Способ получения диметилтерефталата

Способ получения диметилтерефталата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

„„734192

Союз Советскнх

Социалистических

Республик

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву— (22)Заявлено 21.11.77 (21) 2545164/23-04 (51) М. Кл.

С 07 С 69/82

С 07 С 67/03 с присоединением заявки.%

Гооударотввииый комитет (28) Приоритет по делам изоорвтеиий и открытий

Опубликовано 15.05.80. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 18.05.80 (53) УДК

547 584 26 07 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Н. Путнков, Б. Г. Бальков и Н. И. Мицкевич

Могилевское производственное объединение "Химволокно" им. В. И. Ленина (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИМЕТИЛТЕРЕФТАЛАТА

1О

Изобретение относится к органическому синтезу, конкретно к способу получения ди . метилтерефталата, который находит -применение в качестве полупродукта в производстве полиэфирных волокон, пленки, смол, Известен способ получения диметилтерефталата этерификацией продуктов совместного окисления и-ксилола и метилового эфира и-толуиловой кислоты метиловым спиртом в присутствии серной кислоты (1)

При использовании серной кислоты процесс осуществляют путем диспергирования продуко тов окисления в метиловом спирте при 65 С и атмосферном давлении.

Недостатком способа является длительность процесса этерифнкации (30 ч) и сильное осмоление продуктов. Способ также требует применения значительных количеств серной кислоты (3% от массы продуктов окисления).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к изобретению является способ получения диметилтерефталата взаимодействием продуктов совместного окисления и-ксилола н метил- и-толуилата с

2 метанолом прн температуре 200 — 250" С и давлении 15 — 27 ат в присутствии 0,25 — 0,5 вес.% катализатора — дигндрата сульфосалициловой кислоты. Выход диметилтерефталата составляет

93,5% t2) .

Недостатки способа заключаются в невысоком выходе целевого продукта и загрязнении его сульфосалицнловой кислотой, от которой диметилтерефталат трудно очищается известны.ми методами. К тому же в условиях этерификацни сульфосалициловая кислота подверга ется разложению (т.разл. 120 С) с образованием сернистых газов и фенольных соединений, что вызывает дополнительное загрязнение диметилтерефталата и усложняет его очистку.

Это же является и причиной безвозвратной потери дорогостоящего катализатора.

Цель изобретения заключается в повышении выхода целевого продукта и удешев. лении процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве катализатора используют кубовые остатки пооизводства днметнлтерефталата.. содержащие кобальт, марганец и железо, при

3 734192 суммарной концентрации металлов 0,01 — 0,05% от веса оксидата.

После проведения этерификации реакционную смесь подвергают вакуумной дистилляции для выделения диметилтерефталата и

5 метилового эфира и-толуиловой кислоты, который возвращают в процесс окисления.

Получаемый после вакуумной дистилляции реакционной смеси кубовый остаток можно вновь использовать в качестве катализатора этерификации.

Весовое соотношение кобальта и марганца в кубовых остатках зависит от соотношения этих металлов на стадиях окисления и этерификации, где оно составляет в промышлен- 15 ном процессе СО: М и = 1,0,05 — 1,5 (по весу).

Это же соотношение сохраняется и в остатках.

Количество кобальта и марганца в кубовых остатках также зависит от их количества при окислении и этерификации. В промышлен- 20 ном процессе получения дим тилтерефталата суммарная концентрация кобальта и марганца в остатках обычно составляет 0,3 — 0,5 вес.%

Кроме того, в кубовых остатках всегда содержатся соединения железа, p,ppppS

0,0001 вес.% что является следствием коррозии оборудования, Исследование состава кубовых остатков методом газожидкостной хроматографии пока. зало, что они содержат, вес.%: метиловый эфир и-толуиловой кислоты 0,2 — О,S, п-формилметилбензоат О,! — 0,2, диметилтерефталат

3 — S, диметилизо-и о-фталаты 1 — 2, п-толуиловую кислоту 2 — 3, монометилтерефталат

2 — 3, ди-и триметиловые эфиры дифенил ди-и трикарбоновых кислот 26 — 30. Остальные сое. динения индентифицировать не удалось. Из приведенных данных по составу кубовых остатков следует, что повышение выхода целевых продуктов при этерификации продуктов совместного окисления п-ксилола и метилового эфира п-толуиловой кислоты с использованием кубовых остатков не связано в основном с присутствием этих соединений, в том числе и соответствующих кислот, в остатках, поскольку количество остатков, используемых в качестве катализатора, составляет всего 1,8S — 3,75% от веса продуктов окисле ля.

