Способ обработки маточного раствора

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 07 С 63/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ВСГСОЮ? -" Я и, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТЪГ (21) 2600750/23-04 (22) 03.04.78 (31) 22058 А/77, 22408 А/77 (32) 04.04.77, 13.04.77 (33) IT (46) 07.03.86. Бюл. Р 9 (71) Монтэдисон С.п.А.(IT) (72) Пьеро Бортеси, Серджо Тонти, Раффаеле Танкорра, Джузеппе Константини, Мауро Серафини и Пьетро Пасли (IT) (53) 547.584.07(088.8) (56) Патент Англии Р 1462294, кл. С 2 С, опублик. 1977. (54) (57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ МАТОЧНОГО

РАСТВОРА, содержащего до 10Х воды и полученного после удаления из реакционной смеси терефталевой кислоты при ее получении путем окисления И-ксилола в уксусной кислоте при их массовом соотношении 1:4 в присутствии катализатора, содержащего кобальт, бром и марганец с последующим выводом и конденсацией отходящих паров и газов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью сокращения потерь уксусной кислоты, уменьшают количество твердых суспендированных частиц в маточном растворе от 0,03 до 0,3 мас.Е с

„„SU„„1217250 А последующим частичным обезвоживанием до содержания воды 37 в дистилляционной колонне полученного раствора, который подают поверх ее третьей тарелки, начиная снизу, при одновременной конденсации отходящих газов, после чего часть полученной кубовой жидкости, содержащей 5086 мас.7 катализатора, рециркулируют в процесс окисления, а пары, удаляющиеся из дистилляционной колонны, подают в колонну для азеотропной перегонки с изобутилацетатом, после чего поток из головной части колонны для азеотропной перегонки конденсируют и расслаивают на две фазы, причем нижнюю водную фазу направляют на отпарную колонну, затем поток, выходящий из колонны для отпаривания, частично конденсируют и подают в разделительную емкость, в которой пары, состоящие преимущественно из метилацетата, отделяют от жидкой фазы, содержащей изобутилацетат, который рециркулируют в колонну для азеотропной перегонки, а метилацетат извлекают путем последовательно проводимых конденсаций из паров, выходящих из головной части колонны для отпаривания.

12

Изобретение относится к области органического синтеза, конкретно к способу переработки маточного раствора иэ процесса получения терефталевай кислоты — мономера для получения полимеров.

Цель изааретения — сокращение потерь уксусной кислоты.

На чертеже представлена схема осуществления способа.

В титановый реактор, снабженный мешалкой, обратным холодильником, линиями ввода и вывода, подают следующие вещестна, мас.%: 1000 параксилола, 3800 96,4 -ной уксусной кислоты, 1,69 ацетата кобальта, тетрагидрата, 5,35 ацетата марганца, тетрагидрата, 1,63 бромистога водорода. Часть сконденсировавшейся жидкости отводят иэ обратного холодильника так, чтобы поддерживать процентное содержание воды н реакционной среде околс 10 мас.%. Температуру реакции поддерживают около

220 С, а скорость потока, выраженная в условных единицах, составляет 500 кг параксилала в час и на каждый и нерасширенной жидкой фазы. Потери на сгорание ограничekы да 3,38 моль СО смеси (смесь окиси углерода СО и двуокиси углерода 00 на каждый кг сырья паракси . / лала„ при этом образуется 22,90 кг метилацетата на каждый кг сырья параксилала. Выделяют сырую и тверду-;о терефталеную кислоту,„ а затем с помощью центрифуги выделяют иэ синтезированного маточного раствора.

Пример 1. Маточный раствор, поступающий (линия 1) со стадии центрифугирования терефталевой кислоты, содержащий 85 мас.% уксусной кислоты и менее чем 0,30 мас.%. суспендированных твердых частиц, подают выше третьеи снизу тарелки колонны 2, в верхнюю часть которой подают поток 3 водной уксусной кислоты концентрации приблизитепьно

70 »ac.%, не содержащий катализатора, который получен с других стадий процесса. Кубовый продукт колонны 4, содержащий 0,20 мас.% твердых частиц в суспензии, состоит главным образом из терефталевой кислоты, Часть кубового продукта, содержащую 94 мас.% уксусной кислоты, 56% катализатора, подаваемого в колонну (кабальт, марганец и бром}, il 7250

3 мас. . Н О и промежуточные продукты окисления, рециклизуют в синтез (колонна 4), другая часть указанного кубового продукта поступает в ребойлер тай же колонны, представляющий собой перегонный куб 5, снабженный мешалкой, теплаабменник 6, соединенный последовательно и подогреваемый паром. Концентрированный.

