Способ получения терефталевой кислоты

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц и ...

3 3 ) К ПАТЕНТУ (21) 3357502/23-04 (22) 26. 1 1 . 81 (31) Р 3044617.4 (32) 27. 11. 80 (33) DE (46) 15.01.86. Бюл. У 2 (71) Динамит Нобель АГ (ЭЕ) (72) Антон Шенген, Гейнц Шредер и Георг Шрейбер (ЭЕ) (53) 547.584.07(088.8) (56) Патент СССР Р 1041029, кл. С 07 С 69/82, 1979. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРЕФТАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ путем. окисления Л -ксилола и сложного.метилового эфира

Ц-толуиловой кислоты воздухом в присутствии катализатора, состоящего из ацетатов кобальта и марганца, при температуре 140-170 С и давлении 4-8 бар с последующей этерификацией оксидата метанолом при о температуре 250-280 С и давлении

20-25 бар, после чего полученный

„„SU„, 2 757 А (51) 4 С 07 С 63/26 51/09 диметилтерефталат подвергают пере-

О гонке при температуре 150-190 С, давлении 15-100 мбар и флегмовом числе 0,3-1,0 и гидролизу полученного дистиллята — диметилтерефталата при температуре 260 †2 С с последующим выделением целевого продукта иэ продуктов гидролиза, о т — ° л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса, гидролиз проводят путем подачи водяного пара с температурой 260-290 С и давлением

45 — 80 бар противотоком к диметилтерео фталату с температурой 190 С и после достижения степени конверсии диметилтерефталата равной 97,77 в пересчете на терефталевую кислоту, в качестве головного продукта отводят смесь метанола с водой с температуо рой 240-250 С, которую после конденсации подают в качестве флегмы на гидролиз и в качестве рецикла— в процесс.

1205757

Изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения терефталевой кислоты.

Целью изобретения является упрощение процесса.

Смесь метанола с водой, отводимая в качестве головного продукта гидролиза, содержит 10-90 вес,7 метанола, Эта смесь частично используется для обогрева испарителя, применяемого на стадии отгонки диметилтерефталата, что позволяет сократить расход энергии на отгонку диметилтерефталата из продукта этерификации.

Часть смеси, используемой для обогрева испарителя на стадии отгонки диметилтерефталата, подают на ректификацию и получаемый при этом чистый метанол рециркулируют на стадию этерификации продукта окисления.

На фиг. 1-3 представлена технологическая схема предлагаемого способа, причем на фиг. 1 и 2 — процесс начиная со стадии гидролиза, а на фиг. 3 — процесс получения исходного диметилтерефталата.

Согласно фиг. 1 подаваемую в качестве потока 1 воду нагревают о до 260-290 С в испарителе 2 и получаемый нагретый воцяной пар под давлением примерно 45-80 бар подают в нижнюю часть реактора 3, в верхнюю часть которого подают нагретый о до 190 С диметилтерефталат (поток 4)

Образующийся в реакторе 3 метанол в виде смеси с водой, имеющей темо, пературу 240-250 С, отводят на конденсаторе 5 (поток 6) .

Реакционную смесь, получаемую в нижней части реактора 3, частично рециркулируют через испаритель 7 и частично подают через дроссельные клапаны в кристаллизаторы 8 и 9, снабженные мешалками и теплообменниками 10 и 11 (поток 12). Одну часть конденсата, получаемого в теплообменниках 10 и 11, выводят из процесса, а другую часть рециркули— руют в кристаллизаторы 8 и 9.

Получаемую суспензию подают на стадию промывки горячей водой, подаваемой в качестве потока 13. Стадия промывки состоит из трех последовательно включенных гидроциклонов

14-16. После пропускания через стадию промывки суспензию подают в

g 0

55 сборник 17, снабженный мешалкой. Из сборника 17 суспензию подают в кристаллизаторы 18 и 19, снабженные конденсаторами 20 и 21 соответственно. В кристаллизаторах 18 и 19 о суспензию доводят до 100 С. Затем суспензию подают в центрифугу 22, в которой она разделяется на терефталевую кислоту (поток 23) и фильтрат (поток 24). Маточный раствор стадии промывки выводят из процесса (поток

25) . Терефталевую кислоту выводят из процесса через сушилку 26. Вторичный пар сушилки конденсируют в теплообменнике 27 и получаемый конденсат соединяют с фильтратом центрифуги 22.