Преимуществом предлагаемого способа является то, что использование кубовых остатков при этерификации продуктов совместного окйсления п-ксилола и метилового эфира п-толуиловой кислоты позволяет одновременно сокраппь расход катализатора и повысить вйход целевых продуктов на этой стадии. При этом повышение выхода целевых продуктов постигается как за счет повышения селектив4 ности самого процесса этерификапии, так и за счет превращения самих кубовых остатков в целевые продукты.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать повышенные выходы продуктов на стадии этерификации при использовании кубовых остатков за счет получения их из остатков в ходе этерификации и увеличения их выхода за счет повышения селективности этерификации продуктов окисления, обусловленное содержащимися в остатках активными соединениями кобальта, марганца и железа, и сократить расход катализатора этерификации.

Полученный по предлагаемому способу диметилтерефталат является неочищенным и поэтому требуется его дополнительная очистка по вышеописанному способу с целью применения для синтеза полиэфирных волокон. АналиЗ состава диметилтерефталата и сравнение его с продуктом, полученным по известному способу, показал, что он содержит одни и те же примеси в одинаковых количествах, вес.%; метилбензоат 0,02; метанол 0,02; метилтолуилат 0,1; п-формилметилбензоат 0,05, диметилизо- .и ортофталаты 0,1; и-толуиловую .кислоту и монометилтерефталат 0,01 — 0,15; терефталевую. кислоту и монометилтерефталат 0,01—

0,15; терефталевую кислоту 0,05, Это свидетельствует о том, что замена катализатора этерификации на кубовые остатки не вызывает изменения качества диметилтерефталата.

После двухкратной перекристаллизации днметилтерефталата, и последующей вакуумной дистилляции, диметилтерефталат имел во всех случаях показатели: цветность по Хазену 20;

КЧ = 0005, т.пл.=140,65 С, содержание железа не более 0,001% что соответствует ГОСТУ на данный продукт.

Пример 1. В автоклав загружают 100г продуктов совместного окисления и-ксилола и метилового эфира п-толуиловой кислоты (кислотное число (КЧ) 245), содержащих г:

19,5 и-толуиловой кислоты, 27,7 монометилтерефталата, 12,0 терефталевой кислоты 19,3 метилового эфира п-толуиловой кислоты, 6,8 диметилтерефталата и 21,5 других продуктов, прибавляют 60 r метилового спирта, 185 г кубового остатка, содержащего 0,32% кобальта, 0,02% марганца; 0,0001% железа и других металлов и этерифицируют при

200 С и 20 ати до КЧ 6.

После вакуумной дистилляции получают

39,1 r метилового эфира и-толуиловой кислоты (выход 95,9%), 49,1 диметилтерефталата (выход 97,1%).

734192

Составитель Е. Уткина

Техред Н.Ковалева

Редактор Н. Потапова

Корректор М. Вигула

Тираж 495

1 НИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Заказ 1999/32

Филиал ППП "Патент *, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Температура плавления диметнлтерефталата 140,5 С /эфирное число 576, содержание

-основного вещества 99,6%.

Пример 2. Берут 100 г продуктов окисления того же состава, что и в примере 1, 60 г метилового спирта, 3,6 r кубового остатка, содержащего 0,32% кобальта, 048% марганца 0,0001% железа и других металлов и этерифицируют при 300 С и

ЗО ати до КЧ 9. ".

После вакуумной дистилляции получают

38,4 г метилового эфира п-толуиловой кислоты (выход 94,2%) 48,2 диметилтерефталата (выход 95,3%). Темйература плавления диметилтерефталата 140,8 С, эфирное число 577, содер- ts жанне основного вещества 99,7%.

Формула изобретения

1. Способ получения диметилтерефталата взаимодействием продуктов совместного окис6 ления и-ксилола и метилового эфира и-толуиловой кислоты с метиловым спиртом, при повышенной температуре 200 — 300 С и давлении

20 — 30 атм в присутствии катализатора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и удешевления процесса в качестве катализатора используют кубовые остатки производства диметилтерефталата, содержащие кобальт, марганец, и железо, при суммарной концентрации металлов 0,01-005% от веса оксидата.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ И 1041945, кл. 12 14, опублик. 1959.

2. Авторское свидетельство СССР К 528301, кл. С 07 С 69/82, 1974 (прототип).