Способ очистки терефталевой кислоты

 

1. Способ очистки терефталевой кислоты путем обработки ее уксуснокислой суспензии кислородом воздуха при нагревании, отличающийся тем, что, с целью интенсификации и упрощения процесса, перед обработкой суспензию нагревают до 240 - 260^oС в атмосфере инертного газа с последующим охлаждением реакционной массы до 200 - 220^oС и обработку проводят в присутствии ацетальдегида, взятого в количестве 0,5 - 2 мас.% от реакционной массы.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку проводят в присутствии солей кобальта или марганца и соединений брома. Изобретение относится к органической химии, конкретно к улучшенному способу очистки терефталевой кислоты, являющейся ценным мономером в производстве термостойких полимеров. Известно, что терефталевая кислота, полученная окислением п-ксилола, содержит продукты его неполного окисления, такие как п-формилбензойная и п-толуиловая кислота, а также различные цветообразующие соединения. Указанные примеси ограничивают применение терефталевой кислоты в качестве мономеров для полиэфирных материалов и требуют очистки от них. Известен способ очистки терефталевой кислоты путем обработки уксуснокислый суспензии кислородсодержащим газом в присутствии соединения кобальта при нагревании до температуры 210-230^oС в течение 2 ч. Полученная терефталевая кислота имеет оптическую плотность 0,05-0,07, что недостаточно для использования кислоты в качестве мономера. Продолжительность обработки (2 ч) повышает себестоимость процесса [1] Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ очистки терефталевой кислоты путем обработки ее уксуснокислой суспензии кислородом воздуха в присутствии катализаторов соединений кобальта, марганца, хрома, церия и свинца или их смесей, которые берут в количестве 0,01-5,0% от веса подлежащей очистке терефталевой кислоты. Процесс осуществляют при 250^oС обычно в течение 1 ч. Для снижения распада растворителя добавляют воду в количестве 2-15% от веса терефталевой кислоты. Получают кислоту, не содержащую п-карбоксибензальдегида или содержащую его в незначительном количестве [2] Недостатком известного способа является длительность контактирования растворов уксусной кислоты в присутствии катализаторов окисления с кислородом воздуха при высокой температуре (250^oC), что не только обеспечивает окисление примесей терефталевой кислоты, но и приводит к большим потерям уксусной кислоты за счет реакций окислительной деструкции. Добавка воды не устраняет полностью деструкции, а только снижает, так как в условиях высокой температуры она не эффективна. Цель изобретения заключается в интенсификации и удешевлении процесса. Поставленная цель достигается описываемым способом очистки терефталевой кислоты путем предварительного нагревания ее уксуснокислой суспензии при 240-260^oС в атмосфере инертного газа с последующими последовательными охлаждением реакционной массы до температуры 200-220^oС и обработкой кислородом воздуха в присутствии ацетальдегида, взятого в количестве 0,5-2% от веса реакционной массы, а также в присутствии, обычно, катализатора солей кобальта или марганца и соединений брома, при этом обработку проводят преимущественно в течение 10-15 мин. Затем смесь охлаждают и отделяют чистую терефталевую кислоту. Терефталевая кислота имеет примеси п-карбоксибензальдегида (0,002-0,008 мас.). Потерь уксусной кислоты не наблюдалось. Отличительным признаком процесса является нагревание перед обработкой суспензии до 240-260^oC в атмосфере инертного газа с последующим охлаждением реакционной массы до 200-220^oC и проведение обработки в присутствии ацетальдегида, взятого в количестве 0,5-2% от веса реакционной массы, что позволяет интенсифицировать и упростить процесс. При нагревании уксуснокислой суспензии до температуры 240-260^oС при соответствующем давлении (до 30 ати) в отсутствие кислорода в атмосфере инертного газа все или большая часть примесей терефталевой кислоты переходят в раствор. Полученный раствор (суспензия) резко охлаждают до более умеренной температуры (200-220^oC), так что нежелательные примеси еще остаются в растворенном состоянии, и в течение 10-15 мин его обрабатывают кислородсодержащим газом и ацетальдегидом, обеспечивающим эффективное инициирование реакции окисления примесей. Для получения терефталевой кислоты особо чистой, т. е. не имеющей примесей п-карбоксибензальдегида и п-толуиловой кислоты, суспензию кислоты обрабатывают кислородсодержащим газом в присутствии солей кобальта или марганца, соединений брома с последующим выделением терефталевой кислоты известными приемами. Пример 1. В реактор из титана, снабженный мешалкой, загружают 20 г "сырой" терефталевой кислоты, содержащей в качестве примесей 0,13 мас. п-карбоксибензальдегида и 0,054 мас. п-толуиловой кислоты, 170 мл 98%-ной уксусной кислоты. Содержимое реактора нагревают при перемешивании в токе аргона до 260^oС, затем температуру реакционной смеси снижают до 200^oC и в реактор в течение 15 мин подают воздух в количестве 5 л/мин и 3 мл ацетальдегида в 20 мл уксусной кислоты. Абгазы после реактора с помощью автоматических газоанализаторов анализируют на содержание окиси и двуокиси углерода, по скорости образования которых судят о скорости деструктивного окисления уксусной кислоты. Реакционную смесь охлаждают и выделяют терефталевую кислоту с содержанием п-карбоксибензальдегида 0,008% Потерь уксусной кислоты не было. Условия проведения и результаты опытов представлены в таблице 1. Пример 3 приведен с использованием при очистке терефталевой кислоты солей кобальта, брома и ацетальдегида. В результате полученная терефталевая кислота имеет следы примесей п-карбоксибензальдегида и п-толуиловой кислоты, потерь уксусной кислоты нет. В примере 4 ацетальдегид не используется и это приводит к потерям уксусной кислоты. Сравнительные примеры 5 и 6 показывают, что проведение очистки при высокой температуре приводит к значительным потерям уксусной кислоты. Таким образом, проведение процесса очистки сырой терефталевой кислоты в определенном температурном режиме с использованием кислородсодержащего газа и ацетальдегида позволило в 4 раза интенсифицировать процесс, сократить потери уксусной кислоты. В результате очистки получена терефталевая кислота, пригодная для изготовления волокна, степень очистки достигла 90-100%

Формула изобретения

1. Способ очистки терефталевой кислоты путем обработки ее уксуснокислой суспензии кислородом воздуха при нагревании, отличающийся тем, что, с целью интенсификации и упрощения процесса, перед обработкой суспензию нагревают до 240 260^oС в атмосфере инертного газа с последующим охлаждением реакционной массы до 200 220^oС и обработку проводят в присутствии ацетальдегида, взятого в количестве 0,5 2 мас. от реакционной массы. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку проводят в присутствии солей кобальта или марганца и соединений брома.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000        

---