Технологическая схема по фиг. 2 °

1 отличается от фиг 1 лишь тем, что вместо гидроциклона 15 установлена противоточная промывная колонна 28.

При этом гидроциклоны 14 и 16 служат только для концентрации твердого вещества в суспензии.

Согпасно фиг. 3 на окисление 1, о проводимое при 140--1 70 С и давлении

4 — 8 бар, подают: 0 -ксилол — по трубопроводу 29; сложный метиловый эфир 4 -толуиловой кислоты — по трубопроводу 30, воздух — по трубопроводу 31 и кобальто-марганцевый катализатор — по трубопроводу 32, Со стадии 1 окисления отводят: отходящий гаэ — по трубопроводу 33; отходящую воду — по трубопроводу 34 и продукт окисления — по трубопроводу 35. Продукт окисления подают на этерификацию II подаваемым по трубопроводу 36 метанолом при 250

280 С и давлении 20-25 бар. Продукт этерификации по трубопроводу 37 подают на двухстадийную вакуумную перегонку 1V, причем головной продукт первой стадии, предс-,авляющий собой фракцию сложного метилового эфира и -толуиловой кислоты, подают в сборник 38 по трубопроводу 39, а головной продукт второй стадии, представляющий собой фракцию диметилтерефталата, подают по трубопроводу на 40 на перегонку V осуществляемую при 150 †1 С, давлении

15-100 мбар и флегмовом числе 0,3-1.

На перегонке V получают фракцию сложного метилового эфира терефталальдегидной кислоты в качестве головного продукта, отводимого по трубопроводу 41, н фракцию диметилтерефталата в качестве кубового про- . дукта, подаваемого по трубопроводу 4 на гидролиз водой.

В примерах приняты следующие условные сокращения: ДИТ вЂ” диметилтерефталат; ТК вЂ” терефталевая кислота, ДМИ/ИФК вЂ” сложный диметиловый эфир изофталевой кислоты/изофталевая кислота, ДМО/ОФК вЂ” сложный диметиловый эфир ортофталевой кислоты/ор. тофталевая кислота, ИТАК/ТАК вЂ” сложный метиловый эфир терефталальдегидной кислоты/терефталальдегидная кислота, MMT — монометилтерефталат, h-ТК вЂ” и -толуиловая кислота.

Пример 1. Процесс проводят в установке по фиг. 1 и 3.

400 кг/ч h -ксилола и 465 кг/ч сложного метилового эфира и -толуиловой кислоты подвергают жидкоI фазному окислению 300 нм /ч воздуха при 140 С и давлении 4 бар в присуто ствии катализатора, состоящего из

100 г кобальта и 75 r марганца в виде ацетатов, растворенных в 10Х-ной водной уксусной кислоте. Получаемый продукт окисления подвергают этерификации 400 кг/ч метанола при 250 С и давлении 20 бар. Продукт этерификации подвергают непрерывной двухстадийной фракционной перегонке, причем на первой стадии работают о при. температуре в кубе 150 С, давлении15 мбар и флегмовом числе 0,3, а на второй — при температуре в кубе 190 С, давлении 100 мбар и флегмо. о вом числе 1,0. При этом получают

1264,8 кг/ч диметилтерефталата, содержащего еще 5,1 кг/ч ДМИ/ИФК, 2,5 Kr/ч ДМО/ОФК, 1,3 кг/ч MTAK/TAK, и 0,6 кг/ч и -ТК. Этот поток с темо пературой 190 С подвергают гидролизу 3587 кг/ч водяного пара, имеющего температуру 290 С и давление 80 бар и подаваемого противотоком диметилтерефталату. После достижения степени конверсии диметилтерефталата

97,7Х (в пересчете на терефталевую кислоту) со стадии гидролиза в качестве головного продукта отводят о имеющую температуру 240 С смесь

420 кг/ч метанола с 657 кг/ч воды, которую после конденсации подают в качестве флегмы на гидролиз и в качестве рецикла — в процесс. В качестве кубового продукта со стадии гидролиза отводят поток с температурой 276 С, состоящий из 1057,2кг/ч

