Способ получения бис-(бета-оксиэтил) -терефталата

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOhA> СВИДЕТЕЛЬСТВУ

)") 46706>

Союз Советских

Соцнвдистицескнх

Респубпнк (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 29,12.72 (21) 1863572/23-4 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет—

Опубликовано 15.04.75. Бюллетень ¹ 14

Дата опубликования описания 08.12.75 (51) М.Кл. С 07с 69/82

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изаоретений н открытий (53) УДК 547.582.2.07 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Малых, Г. Д. Михайлов, А. С. Чеголя, В. Б. Кваша, Н. И. Свитка, В. В. Чижов и T. И. Самсонова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИС-(P-ОКСИЭТИЛ) ТЕРЕФТАЛАТА

Изобретение относится к усовершенствованию способа получения мономера бис-(P-оксиэтил)терефталата, который находит применение для производства волокнообразующего полиэтиленTерсфталата.

Известен способ получения бис-(P-оксиэтил)-терефталата (БОЭТ) из терефталевой кислоты (ТФК) и окиси этилена (ОЭ), по которому смесь исходных реагентов, взятую в молярном соотношении ОЭ: ТФК = 3 — 6, в присутствии катализатора вводят в зону реакции при 110 — 130 С и давлении 15—

30 кг/см . Процесс ведут до степени конверсии вводимой ТФК 40 — 80%, после чего из реакционной зоны выводят реакционную смесь, состоящую из непрореагировавших ТФК (около 9,8%), ОЭ (около 55,9%), катализатора и образовавшегося БОЭТ; содержание побочных продуктов реакции при этом незначительно и составляет 1,5%.

БОЭТ выделяют из выводимой реакционной смеси путем предварительного испарения

ОЭ на стадии выгрузки в зону с атмосферным давлением и последующей обработки получаемого после испарения ОЭ твердого продукта (смесь БОЭТ, пепрореагировавшей ТФК и катализатора) горячей водой.

При этом БОЭТ и катализатор растворяются, а нерастворимую в воде ТФК отделяют от горячего раствора, например путем фильт2 рования. Из полученного водного раствора после охлаждения и фильтрации выделяют кристаллический БОЭТ, пригодный для получепия пол иэтилентерефталата. Катализатор

5 при этом остается в маточном водном растворе. Выход БОЭТ 93%

Однако наличие в выводимом продукте реакции непрореагировавшей ТФК существенно осложняет процесс, так как требует до10 полнительных операций по отделению и регенерации ТФК для возвращения ее в производ ственный процесс.

По предлагаемому способу для упрощения технологического процесса получения БОЭТ отделение ТФК, растворимость которой в ОЭ при температуре реакции очень мала, осуществляют непосредственно в зоне реакции, куда помещают фильтрующий материал. В результате этого из реакционной зоны выводят раст2р вор образовавшегося БОЭТ, катализатора и

ОЭ, а ТФК в виде твердых частиц задерживается в зоне реакции.

Это позволяет сразу же после реакции получать требуемый продукт (БОЭТ), так как отделение ОЭ происходит довольно легко.

При необходимости полученный таким образом продукт можно очистить, например перекристаллизацией из воды или подходящего органического растворителя.

Полученный после отделения ОЭ продукт

467061 но содержит непророагировавший ТФ1(, и и этом — основное отличие предлагаемого способа от известных.

По предлагаемому спосооу упрощается технологи tee a;i схема, raK как нет необходимости в регенерации непревращенпой ТФК; сокращается время на стадии выделения

БОЭТ, так как последний получают сразу же по выходе реакционного раствора из реактора; ТФК отделяется от выводимого реакционного раствора непрерывно непосредственно в зоне реакции, поэтому ее отделение не требует специального времени и оборудования; снижается подача исходной ТФК в зону реакции за счет отсутствия циркуляции непрореагировавшей ТФК в процессе: процесс ведут таким образом, чтобы количество ТФК (в молях), введенное за определенное время в зону реакции, было равно числу молей БОЭТ, выведенному за это же время из зоны реакции в виде раствора в ОЭ; уменьшается количество аппаратов в установке для получения БОЭТ и снижается металлоемкость установки; процесс ведут при постоянном выводе из зоны реакции образующегося БОЭТ, что улучшает его качество, поскольку не происходит дальнейшего превращения БОЭТ в побочные продукты.

