Способ получения фталевых кислот

 

25Î766

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Сева Советокиз

Социалиотическиз

Реолуелив

Зависимый от ¹

Заявлено 28.1.1966 (№ 1051598/23-4) Кл. 12о, 14

МПК С 07с

Приоритет

Комитет оо делам изооретений и открытий ори Совете Миииотров

СССР

Опубликовано 12.Vill.1969. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 26.1.1970

УДК 547.584.07(088.8) Авторы изобретения

Иностр анцы

)Кан Берту и Клод )Кербсло-Барриллон (Франция1

Иностранная фирма «Прожиль> (Франция) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТАЛЕВЫХ КИСЛОТ

Данное изобретение относится к процессам окисления алкилароматических углеводородов.

Известен способ непрерывного получения фталевой кислоты или ее ангидрида окислением ксилслов кислородом воздуха в присутствии солей тяжелых металлов в среде уксусной кислоты. Известный способ предусматривает проведение окисления в трех последовательно расположенных реакторах, между которыми предполагается конденсирование паров реакционной смеси при возрастании давления и температуры от одного реактора к другому.

Для упрощения процесса и обеспечения возможности работы вне взрывоопасных пределов газовой фазы в предложенном способе окисление во всех трех реакторах, расположенных каскадом, ведут при постоянном давлении, равном 3 — 15 ат.

Процесс иллюстрируется чертежом.

Окисление проводят в трех реакторах R>, R> и Ra, которые расположены на разных уровнях так, чтобы жидкость могла перетекать из одного реактора в другой, проходя прн этом через расширительные резервуары 1 и 2, Питание ксилолом, алифатической кислотой и катализатором происходит через трубопровод 8 с выходом 4, подведенным к реактору R>, а жидкость перетекает из одного реактора в другой через резервуары 1 и 2 и через трубопроводы 5 и б, к которым присоединены цнркуляционные í cocb! 7, 7biis и 8. Воздух, необходимый для окисления, подают через грубку 9 к трубам 10 и 11, выходные отверстия кочорых расположены внизу реакторов Rz и Яз.

Избыточный воздух, который выделяется в этих реакторах, весь целиком направляегся к нижней части реактора R> через трубопровод 12, зачем rio трубопроводу 13 он поступает в дистилляционную колонку, за которой стоит конденсатор С, отстойник С1 и выходит через патрубок 14.

Однако свежий воздух одновременно мож направляться в нижние части всех трех реак15 торов Rg, R; и R3. Газовый поток, выходящий из реактора R>, направляется в реактор R!, а газовые отходы реакторов R! и Rz — — непосредственно в азеотропную колонку.

Колонка дистилляции D через трубопровод

15 питается бензолом, который производит дегидратанию поступающего через трубопровод 18 воздуха, насыщенного парами алнфатической кислоты, воды и ксилола. Ксилол и кислота, рекуперированные внизу колонки, направляются непосредственно в систему шггания через трубопровод 1б. Выделенная в примыкающем конденсаторе С водяная фракция сливается через патрубок 17, а бензольная фракция через трубопровод 18 возвращается

80 В кол он ку D.

250766

Степень конверсии

Химический к. п. д., or +

B R в КО В Я3 !

Операции

Окисление

1 рециркуляция

II

Ш

IV

71

IiII

4,6

7,7

8,5

9,5

9,6

8,5

35,2

39

38

37

37,5

38,5

78

88

96

94

93

94

96

60,2

51

54,3

51,5

53

52 . 52,5

Далее реаецнонняя масса, сливаемая через рубопровод 19, в тех случаях, когда она содержит смесь ортофталевсй кислоты и фталелого ангидрида, псдвергается последовательным операциям гидролиза, фильтрования осадка фгалевой кислоты, промывания его уксусной кислотой и сушки, а затем непрерывной дегидратацпи и неп1рерывной ректификации HHгидрида НрН уменьшенном давлении. В том .лучае, когда полученный продукт являетс.я изо- и, или терефталевой кислотой, то достао но отфильтровать реакционную массу, а затем промыть H высушить полученный осадо« сислоты. Маточный раствор фильтрования и у«су ная «ислота промывания осадка фталевой «пс. оты собираются вместе, проверяется их конценграция и доводится до концентрации свежих реактивов, после чего онн по трубопроводу 20 поступают в систему питания реактора К1. 1Сроме того, эти маточные растворы могут вновь полностью или частично подаваться через трубог1ровод 2! в колонку D.

