Способ получения фталевого ангидрида

Способ получения фталевого ангидрида

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства Х

МПК С 07с 69/76

Заявлено 11.VI.1969 (№ 1336711 23-4) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 12.11.1971. Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания 20.IV.1971

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 547.584.07 (088.8) Авторы изобретения

Х. Е. Хчеян, Л. Н. Самтер, И. Е. Мак и В. H. Кобза

Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТАЛЕВОГО АНГИДРИДА

Известен способ получения фталевого ангидрида жидкофазным окислением о-ксилола кислородом или кислородсодержащим газом в присутствии катализаторов — соединений металлов переменной валентности при повышенной температуре и давлении от 1 до

100 атм, осуществляемый в три стадии:

1) жидкофазное окисление о-ксилола в о-толуиловую кислоту при температуре 130—

300 С и давлении 1 — 100 атм, 2) бескатализаторная этерификация о-толуиловой кислоты метанолом при температуре 300 С и давлении 200 атм, 3) жидкофазное окисление метилового эфира о-толуиловой кислоты во фталевый ангидрид при температуре 160 — 300 С и давлении

5 атм при расходе воздуха 480 л)час.

Товарный продукт выделяют вакуумной дистилляцией. Выход фталевого ангидрида 95%; т. пл. 120 — 127 С.

Недостатком такого метода является более низкая скорость окисления эфира по сравнению с ксилолом. При оформлении процесса по непрерывной схеме это приводит к увеличению объема аппаратуры на стадии окисления эфира.

Другим недостатком является сложная технологическая схема, вызванная оформлением процессов окисления ксилола и эфира в виде отдельных стадий и необходимостью выделения промежуточных продуктов, полученных при окислении. Значительные трудности вызывает транспортировка кристаллической высокоплавкой о-толуиловой кислоты на этерификацию. Выделение товарного продукта вакуумной дистилляцией не обеспечивает высокого качества фталевого ангидрида, так как при этом не удается полностью отделить его от фталида. В товарном фталевом ангидри10 де остается до 20 вес. % фталида, что приводит к снижению температуры плавления фталевого ангидрида на 3 — 4 С по сравнению с рекомендованной ГОСТ.

Согласно предлагаемому изобретению до1S стигается увеличение скорости окисления эфира за счет проведения сопряженного окисления эфира совместно с о-ксилолом, упрощение технологической схемы и повышение качества продукта. По предлагаемому способу

20 выход фталевого ангидрида 95%; чистота

99 9%; т. пл. 130,6 С.

Цель достигается проведением сопряженного окисления о-ксилола и эфира о-толуиловой кислоты, при котором легко окисляющий2S ся в данных условиях о-ксилол инициирует окисление эфира. В результате инициирования эфир окисляется с более высокой скоростью, чем при раздельном окислении.

Оксидат подают на гидролиз весь, без из30 влечения пспрорсагировавшнх о-ксилола и

295754

Предмет изобретения

Составитель Т. Лавриненко

Редактор Л. Г. Герасимова Тсхрсд Н. И. Наумова Корректор Л. Б. Бадылама

Заказ 793/5 Изд. М 365 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Я(-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова. 2 эфира. Следует ская о-толуиловая кислота по предлагаемому способу находится в растворе эфира и легко транспортируется, не требуя насосов с паровой рубашкой и паровых спутников к трубопроводам. Все это позволяет упростить технологическую схему и повысить выход фталевого ангидрида до 95а/а.

Гидролиз продуктов окисления избытком воды для перевода фталевого ангидрида во фталевую кислоту и промывка раствора фталевой кислоты о-ксилолом с последующей дегидратацией ее позволяет получать фталевый ангидрид высокой степени чистоты 99,9o/, Пример 1. В металлический реактор загружают 800 кг свежего эфира о-толуиловой кислоты, 106 кг о-ксилола со стадии промывки водного слоя (в ксилоле содержится б кг о-толуиловой кислоты), 105 кг возвратного о-ксилола и 0,2 кг ацетата кобальта. Смесь окисляют воздухом при 190 С и давлении

10 ата. . Расход, воздуха 15 0 кг/час. Отходящие из реактора газы охдаждают до 10 — 20 С. Образующийся при охлаждении конденсат отделяют от газов.и разделяют на водный и ксилольный слои. Ксилольный слой возвращают в реактор. Из водного слоя извлекают метанол (20 кг), который возвращают в процесс. Из отходящих из разделителя газов после дросселирования выделяют о-ксилол (0,3 кг) и возвращают его в процесс. жидкие продукты окисления содержат, кг: толуиловой кислоты 134,5, фталевого ангидрида 119, метилового эфира о-толуиловой кислоты 670 и о-ксилола 106. Для выделения фталевого ангидрида продукты окисления гидролизуют водным маточным раствором со стадии кристаллизации фталевой кислоты при

95 С и отношении продуктов окисления— вода, равном 1:3. При гидролизе фталевый ангидрид гидратируется во фталевую кислоту, которая растворяется в избытке воды и таким образом выделяется из продуктов окисления. Водный слой стадии гидролиза отделяют от углеводородного, промывают 100 кг свежего о-ксилола, охлаждают до 10 — 20 С и отделяют полученные при охлаждении кристаллы фталевой кислоты. Кислоту используют как товарный продукт или дегидратируют и получают фталевый ангидрид 99,9% чистоты. Выход фталевого ангидрида 95%.

Углеводородный слой стадии гидролиза (смесь о-метилтолуата, о-толуиловой кислоты и о-ксилола) смешивают с метанолом и этерифицируют кислоту при сверхкритических для

5 метанола условиях без катализатора (350 С и 150 атм). Из продуктов этерификации отгоняют метанол и возвращают в процесс, смесь ксилола с метиловым эфиром о-толуиловой кислоты отмывают от загрязнений, ди-!

О стиллируют в вакууме и возвращают в процесс на стадию окисления.

Пример 2. На этерификацию подают

360 ьг этанола, 150 кг о-этилтолуилата и

125 кг о-толуиловой кислоты. Режим этерификации: температура 350 С, давление 200 атм, время реакции 10 мин. В результате этерификации получают, кг: о-этилтолуата 287, этанола 330, о-толуиловой кислоты 3, смола— остальное.

20 Применение этилового эфира о-толуиловой кислоты вместо метилового облегчает окисление.

1. Способ получения фталевого ангидрида путем жидкофазного окисления о-ксилола кислородом или кислородсодержащими газами при повышенной температуре и давлении

30 в присутствии катализатора — солей металлов переменной валентности, этерификацией полученной при этом о-толуиловой кислоты алкиловым спиртом при нагревании под давлением и жидкофазным окислением образую35 щегося алкилового эфира о-толуиловой кислоты, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения качества продукта, окислению подвергают смесь о-ксилола с алкиловым эфиром о-толуиловой кисло40 ты, взятую в соотношении от 1:1 до 5:1, выделяют известными приемами образующийся при этом фталевый ангидрид, этерифицируют остаток и полученный алкиловый эфир о-толуиловой кислоты направляют на окисление.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что окисление о-ксилола и алкилового эфира о-толуиловой кислоты ведут при 185 — 190 С и давлении 10 атм.

5о 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что этерификацию смеси ведут при температуре

350 С и давлении 200 атм.