Получение БОЭТ по предлагаемому способу осуществляют следующим образом. Терефталевую кислоту с размером частиц 10—

5 мкм, жидкую окись этилена и катализатор (третичные амины или четвертичные аммониевые основания) вводят в смеситель и тщательно перемешивают. Получаемую в результате этого суспензию насосом дозируют в теплообменник, в котором опа подогревается до 70 — 90 С, и далее — в реактор. В реакторе поддерживают температуру 110 — 130=С, давление паров ОЭ 15 — 30 кг/см (молярное соотношение ОЭ: ТФК = 3: 6 и концентрацию катализатора (0,2 — 2,0 вес, % от вводимой в реактор ТФК) и обеспечивают тщательное перемешивание реакционной смеси. Выделяю щееся в процессе реакции тепло отводят путем конденсации паров ОЭ на охлаждаемых стенках теплообменника, находящегося внутри реактора над перемешиваемой реакционной смесью, или другим способом.

Катализатор и образующийся во время реакции БОЭТ непрерывно выводят из зоны реакции в виде горячего раствора в жидкой

ОЭ. Твердые частицы ТФК, нерастворимые в этом растворе, задерживаются фильтрующей перегородкой, вмонтированной внутри реактора, остаются в зоне реакции, и продолжают реагировать с ОЭ.

Для предотвращения увеличения количества твердой ТФК в реакторе процесс регулируют таким образом, чтобы количество вводимой в реакцию ТФК соответствовало количеству ТФК, превращенной за это время в

БОЭТ, который выводят из зоны реакции.

Раствор БОЭТ и катализатора в жидкой ОЭ, выведенный из реакционной зоны, распыля4

10г B eáoðíèê с атмосферным давлением, окись этилена при этом полностью испаряется. В результате получают чистый БОЭТ (без примесей ТФК).

5 Получение БОЭТ по предлагаемому способу можно осуществлять при проведении реакции ТФК с ОЭ не только в избытке ОЭ, но и в присутствии низкокипящих инертных органических растворителей (ацетон, бензол и др,).

lð Растворитель, как и ОЭ, отделяется от готового продукта посредством испарения. Прелагаемый способ может быть применен не только к получению БОЭТ, но и других мономеров бис-(P-оксиалкил) -бонзолдикарбоксилатов р«15 акцией бензолдикарбоновых кислот с алкилопоксидами.

Пример 1. Суспензию, полученную из

100 кг ТФК (средний размер частиц 30—

50 мкм) 150 кг ОЭ и 1 кг триэтиламина после

2о предварительного подогрева в теплообменнике до 60 — 80 С непрерывно вводят в реакционную зону (рабочий объем — 6 л) со скоростью 18 л/ч.

В реакционной зоне размещена фильтрующая перегородка с размерами пор 0,1—

1,0 мкм.

Условия реакции: температура 116 †1 С, давление паров ОЭ пад реакционной массой

18 — 19 кг/см, время пребывания в зоне реакции 23 мин, молярное соотношение ОЭ:ТФК=

5: 6, Выходящий из реактора реакционный раствор состоит из вес. %: БОЭТ 46,3, ОЭ

53,2 и триэтиламина 0,5.

После удаления из этого раствора ОЭ по„„лучается продукт, содержащий 98 — 99%

БОЭТ и 1 —:2% примесей (катализатор и побочные продукты) . Продукт имеет т. пл.

107--109 С и кислотное число 12.

Пример 2. Суспе зию, полученную из

100 кг ТФК (средний размер частиц 30—

50 мкм) 113 кг ОЭ и 1 кг триэтиламина со скоростью 12 л/и, вводят в реакционную зону и ведут процесс согласно примеру 1. Из реактора время пребывания в котором составляет „. 30 мин, выводят реакционный раствор, содержащий, вес. %, БОЭТ 47,1; ОЭ 52,4; .и триэтила ., ина 0,5. После испарения ОЭ получают продукт с содержанием примесей 1,1% и т. пл.

108 — 110 С и кислотным числом 14,8.

5р При- ер 3. Суспензию, получен ую из

100 кг ТФК, 85 кг ОЭ, 85 кг ацетона и 1 кг триэтиламина, вводят в реакционную зону и ведут процесс согласно, примерам 1 и 2. После отделения от реакционного раствора ОЭ и ацетона путем испарения получен продукт с содержанием примесей 0,9%; т. пл. 107 — 109,5 С и кислотным числом 12.

Предмет изобретения

Способ получения бис-(Р-оксиэтил) терефталата путем взаимодействия терефталевой кислоты с окисью этилена в присутствии катализатора при 110 — 130 С и давлении 15—

467061

Составитель T. Лавриненко

Те:.ред 3. Тараненко Корректор Л. Деннскнна

Редактор Л. Емельянова

Заказ 4904 Изд, № 1389 Тираж 529 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

МОТ, Загорский филиал

i) 30 «г/c», при непрерывном выводе продуктов реакции из зоны реакции и выделении целевого продукта с помощью фильтрации, отли6

vaioiauucл тем, что, с целью упрощения процесса, фильтрующий материал располагают в зоне .реакции.