Способ получения терефталевой кислоты
Иллюстрации
Реферат
(.3ъМ )щ )
) 9 р t4) " н..;
"т: Ь-.т %ю;-, И E
Саюз Советски к
Социалистических
Республик
«>?10514
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ (8l ) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 110577(21) 2480075/23-04 (51) М. Кл.
{23) Приоритет (32) 110576 (3() 76 14867 (33) Франция
С 07 С 63/26
С 07 С 51/33
Государственный коинтет
СССР оо лелан н.юбретеннй н открытнй
Опубликовано,1501.80 Бюллетень Эй 2
Лата опубликования описания 180180 (5З) УЯК 547. 584. ,07 (088, 8) Иностранцы
Жан-Клод Шуле и Андре Лэли (Франция) f72) Авторы изобретения
Иностранная Фирма Рон-Пуленк Эндюстрн .(Франция) (71) Заявитель мольном соотношении днкалнйтерефта-.. лата и кислоты 1-2,5, при 100-140оC с последующим выделением прй температуре не выае 60оС образовавшейся твердой терефталевой кислоты в смеси с бензойной кислотой и кислый терефталатом калия, которую затем подвергают многократной перекристаллиэации иэ воды 123. Содержание бензойной кислоты в терефталевой составляет не менее 100 мпн ". Кислотное число 668.
Недостатком известного способа является необходимость проведения многократной перекристаллиз ации целевого продукта. И даже при этом не получают терефталевую кислоту, непосредственно пригодную для изготовления полиэфирных волокон высокого качества.
Цель изобретения. заключается в .Упрощении процесса и повышении качества целевого продукта.
Поставленная цель достигается предлагаемым способом получения терефталевой кислоты путем взаимодействия разбавленного водного раствора дикалийтерефталата, содержащего 0,1-0,4 моль соли на 1 кг воды, Изобретение относится к области органического синтеза, конкретно, к улучшенному способу получения терефталевой кислоты — важного мономера для производства полиэфирного волокна.
Известен способ получения терефталевой кислоты из двукалиевого терефталата, получаемого в свою очередь путем дисмутации -бенэоата калия (1) .
Обычно осуществляют преобразование двукалиевого терефталата в терефталевую кислоту в два этапа. На первом этапе осуществляют реакцию двукалиевого терефталата с бенэойиой кислотой. На втором этапе образовавшийся кислый терефталат преобразуют с помощью дополнительного количества бензойной кислоты в терефталевую кислоту.
Наиболее близким к изобретению тто технической сущности и достигаемым результатам является способ получения 5 терефталевой кислоты путем взаимодействия разбавленного водного раствора дикалнйтерефталата,содержащего
1-15% или 0,04-0,6 моль соли на
1 кг воды,с бензойной кислотой, при (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРЕФТАЛЕВОтт КИСЛОТЫ
710514 с бенэойной кислотой при мольном соотношении кислоты и дикалийтерефталата 4-12, в присутствии бенэоата калия в количестве 0,2-0,8 моль на 1 кг воды, процесс проводят при
90-250 С с последующим выделением образовавшейся твердой терефталевой кислоты при 85-160 С и проведением однократной перекристаллизации иэ воды
Отличительными признаками процесса являются проведение взаимодействия в разбавленном водном растворе, содержащем 0,1-0,4 моль дикалийтереАталата на 1 кг воды и проведение процесса при мольном соотношении бензойной кислоты и дикалийтерефталата 4-12, в присутствии бензоата калил в количестве 0,2-0,8 моль на 1 кг воды, при 90-250 С, с после- дующим выделением образовавшейся кислоты при 85-160 (» и однократной перекристаллизацией, что позволяет упростить процесс и повысить качество целевого продукта.
Предлагаемый способ относится, в частности„ к использованию двукалиевого терефталата, полученного по процессу Хенкеля в результате . дисмутации бенэоата калия. Однако можно испольэовать двукалиевый терефталат, полученный другим путем, Компоненты можно вводить в зону реакции любым способом. Загрузку можно, например, осуществлять тремя потоками. Первый поток — водного раствора двукалиевого терефталата, полученного в результате дисмутации бензоата калия, второй поток †. беиэойной кислоты и третий - воды,содер.— жащей необходимое количество бенэоата калия.
Если реакционная эона состоит иэ нескольких зон (серия реакторов или.реактор с несколькими отделениями), то подача отдельных потоков может быть фракционирована. Во всех случаях, однако, необходимо ввести в первую реакционную зону требуемое количество бензоата калия.
