условиях примера 2, с той лишь разницей, что процесс окисления смеси м-, п-цимолов проводят в одну ступень при повышенной температуре 160°С.Example 7 (comparative). The experiment is carried out under the conditions of example 2, with the only difference being that the process of oxidation of a mixture of m-, p-cymols is carried out in one step at an elevated temperature of 160 ° C.

Результатыresults

1. Повысилось более чем в три раза накопление в отработанном газе СO2 и СО, что указывает на возрастание побочных процессов окислительного декарбонилирования и декарбоксилирования промежуточных кислородсодержащих соединений, исходных м-, п-цимолов и растворителя.1. The accumulation of CO 2 and CO in the exhaust gas has more than tripled, which indicates an increase in side processes of oxidative decarbonylation and decarboxylation of intermediate oxygen-containing compounds, initial m-, p-cymols and solvent.

2. Увеличилась цветность сырой смеси ИФК-ТФК с 16°Н до 170°Н, выделенной из оксидата, как следствие, возросшего более чем в 10 раз содержание в продуктах окисления побочных окрашенных соединений: достигнуто в примере 2 - 0,24%, в 7 сравнительном примере - 2,46%.2. The color of the crude mixture of IFC-TFA increased from 16 ° N to 170 ° N, isolated from oxidate, as a result, the content of side colored compounds in the oxidation products increased by more than 10 times: achieved in Example 2 - 0.24%, in 7 comparative example - 2.46%.

3. Суммарный выход сырой смеси ИФК-ТФК снизился с 95,5% до 86,9%.3. The total yield of the crude mixture of IFC-TFA decreased from 95.5% to 86.9%.

4. На стадии разделения полученной в одну ступень окисления смеси ИФК-ТФК и очистки разделенных продуктов качество ИФК по показателю цветности превышает более чем в 5 раз допустимую норму: достигнуто 67°Н, допустимая норма ≤10°Н.4. At the stage of separation of the IFC-TFA mixture obtained in one oxidation step and purification of the separated products, the IFC quality in terms of color exceeds more than 5 times the permissible norm: 67 ° N is reached, the permissible norm is ≤10 ° N.

Основной причиной неудовлетворительного качества ИФК по показателю цветности и пониженного выхода целевого и сопутствующего (ТФК) продуктов является то, что в условиях повышенной температуры 160°С первичные продукты окисления изопропильной группы м-, п-цимолов (изомеры гидроперекисей, альдегидов и кетонов) мало устойчивы и термокаталитически разлагаются по реакциям окислительной деструкции с образованием и накоплением активных радикальных, в т.ч. ион-радикальных, соединений, дальнейшее превращение которых превалирует по реакции окислительной конденсации с образованием высококипящих, преимущественно окрашенных, соединений - алкил-, окси-, кето- и карбоксипроизводных бифенила, бензофенона, флуоренона и др. побочных продуктов, а также продуктов окисления с меньшим числом заместителей, таких как бензойной кислоты.The main reason for the poor quality of IFC in terms of color and low yield of the target and associated (TFA) products is that, at elevated temperatures of 160 ° C, the primary oxidation products of the isopropyl group of m-, p-cymols (isomers of hydroperoxides, aldehydes and ketones) are not very stable and thermocatalytically decompose by oxidative destruction reactions with the formation and accumulation of active radicals, including radical radical compounds, the further conversion of which prevails by the oxidative condensation reaction with the formation of high-boiling, mainly colored, compounds - alkyl, hydroxy, keto and carboxy derivatives of biphenyl, benzophenone, fluorenone and other by-products, as well as oxidation products with less the number of substituents such as benzoic acid.

Пример 8 (сравнительный). Опыт проводят в условиях примера 1, с той лишь разницей, что на стадии окисления используют катализатор с пониженным соотношением кобальта к марганцу Со:Mn=1:2 при сохранении суммарной их концентрации.Example 8 (comparative). The experiment is carried out under the conditions of example 1, with the only difference being that a catalyst with a reduced ratio of cobalt to manganese Co: Mn = 1: 2 is used at the oxidation stage while maintaining their total concentration.

Получены результаты.The results are obtained.

