SU1041029A3 - Способ получени терефталевой кислоты - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к органи .ческой химии, конкретно к способу по лучени  терефталевой кислоты, наход щей .применение в производстве син тетических волокон. Известен способ получени  терефталевой кислоты окислением п-ксило ла 1 . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ получени  терефталевой кислоты -путем окислени  п-кси лола и/или сложного метилового эфир п-толуилрвой кислоты кислрродсодержащим газом в присутствии -катализатора на основе т желого металла при повышенных температуре и давлении, этерификации смеси окислени  метано лом при повышенных температуре и да лении, отгонки диметилтерефталата, который затем подвергают гидролизу водой при 1 0-350°С под давлением, и последующего выделени  целевого про дукта кристаллизацией 2 . Однако при использовании извест-. ных способом недостаточна чистота це левого продукта (99,) из-за содержани  сложного метилового эфира терефталальдегидной кислоты в диметилтерефталате , отгон емом из продукта этерификации. Цель изобретени  - повышение чистоты целевого продукта. Поставленна  цель достигаетс  тем что терефталевую кислоту получают пу-тем окислени  п-ксил.ола и/или слож ного метилового эфира п-толуиловой кислоты кислородсодержащим газом в присутствии катализатора на основе т желого металла при повышенных температуре и давлении, этерификации смеси окислени  метанолом при повышенных температуре и давлении, отгон ки диметилтерефталата, перегонки полученного продукта при температуре 130-190°С, давлении 15-100 мбар и флегмовом числе 0,, затем гидролиза водой при 1tO-350 C под давлением, разделени  продукта гидролиза на сгущенную суспензию твердой терефталевой кислоты и маточного раствора, которую подают на противоточную обработку обессоленной .водой при 150-300 с, и на жидкую фазу, содержащую остальное количество маточного раствора, пoдaвaeмyJO. на переработку , кристаллизации с последую .щим выделением целевого продукта обы ными приемами. Отличительными признаками процесса  вл ютс  перегонка диметилтерефталата после отгонки при температуре 130-1 90°С, давлении 15-100 мбар и флегмовом числе 0,3:1-10:1, а перед кристаллизацией продукт гидролиза подвергают противоточной обработке обессоленной водой при 150-300С с последующим отделением воды от целевого продукта. гидролиза раздел ют на сгущенную суспензию твердой терефталевой кислоты и маточного раствора, которую подают на противоточную обработку водой, и на содержащую остальное количество маточного раствора жидкую фазу, которую подают .на переработку . . На. чертеже представлена технологическа , схема осуществлени  предлагаемого способа. Согласно технологической схеме на стадию Г окислени  подают г -ксилол по трубопроводу 1, сложный метиловый эфир п -толуиловой кислоты по трубопроводу 2, воздух по трубопроводу 3 и кобальтово-марганцевый катализатор по трубопроводу k, Со стадии 1 окислени  отвод т отход щий газ по трубопроводу 5, отход щую воду по трубопроводу 6 и продукт окислени  по трубопроводу 7. Продукт окислени  подают на стадию Г1 этерификации свежим метанолом, подаваемым по трубопроводу 8, и рекуперированным метанолом, подаваемым по трубопроводу 9 со стадии 1П переработки фракции, отводимой со стадии II этерификации по трубоНроводу 10. Эту фракцию раздел ют на отход щую воду, отводимую по трубопроводу 11, легкокип щие компоненты, отводимые по трубопроводу 12, сложный метиловый эфир бензойной кислоты, отводимый по трубопроводу 13, и содержащую сложный метиловый эфир и -толуиловой кислоты фракцию, подаваемую по трубопроводу 1Л в сборник 15. Продукт этерификации по трубопроводу 16 подают на д,вухстадийную вакуумную перегонкуП/ , причем головной продукт первой стадии, представл ющий собой фракцию сложного метилового эфира п-толуиловой кислоты, подают в сбор ник 15 по трубопроводу 17, а головной продукт второй , представл ю1Ц11Й собой фракцию диметилтерефта ата , подают на перегонку V, осуществл ему|Ь при .температуре 130-190 С, давлении 15-100 мбар и флегмовом числе 0,3:1-10:1 Кубовый продукт второй стадии перегонки /, представл ющий собой высококип щий оста ток, отвод т по трубопроводу 18. На перегонке V получаютфракцию сложного метилового эфира терефталальдегидной кислоты в качестве головного продукта , отводимого по трубопроводу 19. и фракцию диметилтерефталата в качестве кубового продукта, подаваемого по трубопроводу 20 на гидролиз VJ водой, подаваемой по трубопроводу 21. Гид- ролиз- провод т при ЙО-350°С под давлением. Продукт гидролиза подают по трубопроводу 22 на кристаллизацию VII, после, чего его раздел ют на сгущенную суспензию твердой терефталевой кислоты и жидкую фазу, содержащую остальное количество маточного раствора . Сгущенную суспензию подают по трубопроводу 23 на противоточную об работку VIII обессоленной водой, осуществл емую при 150-300 С. На противоточной обработке обессоленной водой получают фильтрат, который вместе с жидкой фазой, получаемой при разделении кристаллизованного продукта гидролиза , подают по .трубопроводу 2 на кристаллизацию 10 путем охлаждени  и |при атмосферном давлении. При этом; получают водно-метанольную фазу, которую по трубопроводу 25 подают на стадию X отгонки метанола, а содерАащий кристаллы маточный раствор подвергают разделению центрифугированием При этом получают фракцию твердого вещества,подаваемую по трубопроводу 26 на стадию , куда по трубопровод ду 27 также подают водную фазу со стадии X, а также фильтрат, подававмый по трубопроводу 28 на стадию X. На стадии R отгон ют метанол с небольшим содержанием воды, который по трубопроводу 29 подают на стадию ТТТ. Перед подачей на стадию XJ из водной фазы, получаемой на стадии .Е. отдел ют побочные продукты, которые отвод т по трубопроводу 30.успензию, получаемую на стадии VI Ц противоточной обработки, подают через гидроциклон и трубопровод 31 на кристаллизацию ХТТ терефталевой кислоты путфм рхлаждени  при атмосферном давлений Затем суспензию раздел ют центрифу .