ТК, 2691,2 кг/ч воды, 27,2 кг/ч

205757

1О

4 метанола, 4,4 кг/ч ДМИ/ ФИК, 2,2 кг/r

ДМО/ОФК, 1,2 кг/ч MTAK/TAK, 27,2.кг/ч

ММТ и 0,6 кг/ч h — ТК. Оставшийся кубовый продукт рециркулируют на гидролиз. После кристаллизации продукт гидролиза промывают 3000 кг/ч о воды с температурой 100 С. Маточный раствор стадии промывки, состоящий из 3243,8 кг/ч воды, 55,4 кг/ч ТК, 12,1 кг/ч метанола, 4,0 кг/ч ДМИ/ИФК1

2,0 кг/ч ДМО/ОФК, 0,6 кг/ч MTAK/ТАК

24,5 кг/ч ИИТ и 0,54 кг/ч h -ТК, выводят из процесса, а промытую суспензию подвергают кристаллизации с последующим центрифугированием.

Получают 1000 кг/ч (89,6Х теории) терефталевой кислоты со степенью чистоты 99,84Х.

Пример 2. Процесс проводят в установке по фиг. 2 и 3.

400 кг/ч h — ксилола и 465 KI /÷ сложного метилового эфира h -толуиловой кислоты подвергают жидкофазному окислению 300 нм /ч воздуз о ха при 170 С и давлении 8 бар в присутствии катализатора, состоящего из 100 r кобальта и 75 г марганца в виде ацетатов, растворенных в 10Х-ной водной уксусной кислоте.

Получаемый продукт окисления подвергают этерификации 400 кг/ч метанола при 280 С и 25 бар..Продукт этерификации подвергают непрерывной двухстадийной фракционной перегонке, причем на первой стадии работают при температуре в кубе о

150 С, давлении 15 мбар и флегмовом числе 0,3, а на второй — при о температуре в кубе 190 С, давлении

100 мбар и флегмовом числе 1,0.

При этом получают 1266 кг/ч диметилтерефталата, содержащего

30,7 кг/ч ДМИ/ИФК, 15,4 кг/ч

ДМО/ОФК, 0,.13 кг/ч ИТАК/ТАК и

6,6 кг/ч h -ТК. Этот поток с температурой 190 С подвергают гидролизу 3676 кг/ч водяного пара, о имеющего температуру 260 С и давление 45 бар и подаваемого противотоком диметилтерефталату. После достижения степени конверсии

97,7Х (в пересчете на терефталевую кислоту) со стадии гидролиза в качестве головного продукта отводят о имеющую температуру 250 С смесь

433 кг/ч метанола с 677 кг/ч воды, которую после конденсации подают в качестве флегмы на гидролиз и в качестве рецикла — в про12057

5 цесс. В качестве кубового продукта со стадии гидролиза отводят о поток с температурой 275 С, состоящий из 1057,6 кг/ч ТК, 2755,2 кг/ч воды, 27,8 кг/ч метанола, 26,3 кг/ч

ДМИ/ИФК, 13,1 кг/ч ДМО/ОФК, 0,12 кг/ч

ИТАК/ТАК, 27,8 кг/ч ММТ и 6,6 кг/ч й-ТК. Оставшийся кубовый продукт рециркулируют на гидролиз. После кристаллизации продукт гидролиза 10 подвергают противоточной промывке

2250 кг/ч воды с температурой 200 С. ) 7 4

Маточный раствор стадия промывки состоящий из 3255,2 .г ч воды, 55,8 кг/ч ТК, 27,8 кг/и метанол;-.

26,3 кг/ч ДМИ/ИФК, 13,2 кг/ч

ДМО/ОФК, 0,09 кг/ч МТАК/ТАК, 27,8 кг/ч MMT и 6,6 кг/ч tt -ТК, выводят иэ процесса, а промытую суспензию подвергают кристаллизации с последующим центрифугированием.

Получают 1000 кг/ч (89,6Х теории) терефталевой кислоты со степенью ,чистоты 99,998Х.

1205757

Фи89.2

8ППППИ Заказ 8548/61 Тараи 379 По сила

Филиал ППП Патлат, г.Уигофож, ул.пвоеатиаа,