На стадии окисления снизилось содержание CO2 и СО в отработанных газах в 1, 2 раза;At the oxidation stage, the content of CO 2 and CO in the exhaust gases decreased by a factor of 1, 2;

по [СO2] с 1,8% об. до 1,3% об., по [СО] с 0,3% об. до 0,1% об., что указывает на снижение протекания побочных процессов окислительного декарбоксилирования и декарбонилирования.by [CO 2 ] with 1.8% vol. up to 1.3% vol., according to [СО] from 0.3% vol. to 0.1% vol., which indicates a decrease in the occurrence of side processes of oxidative decarboxylation and decarbonylation.

Однако, наряду с замедлением побочных реакций, снизилась степень конверсии м-, п-цимолов на I и II ступенях с 96% до 93,5% и со 100% до 98,2% соответственно, а также содержание смеси ИФК-ТФК в продуктах окисления с 99,25% до 96,8%. Выход ИФК-ТФК уменьшился с 95,1% до 90,6%. На стадии разделения ИФК-ТФК и их очистки качество ИФК по показателю цветности превысило допустимую норму более чем 2 раза (26°Н, допустимый нормопоказатель ≤10°Н), а содержание промежуточных соединений, таких как м-КБА, в ИФК после промывки превысило допустимую норму в 1,8 раза (0,0045%, допустимо 0,0025%). Общий выход ИФК по стадиям окисления, разделения и очистки снизился на 3,2%, с 91,1% до 87,9%.However, along with the slowdown of adverse reactions, the degree of conversion of m-, p-cymols at I and II steps decreased from 96% to 93.5% and from 100% to 98.2%, respectively, as well as the content of the IFC-TFA mixture in the products oxidation from 99.25% to 96.8%. The yield of IFC-TFA decreased from 95.1% to 90.6%. At the stage of separation of IFC-TFA and their purification, the quality of IFC in terms of chromaticity exceeded the permissible norm by more than 2 times (26 ° N, acceptable norm indicator ≤10 ° N), and the content of intermediate compounds, such as m-KBA, in IFC exceeded after washing the permissible norm is 1.8 times (0.0045%, 0.0025% is acceptable). The total yield of IFC at the stages of oxidation, separation and purification decreased by 3.2%, from 91.1% to 87.9%.

Пример 9. Опыт проводят в условиях примера 1, с той лишь разницей, что используют катализатор с повышенным соотношением кобальта к марганцу Со:Mn=2:1 при сохранении суммарной их концентрации.Example 9. The experiment is carried out under the conditions of example 1, with the only difference being that they use a catalyst with a high ratio of cobalt to manganese Co: Mn = 2: 1 while maintaining their total concentration.

Полученные результаты показали, что качественные показатели сырой смеси ИФК-ТФК, полученные на стадии окисления, а также очищенной ИФК и сопутствующего продукта ТФК на стадии разделения и очистки превосходят качество ИФК опыта 1 и входит в пределы нормопоказателей, предъявляемых к очищенным ИФК и ТФК. В тоже время выход целевого (ИФК) и сопутствующего (ТФК) продукта незначительно снизился всего лишь на 0,4%, как следствие умеренно повышенного декарбоксилирования и декарбонилирования промежуточных соединений при использовании более активной бинарной смеси с повышенным содержанием Со в Со-Mn-Br катализаторе.The results showed that the quality indicators of the crude mixture of IFC-TFA obtained at the oxidation stage, as well as of the purified IFC and the associated product of TFA at the separation and purification stage, are superior to the quality of IFC of experiment 1 and are within the limits of normative indices for purified IFC and TFA. At the same time, the yield of the target (IFC) and concomitant (TFA) product slightly decreased by only 0.4%, as a result of moderately increased decarboxylation and decarbonylation of intermediate compounds using a more active binary mixture with a higher Co content in Co-Mn-Br catalyst .

Пример 10. Опыт проводят в условиях примера 9, с той лишь разницей, что суммарную концентрацию Со-Mn катализатора в реакционных смесях на I и II ступени окисления снижают на 30% при сохранении соотношения Со:Mn=2:1 и концентрации брома, как в примере 9, на I ступени 0,240%, на II ступени 0,312%.Example 10. The experiment is carried out under the conditions of example 9, with the only difference being that the total concentration of Co-Mn catalyst in the reaction mixtures at the first and second oxidation stages is reduced by 30% while maintaining the ratio Co: Mn = 2: 1 and the bromine concentration as in example 9, at stage I 0.240%, at stage II 0.312%.

Получены результаты.The results are obtained.

На стадии окисления достигнут выход технической смеси 95,6% при ее качестве, пригодном для разделения и очистки предложенным способом.At the oxidation stage, a yield of technical mixture of 95.6% was achieved with its quality suitable for separation and purification by the proposed method.