гированием на стадии Х111. куда по трубопроводу 32 подают обессоленную воду. Получаемую на стадии центрифугировани  терефталевую кислоту по трубопроводу 33 подают на сушку XIV И затем отвод т по трубопроводу Зн. Получаемую на стади х XIII и XIV воду по трубопроводам 35 и 36 подают в сборник 37, из которого часть .воды через теплообменник и трубопровод 38 рециркулирует на стадию VII1, а остаток воды по трубопроводу 39 подают на стадию )П. В результате получают терефталевую. кислоту с показателем цветности k-7 АРНА против 70 АРНА по способу 2 Зи чистотой до .. Получаема  предлагаемым способом терефталева  кислота необходима дл  получени  линейных сложных полиэфиров, используемых дл  изготовлени  светостойких белых текстильных материалов . Она также примен етс  в качестве катализатора при производстве Л-хлор-5-амино-2-фенил-3(2Н)-пиридазинона ,  вл ющегос  сырьем дл  получени  красителей и средств защиты растений. В приведенных примерах примен ютс  следукмцие условные сокращени : . ДМТ - диметилтерефталат, ММТ - моног метилтерёфталат, МЭПТК - сложный метиловый эфир h-толуиловой кислоты, ПТК - п-толуилова  кислота, МЕТАК сложный метиловый эфир терефталальдегидной кислоты, ДНИ - диметилизофталат , ДМО - диметилортофталат, ВК - . высококип щие компоненты, ТФК - терефталева  кислота, ИФК - изофталева  кислота, ОФК - ортофталева  кислота, ИМИ - монометилизофталат. ММО - моно-метилортофталат , ТАК - теоефталальдегидна  кислота. Пример. Смесь 13 808 кг/ц п-ксилола и 31 691 кг/ч сложного монометилового эфира ri -толуиловой кислоты подвергают окислению 75 318 кг/ч воздуха в присутствии кг/ч катализатора на основе кобальта и марганца (10:1) в виде ацеТатов, растворенных в воде. Окисление провод т в каскаде из трех реакторов при повышaющeЙJCЯ от 140 до температуре и повышающемс  от Л до 8 бар давлении. Получают 51 8б5 кг/ч продукта окислени , который подвергают этерификации 26 13 кг/ч метанолом при температуре и давлении 20 бар. При этом получают А2 658 кг/ч смеси, которую подвергают двухстадийной вакуумной перегонке, первую стадию которой провод т при температуре , давлении 100 мбар и флегмовом числе 2:1, а вто рую стадию - при температуре 180°С, i давлении 50 мбар и флегмовом числе 0,3:1. На второй стадии получают 23 582 кг/ч головного продукта, состо щего из 96,13 ДМТ, 1,2% ММТ, 0,1% М9ПТК, 0,7% ПТК, 0,7% МЭТАК, 0,36%..ДМО, О, ДНИ и 0,35% 8К. Эту смесь подвергают перегонке при температуре и давлении 20 бар. При ЭТОМ-получают 2 658 кг/ч смеси, которую подвергают двухстадийной вакуумной перегонке, первую стадию которой провод т при температуре давлении 100 мбар и флегмовом числе 2:1, а вторую стадию - при температуре 180с, давлении 50 мбар и флегновом числе 0,3:1. На второй стадии получают 23 582 кг/ч головного продукта , состо щего из 96,13% ДМГ, 1,2% ММТ, 0,1% МПТК,, 0,7% ПТК, 0,7% МЭТАК, 0,36% ДМО, 0,6% ДМИ и 0,35% ВК. Эту смесь подвергают перегонке при температуре 180°С, давлении 55 мб и .флегмовом числе 8:1. При этом полу чают 1 179 кг/ч головного продукта и 22 403 кг/ч кубового продукта. Голов ной продукт состоит из 68,2% ДМТ, 13,1% МЭТАК и 1У, н еидентифицирова ных других побочных продуктов. Кубовый продукт, состо щий из 97,6% ДМТ, 0,05% МЭПТК, 0,% ПТК, 0,05% МЭТАК, 0,2% ДМО, 0,1% ДМИ, 1,0% ММТ и 0,3% ВК, и IT 278 кг/ч водной фазы, состо щей из 89,67% воды, 0,05% метанола , 2,35% ТФК, 0,15% ИФК, 0,07% ОФК, 0,92% ДМТ, 0,01% ДМИ, 0,01% ДМО, 6, ММТ, 0,05% ММИ, 0,03%ММО 0,23% ПТК, 0,06% ТАК и 0,18% ВК, подают на гидролиз при температуре 250°С и давлении 50 бар в течение 0 мин. При этом получают 136 .681 кг/ продукта, состо щего из 71,98% воды, 5,35% метанола, 11,45% ТФК в растворенном виде, ,25% ТФК в твердом ви де, 0,17% ИФК, 0,08% ОФК, 0,82 ДМТ, 0,01% ДМИ, 0,01% ДМО, М|1Т, 0,06% ММИ, 0,ОЗММО, 0,26% ПТК, 0,07% ТАК и 0,20% ВК. Продукт гидролиза подвергают кристаллизации путем охлаждени  до 200 С и сброса давлени  до 20 бар, после чего он имеет состав: 71,98% воды, 5,35% метанола, 1,93% ТФК в растворенном виде, 13,76 ТФК в твердом виде, 0,17% ИФК, 0,08% ОФК, 0,82% ДМТ, 0,01% ДМИ, 0,01% ДМО, 5,29% ММТ, 0,06% ММИ, 0,03% ММО 0,26% ПТК, 0,07% ТАК и 9,02 ВК. Продукт гидролиза в гидроциклоне разде л ют на сгущенную суспензию твердой терефталевой кислоты и маточного раствора и на. жидкую фазу, содержа щую остальное количество маточного раствора. Получаемую при этом сгущенную суспензию, подают на противоточную обработку обессоленной водой при температуре 200°С и давлении 20 бар, отводимой со стадии промывки и сушки целевого продукта и подаваемой в количестве 30 011 кг/ч. На этой стадии получают жидкую фазу, которую соедин ют с жидкой фазой,.получаемой на стадии.разделени  продукта гидролиза.. При этом получают 119 80 кг/ч фазы состава: 83,69% воды, 6,10% метанола, 2,25% ТФК, 0,19% .ИФК, 0,09%ОФК, 0,9 +%ДМТ, 0.,1%ДМИ, 0,055 ДМО, 6, ММТ, 0,05% ММИ, 0,03% ммб; 0,30% ПТК, 0,07% ТАК и 0,2.2% ВК, которую подают на переработку, направленную на выделение метанола и пригодных продуктов, как ММТ. Кроме того, на стадии противоточной обработки обессоленной водой получают б 888 кг/ч, суспензии состава: 59,98% воды, 1,08% ТФК в растворенном виде и 38, ТФК, КОТОРУЮ через гидроциклон (головную. фракцию которого рециркулируют на противоточную обработку подают на кристаллизацию путем охлаждени  до ТОО С и сброса давлени  до атмосферного с последующимцент рифугированйем при одновременной промывке 29 384 кг/ч обессоленной воды и сушкой. Получают 18 750 кг/ч ТФК с цветностью 5 АРНА (5%-ный раствор ТФК в диметилформамиде ), что соответствует чистоте 99,999%. Переработку 119 804 кг/ч указанной жидкой фазы осуществл ют, следующим образом. Сначала фазу охлаждают до при одновременном сбросе давлени  до атмосферного. При этом ТФК и ММТ кристаллизуют и получаемый вторичный пар (23 050 кг/ч) состава: 85,7% воды и 14,3% метанола подают на перегонку . Получаемый на стадии кристаллизации ТФК и ММТ маточный раствор центрифугируют . При этом получают 11 451 кг/ч фазы твердого вещества состава: 9,31% воды, 0,47% метанола, 22,94% ТФК, 0,03% ИФК, 0,01% ОФК, 7,27% ДМТ, 0,01% ДМИ, 0,0.1% ДМО, 56,86% ММТ, 0,01% МММ, 0,01% ММО, 0,04% ПТК, 0,01% ТАК и 0,03% ВК, котору вместе с 49 574 кг/ч водного кубового продукта отгонки метанола и