10 продукт направляют (линия 7) в испаритель (не показан) с тонким слоем, а затем — в муфель для прокаливания; оставшуюся часть жидкости, поступающей иэ перегонного

15 куба, пропускают через теплообменник

6 и направляют обратно в перегонный куб, где пары высвобождаются. перед тем, как снова попадают в колонну. Бремя пребывания жидкости

20 на дне дистилляционной колонны составляет около 6 мин, н течение которых происходят изменения в органических веществах в колонне 4, отходящие иэ верхней части колонны

25 2 пары поступают в колонну 8 регенерации растворителя, из донной части которой почти безводная уксусI ная кислота вытекает (линия 9) и используется повторно в реакторах окисления вместе с рециклом 4 и с раствором уксусной кислоты (линия 10}, содержащим регенерированный и свежий катализаторы. Смесь приготавливают в резервуаре хранения, 35 куда подают параксилол (линия 11), по линии 12, ведущей иэ резервуара, смесь поступает прямо в реактор окисления. По трубопроводу 13 добавляют количество азеотропного агента (иэобутилацетата), достаточное для возмещения потерь, в обратный холодильник, вертикальная отбойная перегородка, установленная в резернуаре-смесителе 14, позволяет выделять ограническую фазу (стекающую обратно в верхнюю часть колонны) от водной фазы. Последовательно изобутилацетат, метилацетат и другие органические соединения выделяют с помощью отпаривания прямым в колонне 15 для азеотропной перегонки, снабженной частичным конденсором. Резервуар ; 16 разделяет несконденсированную паровую фазу 17,, состоящую на 92% из метилацетата, от жидкой фазы 18, состоящей главklbM образом иэ изобутилацетата, который поступает в смесительный 4 1

1217250

Пример

Показатели

1 2 3 4 5

Количество рециклизованного катализатора,мас.7

50

56

Исходное содержание суспендированных твердых частиц, мас.7

0,30

0,03 0,03

0,03

0,30

Выход,7.

94,5

4-КБА, ч.на млн.

1450

30 45

58,9 57,5

35

Цветность, АРНА

58,7

58,9 59

Норма Норма

Прозрачность

Норма Норма Высокое

Сгорание растворителя

% моль терефталевой кислоты на 100 моль параксилола резервуар 14. Паровая фаза, состоящая преимущественно из метилацетата, конденсируется в обменнике 19 и направляется на хранение. Воду, поступающую из нижней части отпарной колонны, сливают, и она содержит черезмерно мало органических материалову только 30 ч на млн.уксусной кислоты и 20 ч,на млн. иэобутилацетата по сравнению с 10000 ч. на млн. органических компонентов, обычно присутствующих в этом продукте в том случае, если дистилляцию проводят обычным способом. Регенерированная безводная уксусная кислота вытекает из нижней части колонны для рецикла (линия 10) и содержит только

3 мас.7. воды. Выход составляет 94,57 (моль терефталевой кислоты на

100 моль ксилола) и свойства полученной терефталевой кислоты следующие:

Карбоксибензальдегид 1450 ч.на млн.

Цвет (15%-ного раствора терефталевой . кислоты в

2 н.КОН) 35 APHA

Пропускание света (340 ммк света сквозь

15%-ный укаэанный раствор) 58,97

После этого количество карбоксибенэальдегида снижается путем гидрирования до менее 20 ч.на млн; полученная таким образом очищенная терефталевая кислота имеет коэффициент

1б пропускания света более 957. (степень чистоты, пригодная для получения волокна).

Пример 2. Аналогично примеру 1 однако количество рециклиэован7 ного катализатора снижают до 507 вместо 56.

Пример 3. Аналогично примеру 1, но с изменением первоначального процентного содержания твердых

2ц частиц (0,03 вместо 0,37).

Пример 4. Аналогично примеру 2, однако первоначальное содержание суспендированных твердых частиц снижают до 0,03 вместо 0,30%.

2S Пример 5. Аналогично примеру 3, однако количество рециклиэованного катализатора значительно повышают вплоть до 86 вместо 56%.

Данные, полученные по примерам

1-5, приведены в таблице.

94,4 95 94,9 95,1

1440 1450 1440 1470

1217250

Составитель Е. Уткина

Редактор Т. Кугрышева Текред 3. Палий

Корректор Т. Колб

Заказ 1007/62 Тираж 379

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,:N-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4