Σизом. [ТК+куминовая кислота], %Σ isom. [TK + cumic acid],% 0,210.21 Σизом. [КБА+АсБК], %Σ isom. [CBA + AsBK],% 0,190.19 Σ[БК и др. побочные продукты.], %Σ [BC and other by-products.],% 0,570.57 Цветность, °НColor, ° N 20twenty

На стадии разделения технической смеси ИФК-ТФК и очистки разделенных БДК получена очищенная ИФК и сопутствующий продукт ТФК следующего качества:At the stage of separation of the technical mixture of IFC-TFA and purification of the separated BDK, purified IFC and an accompanying product of TFA of the following quality were obtained:

Качество ИФКQuality IFC Качество сопутствующего продукта - ТФКAssociated Product Quality - TFK Σ[м-ТК+БК], %Σ [m-TC + BK],% 0,0060.006 Σизомер. [ТК]+[БК], %Σ isomer. [TK] + [BK],% 0,0120.012 [м-КБА], %[m-CBA],% 0,0020.002 Σизомер. [КБА+АсБК], %Σ isomer. [CBA + AsBK],% 0,00240.0024 Цветность, °НColor, ° N 6,06.0 [ИФК], %[IFK],% 3,73,7 Цветность, °НColor, ° N 99

Общий (суммарный по стадиям окисления, разделения и очистки) выход ИФК 92,6%, сопутствующего продукта ТФК 93,0% на израсходованное сырье - смесь изомеров цимола.The total (total over the stages of oxidation, separation and purification) yield of IFC 92.6%, of the associated product TFA 93.0% for the consumed raw materials is a mixture of cimol isomers.

Пример 11 (сравнительный). Опыт проводят в условиях примера 1 с той лишь разницей, что концентрацию брома на I и II ступенях окисления снижают в два раза, т.е. увеличивают соотношение [Со+Mn]:Вr от 1:1÷1,3 до 1:0,5÷0,65.Example 11 (comparative). The experiment is carried out under the conditions of example 1 with the only difference that the concentration of bromine at the first and second oxidation stages is reduced by half, i.e. increase the ratio [Co + Mn]: Br from 1: 1 ÷ 1.3 to 1: 0.5 ÷ 0.65.

Получен результат.The result is received.

Степень конверсии м-, п-цимола понизилась со 100% до 98,3%, показатель цветности сырой смеси ИФК-ТФК повысился с 26°Н до 45°Н (ухудшение почти в 2 раза), выход сырой смеси ИФК-ТФК снизился с 95,1% до 92,2% т.е. на 2,9%.The degree of conversion of m-, p-cymol decreased from 100% to 98.3%, the color index of the crude mixture of IFC-TFA increased from 26 ° N to 45 ° N (almost 2 times worsening), the yield of the crude mixture of IFC-TFA decreased from 95.1% to 92.2% i.e. by 2.9%.

На стадии разделения смеси ИФК-ТФК и очистки качественные показатели очищенной ИФК и сопутствующего продукта ТФК превышают предельно допустимые значения по цветности на 4°Н, по КБА на 0,0015% (на 15 ppm).At the stage of separation of the IFC-TFA mixture and purification, the quality indicators of the purified IFC and the accompanying TFA product exceed the maximum allowable values for color by 4 ° N, for CBA by 0.0015% (by 15 ppm).

Пример 12 (сравнительный). Опыт проводят в условиях примера 4 с той лишь разницей, что на стадии окисления концентрацию м-, п-цимола в исходной реакционной смеси увеличивают с 18% до 20%, а на стадии разделения смеси ИФК-ТФК концентрацию водной суспензии повышают с 26,5% до 27%.Example 12 (comparative). The experiment is carried out under the conditions of example 4 with the only difference that at the oxidation stage, the concentration of m-, p-cymol in the initial reaction mixture is increased from 18% to 20%, and at the stage of separation of the IFA-TFA mixture, the concentration of the aqueous suspension is increased from 26.5 % to 27%.

Получены результаты.The results are obtained.