27 511 кг/ч обессоленной воды со стаии промывки и сушки подают на гидролиз диметилтерефталата.

Получаемую на стадии центрифугировани  водную фазу 85 303 кг/ч .соста-5 ва: 93, 13%воды, 4,65%метанола., ФК, 0.26% МФК, 0,13% ОФК, 0,3 ГДМТ, 0,ОП ДМИ, 0,OU ДМО, O.ii ММТ, 0,09% МНИ, 0,04% MMO,.0, ПТК, . 0,1% JAK и 0,31% ВК также подают на , ОТГОНКУ метанола. При этом в качест- . ве головного продукта при температуре 65 °С и давлении 1 бар получают 7 295 кг/ч состо щей из 99,5% метанола и 0,5% воды смеси, которую рецирку15 лируют на этерификацию, а в качестве кубового продукта при температуре и давлении. 1 бар получают 75 316 кг/ч состо щей из 9,8,12% воды 0,06% ТФК, 0,21% МФК, О,-т ОФК, .20 0,29% ДФТ, 0,01% ДМЙ, 0,01%- ДМО, ММТ, 0,07% МММ, 0,OJ ММО, 0,35% ПТК, 0,09% ТАК и 0,26% ВК смеси , из которой перед рециркул цией отдел ют 25 кг/ч, которые пода- 25 ют на выделение побочных продуктов.

