Способ очистки терефталевой кислоты

Способ очистки терефталевой кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 лите-.а ЧБ4

Союз Советских

Социалистических

Республик ()721404 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 250777 (21) 2518963/23-04 с присоединением з Явки Нов (23) Приоритет

Опубликовано 1503.80, Бюллетень М 10

Дата опубликования описания 17.038 О (51)М. Кл.2

С 07 С 51/42

С 07 С 63/26

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК547 584 .07 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Н. Кулаков, В . Д. Манзуров, Л. С. Ковалев, Г. Н. Крюкова, В. Ф. Назимок, P E Толокнов, Л. И. Морозова, И. 3. Школьникова и Г. M. Москвинова (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт мономеров (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ТЕРЕФТАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к улучшенному способу очистки терефталевой кислоты., являющейся мономером в производстве полимерных материалов. 5

Известно, что терефталевая кислота, полученйая окислением п-ксилола, содержит продукты неполного его окисления .. Наиболее нежелатель ной примесью в процессе дальнейшей пере ра ботки в полимерные материалы является п-карбоксибензальдегид (и-KHA) . Содержание его в очищенной терефталевой кислоте строго регламентируется и не должно превышать 0,005 Ъ. Терефталевая кислота с большим содержанием и-карбоксибензальдегида (и-КБА) не пригодна для получения высокока чественных волокон и пленок.

Для очистки терефталевой кислоты примеряются методы перекристаллизации, гидрирования, окисления (1).

ИзвесТен способ очистки терефталевой кислоты окислением примесей в ацетатно-буферном растворе перман- 25 ганатом калия, который загружают в твердом виде тремя-четырьмя порциями с интервалом 10 мин (2).После одночасовой выдержки окчсленный раствор обрабатывают активированным углем, отделяют от шлама и охлаждают.

Выпавшую в осадок терефталевую кислоту отфильтровывают, промывают горячей водой и высушивают. Однако, для очистки терефталевой кислоты указанным способом расходуется большое количество окислителя — около 3 r перманганата калия на 100 г терефталевой кислоты, что приводит к изменению состава ацетатного буфера за счет накопления ионов калия. Требуется постоянная смена ацетатного буфера. Таким образом, требуется многократное использование ацетатного буфера, т.е. его рециркуляция.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки терефталевой кислоты путем растворения ее в ацетатном буФере (3). Приготовленный раствор при перемешивании и температуре

90-190ОС окисляют 4-30%-ным раствором перманганата калия при непрерыв— ной подаче его со скоростью 0,10,0001 r КМп04 /мин на 1 л окисляемого раствора. При этой же температуре раствор обрабатывают активированным углем. Раствор отфильтровывают

721404 и охлаждают. Выпавшую терефталевую кислоту отфильтровывают и высушивают.

В результате очистки терефталевая кислота содержала 0,004% и-карбоксибензальдегида по сравнению с сырой терефталевой кислотой, содержащей

0,4Ъ п-карбоксибенэальдегида.

Недостатком способа является то, что высокая концентрация перманганата калия в окисляемом растворе приводит к значительному разложению окислителя вследствие реакции его с компонентами реакционной массы: водой, уксусной кислотой, ацетатом и терефталатом натрия, чем при взаимодействии

его с п-карббксибензальдегидом; следовательно, возрастает количество ,перманганата калия, расходуемого на побочные реакции. Кроме того, процесс осуществляют периодически в одной реакционной зоне.

Целью изобретения является обеспечение непрерывности процесса и снижение его себестоимости.

Поставленная цель достигается описываемым способом очистки терафталевой кислоты путем окисления ее аце- 25 татно-буферных растворов перманганатом калия в двух или трех последовательно расположенных реакторах с одновремен.ной подачей раствора перманганата калия в каждую реакционную зону и об- 30 работкой активированным углем при повышенной температуре.

Отличительными признаками способа является проведение процесса в двух или трех последовательно расположенных З5 реакторах с одновременнои подачей раствора перманганата калия в каждую реакционную зону.