На стадии окисления качество сырой смеси ИФК-ТФК достигает предельных граничных показателей, по которым она пригодна для дальнейшего разделения и очистки:At the stage of oxidation, the quality of the crude mixture of IFC-TFA reaches the limit boundary indices by which it is suitable for further separation and purification:

Σизом. [ТК+кумин. кислота], %Σ isom. [TK + cumin. acid],% 0,260.26 Σизом. [КБА+АсБК],%Σ isom . [CBA + AsBK],% 0,230.23 Σ[поб.пр.],%Σ [bp],% 0,400.40 Цветность, °НColor, ° N 2929th

На стадии разделения смеси сырой ИФК-ТФК и очистки разделенных продуктов при концентрации водной суспензии 27% качественные показатели целевого продукта - очищенной ИФК - и сопутствующего продукта - ТФК - превышают допустимые значения.At the stage of separation of the mixture of crude IFC-TFA and purification of the separated products at an aqueous suspension concentration of 27%, the quality indicators of the target product — purified IFC — and the accompanying product — TFA — exceed the permissible values.

Качество ИФКQuality IFC Качество сопутствующего продукта - ТФКAssociated Product Quality - TFK Σ[м-ТК+БК], %Σ [m-TC + BK],% 0,200.20 Σизомер. [ТК]+[БК], % Σ isomer. [TK] + [BK],% 0,0100.010 [м-КБА], %[m-CBA],% 0,0050.005 Σизомер. [КБА], %Σ isomer. [Kba],% 0,0060.006 Цветность, °НColor, ° N 1212 [ИФК], %[IFK],% 4,04.0 Цветность, °НColor, ° N 1212

Пример 13 (сравнительный). Опыт проводят в условиях примера 1, с той лишь разницей, что окисление смеси м-, п-цимолов проводят при давлении на I ступени 0,3 МПа, на II ступени 0,9 МПа, соответствующим упругости паров реакционных смесей при температуре 130°С (на I ступени) и 160°С (на II ступени), а время выдержки водной суспензии смеси ИФК-ТФК при температуре 232°С сократили с 15 мин до 9 минут.Example 13 (comparative). The experiment is carried out under the conditions of example 1, with the only difference being that the oxidation of the mixture of m-, p-cymols is carried out at a pressure of 0.3 MPa at the first stage, 0.9 MPa at the second stage, corresponding to the vapor pressure of the reaction mixtures at a temperature of 130 ° C (at the first stage) and 160 ° C (at the second stage), and the exposure time of the aqueous suspension of the mixture of IFC-TFA at a temperature of 232 ° C was reduced from 15 minutes to 9 minutes.

Получены результаты.The results are obtained.

На стадии окисления цветность технической смеси ИФК-ТФК повысилась с 26°Н до 47°Н.At the oxidation stage, the color of the technical mixture IFC-TFA increased from 26 ° N to 47 ° N.

После разделения полученной технической смеси и очистки показатель цветности целевого продукта ИФК и сопутствующего продукта ТФК превысил допустимое значение (≤10°Н) и составил 14 °Н и 16 °Н, соответственно.After separation of the obtained technical mixture and purification, the color index of the target product of IFC and the associated product of TFA exceeded the permissible value (≤10 ° N) and amounted to 14 ° N and 16 ° N, respectively.

Качественные показатели ИФК, а также сопутствующего продукта ТФК по содержанию промежуточных соединений (изомеры толуиловых и куминовых кислот, изомеры КБА) находятся в предельно допустимом интервале.Qualitative indicators of IFC, as well as the associated product of TFA in the content of intermediate compounds (isomers of toluic and cuminic acids, isomers of CBA) are in the maximum permissible range.

Пример 14 (сравнительный). Опыт проводят в условиях примера 2, с той лишь разницей, что на стадии разделения смеси ИФК-ТФК ее водный раствор, нагретый до 230°С, охлаждают в первом случае а) до 210°С с последующим выделением твердой кристаллической фазы ТФК методом фильтрации, а во втором случае, б) до 160°С.Example 14 (comparative). The experiment is carried out under the conditions of example 2, with the only difference being that at the stage of separation of the IFA-TFA mixture, its aqueous solution heated to 230 ° C is cooled in the first case a) to 210 ° C, followed by isolation of the solid crystalline phase of TFA by filtration, and in the second case, b) up to 160 ° C.