На выходе из зоны реакции терефталевую кислоту отделяют любым известным способом, например фильтрованием или центрифугированием. Отделение осуществляют при температуре выше 80 С, предпочтительно при
85-160вС, Далее производят очистку терефталевой кислоты любым известным методом. Очистку можно, например, производить органическими растворителями, такими как спирт,.кетон, ароматический углеводород, но предпочтительно применять водную обработку, Кристаллы терефталевой кислоты можно, например, прожить горячей водой (температура. последней обычно составляет 80-250с C пред(45 моль)(68, 32 моль) (4, 625 моль) почтительно 90-150 C). Можно суспендировать кристаллы терефталевой кислоты в горячей воде, причем эту операцию осуществляют в несколько стадий: можно растворить кристаллы в горячей воде с последующим охлаждением раствора. Во всех случаях использования для водной .обработки вода может быть рециркулирована в зону реакции. При этом возвращается. и бенэоат калия.
Способ может осуществляться непрерывно или периодически.
Пример 1. В реактор с мешалкой, температура в котором поддерживается 1600 С, непрерывно подают в 1ч:
1,67 кг двукалиевого терефталата (6,872 моль)
5,49 кг бенэойной кислоты
1,00 кг бенэоата калия (6,25 моль)
22,4 кг воды
Таким образом, вводят 0,307 моль двукалиевого терефталата и 0,279 моль
25 бензоата калия на 1 кг воды; молярное соотношение бенэойной кислоты и двукалиевого тереАталата равно 6,548, После реакции смесь направляют в сушилку, работающую В иэотермическом
З0 режиме при 100 С. Выделяют 1,18 кг терефталевой кислоты, содержащей
20% воды. Производят промывку кристаллов терефталевой кислоты, вводя в сушилку горячую воду из расчета
2 кг/ч.
Эти промывочные воды возвращают в цикл. В итоге получают после сушки
0,98 кг/ч чистой терефталевой кислоты. (Кислотное число 675; содерЩ жанне бензойной кислоты 100 млн
Содержание других бенэолкарбоновых кислот, калия и шлаков ниже 10 млн ".
Пример 2. В реактор с мешалкой, температура в котором под45 держивается 200 С. Непрерывно подают в 1ч:
1, 62 xr двукалиевого тере фт алат а (6,666 моль)
8,34 кг бенэойной кислоты
О, 74 кг бенэоата кали я
21,45 кг воды
Вводят О, 311 моль двукалиевого терефталата и О, 216 моль бенэоата калия на 1 кг воды; молярное соотношение бенэойной кислоты и двукалиевого терефталата равно 10,254.
Терефталат калия поступает со стадии дисмутации. Используют промывные
60 воды со стадии очистки, а также ЗЪ маточного раствора, полученного после отделения кристаллов терефталевой кислоты.
После реакции смесь направляют
В сушилку, работающую в изотерми710514 (11, 562 моль) 55
60 ческом режиме при 150ОС. Отделяют маточный раствор и 1055 г/ч терефталевой кислоты, содержащей 18,5Ъ воды. Затем кристаллы терефталевой кислоты суспендируют в 2000 r горячей воды (150 C) . Выделяют 1050 r/÷ влажной терефталевой кислоты. После высушивания получают 0,87 кг/ч терефталевой кислоты со следующими характеристиками:
Кислотное число 675
Содержание бензойной кислоты, млн " 90
Содержание других бек з олк ар бои о вых кислот, млн " <10
Содержание калия, млн
Средний гранулометрический состав, мкм 95 (99% массы имеет гранулометрический состав выше 25 мкм.
Пример 3; Реакцию проводят в трех реакторах с мешалками, температуру в которых поддерживают 220, 180 и 150ОC соответственно.
В первый реактор подают водный раствор терефталата калия, получаемого на стадии дисмутации, воду после очистки кристаллов терефталевой кислоты и 37 вес.Ъ маточного раствора, полученного после отделения терефталевой кислоты. Бенэойную кислоту подают .в каждый реактор из расчета 4,67 кг/ч в первый реактор и 1,9R кг/ч в остальные реакторы,Общая подача на уровне первого реактора следующая:
Двукалиевый тере- фталат 2 17кгч
/ (B,93О моль)
Бензойная кислота 4, 67 кг/ч (38,279 моль)
Бензоат калия 2,54 кг/ч (15, 875 моль)
Вода 69,5 кг/ч
Таким образом, вводят 0,128 моль двукалиевого терефталата и 0,228 моль бенэоата калия на 1 кг води; молярное соотношение бенэойной кислоты, и двукалиевого терефталата равно
4,286.
После реакции смесь, выходящую из третьего реактора, направляют в сушилку.. Отделяют при 150 С маточный раствор, часть которого возвращают в цикл в первый реактор, и выделяют 1, 35 кг/ч влажной терефталевой кислоты, содержащей приблизительно
16% воды.