Приме р 2.. Повтор ют пример 1 с той разницей, что головной продукт второй стадии перегонки продукта этерификации подвергают перегонке при 30 температуре 190°С, давлении 100 мбар, и флегмовом числе 10:1, При этом получают 18 750 кг/ч терефталёвой кислоты со цветностью 4 АРНА.

Пример 3. Повтор ют пример 1 с той разницей, что этерификацию провод т при температуре и давлении 25 бар, а головной продукт второй стадии перегонки продукта этёрификаг ции подвергают перегонке при температуре 130°С, давлении 15 мбар и флегмовом числе 0,. При этом получают 18 750 кг/ч терефталёвой кислоты со цветностью 7 АРЦА.

Пример 4. Повтор ют пример 1 с той разницей, что Г1ротивоточную обработку обессоленной водой провод т при температуре 300°С. При этом получают 18 750 кг/ч терефталёвой кислоты с цветностью ,5 АРНА.

При м ер 5. Повтор ют пример 1 с той. разницей, что противоточную обработку обессоленной водой провод т при 150С. При этом получают 18750 кг/ терефталёвой кислоты с цветностью 6,5 АРНА.

П р и м е р 6 {сравнительный, согласно прототипу). Повтор ют пример 1 с той разницей, что головной продукт второй стадии перегонки продукта этерификации не подвергают противоточной обработке обессоленной водой. При этом получают 18 690 кг/у терефталёвой кислоты со цветностью 70 АРНА, что соответствует чистоте

99,2%,; .

r

//

29

/

f 29

P7

30

Z8

Claims (1)

1. 2. Патент ФРГ Ν’ 1618503, кл. 120, опублик. 1971. 1 СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРЕФТАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ, путем окисления п-ксилола и/или сложного метилового эфира η-толуиловой кислоты кислородсодержащим газом в присутствии катализатора на основе тяжелого металла при повышенных температуре и давлении, этерификации смеси окисления метано.. .· лом при повышенных температуре и дав- . лении, отгонки диметилтерефталат.а» который подвергают гидролизу водой при температуре 140-350°С под давлением, и последующего выделения целевого продукта кристаллизацией, от л и ч а ю щ и й с я тем, что> с целью повышения чистоты целевого продукта, после отгонки диметилтерефталат подвергают перегонке при температуре 130190°С, давлении 15“Ю0 мбар и флегмовом числе 0,3:1 - 10:1, а перед кристаллизацией продукт гидролиза разделяют на сгущенную суспензию твердой терефталевой кислоты и маточного· раствора, которую подают на противоточную обработку обессоленной водой· при температуре 15О-ЗОО°С, с последующей кристаллизацией целевого продукта, и на жидкую фазу, содержащую остальное количество маточного раст-. вора, подаваемого на утилизацию.