Получены результаты:The results are:

а) при повышенной температуре (210°С) выделения ТФК значительная ее часть в растворенном виде уходит с фильтратом, что снижает четкость разделения смеси ИФК и ТФК. В выделенной из фильтрата кристаллической ИФК после охлаждения водной суспензии до 90°С содержится более 3% ТФК;a) at an elevated temperature (210 ° C) of the release of TFA, a significant part of it in dissolved form leaves with the filtrate, which reduces the clarity of the separation of the mixture of IFC and TFA. In the crystalline IFC isolated from the filtrate after cooling the aqueous suspension to 90 ° C, more than 3% TFA is contained;

б) при пониженной температуре (160°С) выделения ТФК значительная часть изофталевой кислоты сокристаллизуется с ТФК, что привело к снижению выхода целевого продукта на 3,5% и повышенному содержанию ИФК в выделенном сопутствующем продукте ТФК с 3,6% до 14%.b) at a low temperature (160 ° C) of TFA release, a significant part of isophthalic acid co-crystallizes with TFA, which led to a decrease in the yield of the target product by 3.5% and an increased content of IFC in the isolated associated TFA product from 3.6% to 14%.

Пример 15. Окисление смеси м-, п-диизопропилбензола, содержащей 80% м-диизопропилбензола и 20% п-диизопропилбензола, проводили в условиях примера 1, с той лишь разницей, что температуру на I и II ступенях снизили на 10°С до 120°С и до 150°С соответственно, а время (продолжительность) реакции увеличили на 30 мин для каждой ступени.Example 15. The oxidation of a mixture of m-, p-diisopropylbenzene containing 80% m-diisopropylbenzene and 20% p-diisopropylbenzene was carried out under the conditions of example 1, with the only difference that the temperature in stages I and II was reduced by 10 ° C to 120 ° C and up to 150 ° C, respectively, and the time (duration) of the reaction was increased by 30 min for each step.

Получен результат.The result is received.

На стадии окисления выход сырой смеси ИФК-ТФК составил 94,1% с качественными показателями, пригодными для разделения и очистки предложенным способом.At the oxidation stage, the yield of the crude mixture of IFC-TFA was 94.1% with quality indicators suitable for separation and purification by the proposed method.

Σизом. [ТК+куминовая кислота], %Σ isom. [TK + cumic acid],% 0,210.21 Σизом. [КБА+АсБК],%Σ isom. [CBA + AsBK],% 0,230.23 Σ[БК+другие побочные продукты], %Σ [BC + other by-products],% 0,320.32 Цветность, °НColor, ° N 2828

На стадии разделения и очистки получено следующее качество целевого (ИФК) и сопутствующего (ТФК) продуктов:At the stage of separation and purification, the following quality of the target (IFC) and associated (TFA) products was obtained:

Качество ИФКQuality IFC Качество сопутствующего продукта - ТФКAssociated Product Quality - TFK Σ[м-ТК+БК], %Σ [m-TC + BK],% 0,0090.009 Σ изомер. [ТК+БК], %Σ isomer. [TK + BK],% 0,0110.011 Σ[м-КБА+м-АсБК], %Σ [m-CBA + m-AsBK],% 0,00180.0018 Σизомер. [КБА+АсБК], %Σ isomer. [CBA + AsBK],% 0,00240.0024 Цветность, °НColor, ° N 77 [ИФК], %[IFK],% 3,73,7 Цветность, °НColor, ° N 99

Суммарный выход ИФК и ТФК по стадиям окисления, разделения и очистки составил 91,3% и 93,6% соответственно.The total yield of IFC and TFA at the stages of oxidation, separation and purification was 91.3% and 93.6%, respectively.

Пример 16. Опыт проводят в условиях примера 15 с той лишь разницей, что температуру окисления на I и II ступенях повысили на 5°С, а время пребывания (продолжительность реакции) на каждой ступени снизили на 10 минут, до 110 мин и до 60 мин, соответственно.Example 16. The experiment is carried out under the conditions of example 15 with the only difference that the oxidation temperature in the I and II steps was increased by 5 ° C, and the residence time (reaction time) in each step was reduced by 10 minutes, to 110 minutes and up to 60 minutes , respectively.

На стадии разделения технической смеси ИФК-ТФК и очистки нижний температурный предел кристаллизации и выделения ТФК снизили на 5°С от 190°С до 185°С.At the stage of separation of the technical mixture IFC-TFA and purification, the lower temperature limit of crystallization and the release of TFA was reduced by 5 ° C from 190 ° C to 185 ° C.

Получены результаты.The results are obtained.

На стадии окисления достигнут выход технической смеси ИФК-ТФК - 95,2% при качественных показателях, пригодных для разделения и их очистки.At the oxidation stage, the yield of the technical mixture IFK-TFK was reached - 95.2% with quality indicators suitable for separation and purification.