11 р и м е р 1. Окисление о-ксилола воздухом производят непрерывно в серии из трех реак;оров сдинакового полезного 00ьема, равного трем литрам. Реакционная смесь, содержащая 20 вес. ч. о-ксилэла (чистоты 99,5, о) и

80 Нес. ч, уксусной кислоты, так же как и катализатор по трубопроводу с выходом 4 поступает в реактор Rl, со скоростью 1 — 5 л/час.

1(атализатор, составленный из смеси гидратированного бромистого бария, гидратированного хлористого марганца и гидратированного ацетата кобальта, содержит 0,004 иоль

«аждого из составляющих элементов на 1 коль

«силола, подлежащего окислению. Средний расход воздуха изменяется в пределах 1000—

1500 л/час на входе в реакторы R2 и R3 и 950—

1200 л/час на выходе. Давление поддерживают одинаковым во всей установке окисления (о«оло 6 кг/си- Ho абсолютной величине). а температуру в реакторах поддерживают в пределах 15/ — 162" С в реакторе Кь 152 — 157= С в реакторе Rq и !47 в 152"C в реакторе Ra.

После окисления реакционную м ассу непрерывно подвергают гидролизу (кипение в течение 1 час при нормальном давлении в присутствии воды), фильтрованию, а затем промыванию уксусной кислотой, сушке осадка фталевой кислоты и дегидратации при нагреван|ш в течение 2 час при 235 — 240 С и атмос фирном даг ленни. Полученный и ри этом сыроп фталевый ангидрид очищаю- дистилляцией при уменьшенном давлении. Маточные растворы, содержащие уксусную кислоту, поступают обратно в систему через трубопровод 2/, ведущий к колонке D, и после восстановления исходной концентрации направляют в реактор Ri. Воздух, насыщенный парами уксусной кислоты, ксилола и воды, выходящий пз реактора Rl через трубопровод 18, промывается в колонке D, питаемой бензолом через трубопровод /5 в количестве 900 — 1000 г/час и рекуперированные при этом уксусная кислота и ксилол через трубопровод 1б посгупают в реактор Ai а водяная фаза в объеме 90—

150 г/час из отстойника С> непрерывно сливается в отход.

Нижеследующая габлица приводиг величины степени конверсии и химического коэффициента полезного действия, полученные при окислении на каждой фазе возвращения в систему реакционной массы для серии из семи рециркуляций маточного раствора.

10 Таблица Химический коэффициент полезного действия определяется отношением число полученных моль кислоты и фталевого ангидрида число введенных .иоль о-ксилола

Т. пл. фталевого ангидрида 1308 С, а его

30 термическая стабильность, выраженная в градусах 1-iAZEN после нагревания до 250 С в течение 2,5 час, < 20.

Пример 2. Работу проводят в тех же условиях и при тех же пропорпиях реактивов и ка35 тализатора, что и в первом примере, но для окисления берут метаксилол. После серии из шести рециркуляций одного и того же маточного расгвора гюлучают чистую изофталевую кислоту при среднем коэффициенте полезного

40 действия 95 /в.

Пример 3, Работу проводяг так же как и в примере 1, но для окисления берут и-ксилол. После восьми рециркуляций получают терефталевую кислоту при среднем химическом

45 коэффициенте полезного действия 97%.

П р им е р 4. Окисление ведут при тех условиях, что и в примере 1, но при следующем составе смеси, %: ксилсл 86,8 (по весу) и-ксилол 12 этилбензол 1,2

После четырех рециркуляций получают смесь фгалевой и бензойной кислот при среднем коэффициенте полезного действия 95%.

Этот коэффициент определяют по отношению вес полученного осадка вес осадка, теоретически рассчитанный

60 для из офталевой кислоты

Предме f изооретения

1. Способ получения фталевых кислот путем непрерывного окисления о-, м- и/или и-ксилолов кислородом воздуха в присутствии солей

250766

Составитель Г. Андион

Техред Л. В. Куклина

Корректоры: Л, Корогод и А. Николаева

Редактор Л. Новожилова

Заказ 3720/17 Тираж 480 Подписное

ЦНЕР. ПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Мпнисгров СССР

Москва 5К-35, Раугнская наб., д. 4/5

Типография, нр. Сапунова, 2 тяжелых металлов в среде уксусной кислоты с последующим гидролизом реакционной смеси, отделением полученного осадка при проведении процесса в последовательно расположенных реакторах при температуре 140—

200 С, отличаю.цийая тем, что, с целью упрощения процесса, последний ведут противотоком прп постоянном давлении, равном 3—

15 атл.. с непосредствепнсй передачей реакционной массы из одного реактора в другой.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что окисление осуществляется преимущественно в 3 реакторах, расположенных каскадом один за другим.