Технология способа состоит в том, что терефталевую кислоту, полученную окислением .п-ксилола, растворяют в ацетатном буфере (рН 5,0-5,5) . Приготовленный раствор пропускают через несколько (по меньшей мере, через две) реакционных эон, в которые непрерывно .подают 1-ЗЪ-ный раствор пер- 45 манганата калия. Температура реакционной смеси 95-98 С. Очищенный расто вор непрерывно выводят из третьей реакционной зоны, в которой происходит разложение остатка окислителя, 50 фильтруют от двуокиси марганца,пропускают через колонку с активированным углем, охлаждают и после фильтрации продукт сушат. Полученная терзфталевая кислота содержит и-карб- 55 оксибенэальдегида 0,002-0,004%.Выход чистой терефталевой кислоты

95-97% с использованием возвратного буфера.

Пример 1. В реакционную систему, состоящую из трех последовательно соединенных друг с другом стеклянных реакторов емкостью 1 л каждый, непрерывно вводят ацетатно-буферный раствор с содержанием 20 г/л терефталевой кислоты со скоростью 1 л/ч.

Состав ацетатного буфера — 0,25 моля/л уксусной кислоты и 1 моль/л ацетата натрия. Реакторы снабжены мешалками, обратными холодильниками, термометрами и бюретками для раствора окислителя. Температура реакционной смеси 95-98 С. В каждой колбе о поддерживают постоянный объем, равный 500 мл.

В первые два реактора непрерывно дозируют одинаковое количество

2,5Ъ-ного раствора перманганата калия со скоростью 4 мл/ч (по 2 мл/ч в каждый реактор, или 0,00166 г/мин окислителя на 1 л окисляемого раствора).

Раствор. непрерывно выводят иэ третьего реактора, в котором происходит разложение .остатка окислителя, фильтруют от двуокиси марганца, пропускают через колонку с активированным углем AP-Ç, охлаждают и промытый водой после фильтрации, продукт сушат.

Из терефталевой кислоты с содержанием 0,16% п-карбоксибензальдегида получают 87-90Ъ продукта с 0,002% указанной примеси.

При использовании возвратного буферного раствора выход чистой терефталевой кислоты повышается до 95-97%.

Пример 2. Повторяют опыт- согласно примеру 1, за исключением того, что подачу перманганата калия осуществляют в три реактора с общей скоростью 4 мл/ч (по 1,33 мл/ч в каждый реактор, или 0,0011 г/мин окислителя на 1 л окисляемого раствора) .

Разложение остатка окислителя происходит в четвертом реакторе.

Получают терефталевую кислоту с содержанием и-карбоксибензальдегида

О,ООЗЪ.

Проведение процесса очистки в нескольких последовательно соединенных реакционных аппаратах с перемешивающими устройствами и с подачей в каждую зону определенного количества перманганата калия позволяет поддерживать в каждой зоне низкую концентрацию окислителя и ступенчато снижать стационарную концентрацию п-карбоксибензальдегида от одной реакционной зоны дО другой ниже 0,005%. Переход от периодического к непрерывному процессу при продолжительности реакции 1 ч приводит к увеличению производительности процесса за счет сокращения времени на загрузку суспензии

ТФК, нагревание для растворения, охлаждение, кристаллизацию и выгрузку продукта.

С увеличением производительности процесса снижается его себестоимость.

Формула изобретения

Способ очистки терефталевой кислоты, путем окисления ее ацетатно-буфер721404

Составитель Ю. Лап ицкий

Редактор Л. Емельянова Техред О.Легеза Корректор Е.Папп

Заказ 74/19 Тираж 495 По,цп ис ное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 н .х растворов перманганатом калия и обработкой активированным углем при повышенной температуре, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью обеспечения непрерывности процесса и снижения его себестоимости, процесс про водят в двух или трех последовательно расположенных реакторах с одновременной подачей раствора перманганата калия в каждую реакционную зону, Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

1. Кулаков В. Н. и др., Терефта.евая кислота. N., НИИТЭХИМ, 1972.

2. Патент ФРГ Р 1256210, ..л. 12о 14, опублик. 1967.

3. Авторское свидетельство СССР

М 313829, кл. С 07 С 63/26, 1971(прототип) .