Σизом. [ТК+куминовая кислота], %Σ isom. [TK + cumic acid],% 0,180.18 Σизом. [КБА+АсБК], %Σ isom. [CBA + AsBK],% 0,210.21 Σ [БК+другие побочные продукты], %Σ [BC + other by-products],% 0,300.30 Цветность, °НColor, ° N 2424

На стадии разделения технической смеси ИФК-ТФК и очистки разделенных продуктов качественные показатели полученных ИФК и сопутствующей ТФК удовлетворяют требованиям очищенных продуктов:At the stage of separation of the technical mixture IFC-TFK and purification of the separated products, the quality indicators of the obtained IFC and the accompanying TFK satisfy the requirements of the purified products:

Качество ИФКQuality IFC Качество сопутствующего продукта - ТФКAssociated Product Quality - TFK Σ [м-ТК+БК], %Σ [m-TC + BK],% 0,0050.005 Σизомер. [ТК+БК], %Σ isomer. [TK + BK],% 0,0120.012 Σ [м-КБА+м-АсБк], %Σ [m-CBA + m-AsBq],% 0,0020.002 Σизомер. [КБА+АсБК], %Σ isomer. [CBA + AsBK],% 0,00240.0024 Цветность, °НColor, ° N 66 [ИФК], %[IFK],% 3,03.0 Цветность, °НColor, ° N 1010

Суммарный выход ИФК по стадиям окисления, разделения и очистки составил 92,1%, а выход сопутствующей ТФК 93,9%.The total yield of IFC at the stages of oxidation, separation and purification was 92.1%, and the yield of concomitant TFA was 93.9%.

Пример 17. Опыт по окислению м-, п-диизопропилбензола проводят в условиях примера 10 при окислении м-, п-цимола с той лишь разницей, что вместо смеси изомеров цимола, содержащей 80% мета-цимола и 20% пара-цимола, используют смесь изомеров диизопропилбензола, содержащей 80% м-диизопропилбензола и 20% п-диизопропилбензола.Example 17. An experiment on the oxidation of m-, p-diisopropylbenzene is carried out under the conditions of Example 10 in the oxidation of m-, p-zimole, with the only difference being that instead of using a mixture of cimol isomers containing 80% meta-cimol and 20% para-cimol, a mixture of isomers of diisopropylbenzene containing 80% m-diisopropylbenzene and 20% p-diisopropylbenzene.

Получены результаты.The results are obtained.

На стадии окисления выход технической смеси ИФК-ТФК составил 93,4% с показателями качества, приемлемыми для последующего разделения и очистки продуктов по разработанному способу:At the oxidation stage, the yield of the technical mixture IFC-TFA was 93.4% with quality indicators acceptable for the subsequent separation and purification of products according to the developed method:

Σизом. [куминовая кислота], %Σ isom. [cuminic acid],% 0,280.28 Σизом. [КБА+АсБК], %Σ isom. [CBA + AsBK],% 0,240.24 [БК+другие поб. прод.], %[BC + other pos. prod.],% 0,310.31 Цветность, °НColor, ° N 2727

На стадии разделения и очистки качество ИФК и сопутствующего ТФК достигло предельно допустимых значений к использованию как сомономера в производстве ПЭТФ пленочного назначения (для тары и упаковочных материалов).At the stage of separation and purification, the quality of IFC and associated TFA reached maximum permissible values for use as a comonomer in the production of film-grade PET (for containers and packaging materials).

Качество ИФКQuality IFC Качество сопутствующего продукта - ТФКAssociated Product Quality - TFK Σ[м-ТК+БК],%Σ [m-TC + BK],% 0,010.01 Σп-, м-изомер. [ТК+БК], %Σp-, m-isomer. [TK + BK],% 0,0140.014 Σ[м-КБА+м-АсБк],%Σ [m-CBA + m-AsBq],% 0,00230.0023 Σп-, м-изомер. [КБА+АсБК], %Σp-, m-isomer. [CBA + AsBK],% 0,00250.0025 Цветность, °НColor, ° N 99 [ИФК], %[IFK],% 3,23.2 Цветность, °НColor, ° N 1010

Полученные результаты окисления м-, п- диизопропилбензола до ИФК-ТФК, а также разделения и очистки продуктов окисления показали их идентичность с результатами, достигнутыми при окислении м-, п- цимолов в найденных условиях каталитического окисления и очистки продуктов реакции.The obtained results of the oxidation of m-, p-diisopropylbenzene to IFC-TFA, as well as the separation and purification of the oxidation products showed their identity with the results achieved by the oxidation of m-, p-cymols under the found conditions of catalytic oxidation and purification of the reaction products.