Затем производят промывку кристаллов терефталевой кислоты, вводя.. в сушилку горячую воду из расчета 2,5кг/ч. Эти промывочные воды возвращают в цикл в первый реактор. В итоге получают после сушки 1,13 кг/ч чистой терефталевой кислоты (кислотное число б 75; содержание бенэойной кислоты 900 млн-1.
П р е р с мешалкой, температуру в котором поддерживают 160 С, непрерывно подают в 1 ч:
1, 34 кг двукалиевого терефталата (5,514 моль)
4,03 кг бенэойной кислоты (33,033 моль)
1, 85 кг бенэоата калия
22 кг воды.
Таким образом, вводят 0,251 моль двукалиевого терефталата и 0,525 моль бензоата калия на 1 кг воды; молярное соотношение бенэойной кислоты и двукалиевого терефталата равно
5,99.
После реакции смесь направляют
20 в сушилку, работающую в изотерми ческом режиме при 100 С. Отделяют
2,06 кг/ч терефталевой- кислоты, содержащей 20% воды.
Кристаллы терефталевой.. кислоты
Я обрабатывают при помощи 2,5 кг горячей води. После отделения и сушки получают 0,85 кг/ч терефталевой кислоты, имеющей характеристики, идентичные характеристикам, данным в
30 примере 2 °
Пример 5. В реактор с мешалкой, температуру в котором поддерживают 90 С, непрерывно вводят:.
35 0,567 кг/ч двукалиевого терефталата (2, 333 моль)
1, 147 Кг/ч бенэойной .кислоты (9, 402 моль)
0,760 кг/ч бензоата калия (4, 752 моль)
40 21, 8 кг/ч воды
Таким образом, вводят О, 107 моль двукалиевого терефталата и 0,218 моль бензоата калия на 1 кг воды ; молярМое соотношение бензойной кислоты
45 и. двукалиевого терефталата равно
4,03.
После реакции смесь направляют в сушилку, работающую при 90ОC. Кислоту выделяют, как указано в примере
50 4, Получают О, 455 кг/ч (зта кислота содержит 20% воды) . Перекристаллизовывая из горячей воды, получают терефталевую кислоту, содержащую не менее 100 млн " бенэойной кислоты.
Пример б ° Реакцию проводят аналогично примеру 3, температуру в трех реакторах поддерживают соответственно 250, 210 и 180ОC
Получают 1,10 кг/ч чистой терефталевой кислоты (кислотное число 675; содержанче бенэойной кислоты 90 млн ".
Пример 7. Реакцию проводят аналогично примеру 1; темперагуру. поддерживают 220оС Вводят г
1,0 51 4»
Формула изобретения
Сост ави тел ь Е . Ут кин а
Редактор Е.Хорина Техред Л.Алферова Корректор Е,Папп
Заказ 8793/53 . Тирам 495 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д,4/5
Филиал ППП Патент, r.Óêãîðîä, ул.Проектная,4
7 7
Ю
2,102 кг/ч двукалиевого терефталата (8,650 моль)
7,176 кг/ч бензойной кислоты (58,82 моль)
О, 780 кг/ч бенэоа та. калия (17,081 моль)
21,9 кг/ч воды
Таким образом, вводят 0,395 моль двукалиевого терефталата и 0,780 моль бенэоата калия на 1 кг водыу молярное соотношение бензойной кислоты и.двукалиевого терефталата равно
6,8.
Терефталевую кнслоту. выделяют, как указано в примере 1, перекристаллизовывают из горячей воды и получают 1„35 кг/ч очищенной кислоты (кислотное число 675у содержание бензойной кислоты 90 мпн <) Способ получения терефталевой кислоты путем взаимодействия разбавленного водного раствора дикалий8 ,терефталата с бенэойной кислотой прн нагревании с последующим выделением и перекристаллизацией целевого продукта, о т л и ч а ю щ и ис я тем, что, с целью упрощения
$ процесса и повышения качества целевого .продукта, взаимодействию подвергают водный раствор, содержащий
0,1-0,4 моль дикалийтерефталата на 1 кг воды, и процесс проводят при мольном соотношении бензойной кислоты и дикалийтерефталата 412, в присутствии бензоата калия в количестве-0,2-0,8 моль на 1 кг воды, при 90-250©С, с последующим выделением образовавшейся кислоты при 85-160 С и проведением однократной кристаллизации.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
> 1. Авторское свидетельство СССР
М 168680,. кл.С 07 С 63/26, 1962.
2. Патент США в 2846468, кл. 260-525, опублик. 1958 (прото-тип).