Как и в случае окисления изомеров цимола, при использовании изомеров диизопропилбензола пониженная на 30% концентрация Со и Мn катализатора при повышенном соотношении Со:Мn=1,3:1 является предельно допустимой минимальной концентрацией для обоих диалкилбензолов.As in the case of the oxidation of cimol isomers, when using isomers of diisopropylbenzene, the concentration of Co and Mn of the catalyst reduced by 30% with an increased ratio of Co: Mn = 1.3: 1 is the maximum permissible minimum concentration for both dialkylbenzenes.

Сопоставление условий и результатов примеров 1,2 по окислению изомеров цимола и примеров 15, 16 по окислению изомеров диизопропилбензола до ИФК-ТФК (таблица 1), а также условий и результатов очистки и изомеров бензолдикарбоновых кислот - примеров 1, 2 и 15, 16 (таблица 2) показало, что разработанный способ отличается универсальностью как по используемым технологическим приемам, так и по возможности использования более расширенных источников углеводородного сырья для синтеза мономеров и полимеров на их основе.A comparison of the conditions and results of examples 1,2 for the oxidation of isomers of cymol and examples 15, 16 for the oxidation of isomers of diisopropylbenzene to IFC-TFA (table 1), as well as the conditions and results of purification and isomers of benzenedicarboxylic acids - examples 1, 2 and 15, 16 ( table 2) showed that the developed method is versatile both in terms of the used technological methods and in the possibility of using more advanced sources of hydrocarbon raw materials for the synthesis of monomers and polymers based on them.

Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000005

Claims (2)

1. Способ получения чистой изофталевой кислоты путем окисления изомеров цимола или диизопропилбензола кислородсодержащим газом в среде уксусной кислоты в присутствии катализатора, включающего соли тяжелых металлов и галоидных соединений, при повышенных температуре и давлении до определенной степени конверсии указанных изомерных смесей в изофталевую кислоту и сопутствующие продукты с последующим разделением и очисткой ИФК и сопутствующих продуктов перекристаллизацией в воде, отличающийся тем, что изомеры цимола или диизопропилбензола окисляют в две ступени при температуре на 1-й ступени 120-140°С, на 2-й ступени при 150-160°С в условиях возрастающей по ступеням концентрации Со-Мn катализатора в пределах на 1-й ступени 1300-1800 млн-1 (0,130-0,180%), на 2-й ступени 1800-2400 млн-1 (0,180-0,240%), промотированного соединениями галоида, понижения давления в интервале 0,9-1,6 МПа с градиентом понижающего перепада между ступенями в интервале 0,2-0,6 МПа; очистку и разделение полученной после окисления реакционной массы, выделения из нее твердого кристаллического продукта и его промывки уксусной кислотой, проводят перекристаллизацией в воде с предварительной выдержкой водной суспензии смеси ИФК-ТФК при температуре 225-235°С в течение 10-15 мин и последовательным ступенчатым выделением целевых и сопутствующих продуктов: при 150-190°С - выделение твердой ТФК с получением водного маточного раствора, и при 60-80°С - выделение твердой ИФК из указанного маточного раствора, с последующей промывкой выделенной ИФК 2-2,5-кратным количеством воды.1. A method of obtaining pure isophthalic acid by oxidizing isomers of cymol or diisopropylbenzene with an oxygen-containing gas in an acetic acid medium in the presence of a catalyst comprising salts of heavy metals and halogen compounds, at elevated temperature and pressure to a certain degree, the conversion of these isomeric mixtures to isophthalic acid and related products with subsequent separation and purification of IFC and related products by recrystallization in water, characterized in that the isomers of cimol or diisopropylbenz ol is oxidized in two stages at a temperature in the first stage of 120-140 ° C, in the second stage at 150-160 ° C under conditions of increasing concentration of Co-Mn catalyst in stages within the range of 1300-1800 million -1 (0,130-0,180%), the stage 2 mn -1 1800-2400 (0,180-0,240%) promoted with halogen compounds, the pressure reduction in the range of 0.9-1.6 MPa with a gradient of down-ramp between stages in the range of 0.2-0.6 MPa; purification and separation of the reaction mass obtained after oxidation, isolation of a solid crystalline product from it and washing it with acetic acid, is carried out by recrystallization in water with preliminary exposure of an aqueous suspension of a mixture of IFC-TFA at a temperature of 225-235 ° C for 10-15 minutes and sequential stepwise the allocation of target and related products: at 150-190 ° C - the allocation of solid TFA to obtain an aqueous mother liquor, and at 60-80 ° C - the allocation of solid IFC from the specified mother liquor, followed by washing venous IFC 2-2.5-fold amount of water. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют изомерные смеси м-, п-цимолов или м-, п-диизопропил-бензолов, содержащие 70-96% м-цимола или м-диизопропилбензола. 2. The method according to claim 1, characterized in that the isomeric mixtures of m-, p-cymols or m-, p-diisopropylbenzenes containing 70-96% m-cymol or m-diisopropylbenzene are used as feedstock.
RU2009109869/04A 2009-03-19 2009-03-19 Method of producing pure isophthalic acid and by-products from isomers of cymene and diisopropylbenzene RU2415836C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009109869/04A RU2415836C2 (en) 2009-03-19 2009-03-19 Method of producing pure isophthalic acid and by-products from isomers of cymene and diisopropylbenzene

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009109869/04A RU2415836C2 (en) 2009-03-19 2009-03-19 Method of producing pure isophthalic acid and by-products from isomers of cymene and diisopropylbenzene

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009109869A RU2009109869A (en) 2010-09-27
RU2415836C2 true RU2415836C2 (en) 2011-04-10

Family

ID=42939824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009109869/04A RU2415836C2 (en) 2009-03-19 2009-03-19 Method of producing pure isophthalic acid and by-products from isomers of cymene and diisopropylbenzene

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2415836C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014133433A1 (en) * 2013-02-28 2014-09-04 Perstorp Ab Process for oxidation of cymenes to aromatic acids

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Овчинников В.И., Александров В.Н., Гитис С.С. Химия и технология мономеров, Труды ВНИПИМ, т.3, вып.3. - Тула, 1972, с.25. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014133433A1 (en) * 2013-02-28 2014-09-04 Perstorp Ab Process for oxidation of cymenes to aromatic acids

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009109869A (en) 2010-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6562997B2 (en) Production of high purity aromatic carboxylic acid by oxidation in benzoic acid and water solvent
JP5670981B2 (en) Two-stage oxidation process for the production of aromatic dicarboxylic acids
KR830001304B1 (en) Method for producing aromatic dicarboxylic acid
JP2006509044A (en) Method for purifying crude carboxylic acid slurry
MX2008010939A (en) Carboxylic acid production process.
EP2276720B1 (en) Improved systems and processes for the production of isophthalic acid and terephthalic acid
CN101318890A (en) Method for preparation of mixed benzol dimethanoic acid and benzene acetic acid
RU2415836C2 (en) Method of producing pure isophthalic acid and by-products from isomers of cymene and diisopropylbenzene
TW201144271A (en) Production of aromatic carboxylic acids
CN110573487B (en) Use of pressurized moisture line to avoid fouling in purified terephthalic acid PTA filter and lines
KR102592022B1 (en) Energy and environmentally integrated method for producing aromatic dicarboxylic acids by oxidation
KR20140038571A (en) A process to produce an enriched composition
CN110139701B (en) Purified Terephthalic Acid (PTA) vent dryer vapor effluent treatment
US10843995B2 (en) Processes for manufacturing aromatic carboxylic acids
EA027100B1 (en) Improving terephthalic acid purge filtration rate by controlling water percentage in filter fed slurry
RU2485091C2 (en) METHOD OF PRODUCING ISOPHTHALIC ACID AND FORMIC ACID BY OXIDATION OF m-DIISOPROPYLBENZENE AND m-ETHYL-ISOPROPYLBENZENE
US20140121406A1 (en) Pure plant mother liquor solvent extraction system and method
KR101403844B1 (en) A process to enrich a carboxylic acid composition
KR101489522B1 (en) Process for the production of high purity aromatic carboxylic acids using a benzoic acid and water solvent for oxidation and purification
RU2254324C2 (en) Continuous method for preparing highly pure terephthalic acid
CN110944973A (en) Route for energy optimized purified aromatic carboxylic acid filter rinse
RU2430911C2 (en) Method of producing pure isophthalic acid and by-products from xylene fractions
TWI264432B (en) Process for the production of terephthalic acids
KR101448305B1 (en) A process to produce an enrichment feed
KR101424277B1 (en) A process to produce a post catalyst removal composition

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180320