Спосіб отримання терефталевої кислоти

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН 1205757 А ( 5 1 ) 4 С 07 С 6 3 / 2 6 , 5 1 / 0 9 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕЛ К ПАТЕНТУ (21) 3357502/23-04 (22) 26.11.81 (31) Р 3044617.4 (32) 2 7 . 1 1 . 8 0 (33) D E '... -у]*.. . /•••" ' " " , ' -'. /.[ ;Т . : . ' • ' . • • (46) 1 5 . 0 1 . 8 6 . Бюл. № 2 '(71) Динамит Нобель АГ (DE) (7 2) Антон Шенген, Гейнц Шредер и Георг Шрейбер (DE) (53) 5 4 7 . 5 8 4 . 0 7 ( 0 8 8 . 8 ) ' . ., (56) Патент СССР № 1041029, кл. С 07 С 69/82, 1979. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРЕФТАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ путем окисления (і - к с и лола и сложного метилового эфира П-толуиловой кислоты воздухом в присутствии катализатора, состоящего из ацетатов кобальта и марганца, при температуре 140-170°С и давлении 4-8 бар с последующей этерификацией оксидата метанолом при температуре 250-280 С и давлении 20-25 бар, после чего полученный диметилтерефталат подвергают пере-' гонке при температуре 150-190 С, давлении 15-100 мбар и флегмовом числе 0 , 3 - 1 , 0 и гидролизу полученного дистиллята - диметилтерефталата при температуре 260-290 С с последующим выделением целевого продукта из продуктов гидролиза, от-» л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса, гидролиз проводят путем подачи водяного пара с температурой 260-290°С и давлением 45-80 бар противотоком к диметилтерефталату с температурой 190 С и после достижения степени конверсии диметилтерефталата равной 97,7% в пересчете на терефталевую кислоту, в качестве головного продукта отводят смесь метанола с водой с температурой 240-250 С, которую после конденсации подают в качестве флегмы на гидролиз и в качестве рецикла в процесс. (Л С 1 2 1205757 сборник 17, снабженный мешалкой. Из Изобретение относится к области сборника 17 суспензию подают в органической химии, в частности к кристаллизаторы 18 и 19, снабженные способу получения терефталевой к и с конденсаторами 20 и 21 соответственлоты. Целью изобретения является уп5 но. В кристаллизаторах 18 и 19 рощение процесса» суспензию доводят до 100 С. Затем Смесь метанола с водой, отводисуспензию подают в центрифугу 22, мая в качестве головного продукта в которой ока разделяется на терефтагидролиза, содержит 10-90 вес.% левую кислоту (поток 23) и фильтрат метанола^ Эта смесь частично исполь- W (поток 2 4 ) . Маточный раствор стадии зуется для обогрева испарителя, промывки выводят из процесса (поток применяемого на стадии отгонки 2 5 ) . Терефталевую кислоту выводят диметилтерефталата, что позволяет из процесса через сушилку 26. Втосократить расход энергии на отгонку ричный пар сушилки конденсируют диметилтерефталата из продукта э т е 15 в теплообменнике 27 и получаемый рификации. конденсат соединяют с фильтратом Часть смеси, используемой для центрифуги 2 2 . обогрева испарителя на стадии отТ е х н о л о г и ч е с к а я схема по ф и г . 2* гонки диметилтерефталата, подают на о т л и ч а е т с я от ф и г , 1 лишь т е м , ч т о ректификацию и получаемый при этом 20 вместо гидроциклона 15 у с т а н о в л е н а чистый метанол рециркулируют на стап р о т и в о т о ч н а я промывная колонна 2 8 . дию этерификации продукта окисления. При этом гидроциклоны 14 и 16 служат На фиг. 1-3 представлена технотолько для концентрации т в е р д о г о логическая схема предлагаемого сповещества в с у с п е н з и и . соба, причем на фиг. 1 и 2 - про25 Согласно ф и г . 3 на окисление 1 , в цесс начиная со стадии гидролиза, проводимое при 1 40--1 70 С и д а в л е н и и а на фиг. 3 - процесс получения ис4-8 б а р , подают: Я - к с и л о л - по т р у ходного диметилтерефталата. бопроводу 2 9 ; сложный метиловый Согласно фиг. 1 подаваемую в эфир К - т о л у и л о в о й кислоты - по т р у качестве потока 1 воду нагревают 30 бопроводу 30', воздух - по т р у б о п р о до 260-290 С в испарителе 2 и полуводу 31 и к о б а л ь т о - м а р г а н ц е в ы й к а т а чаемый нагретый водяной пар под давл и з а т о р - по трубопроводу 3 2 . лением примерно 45-80 бар подают в Со с т а д и и 1 окисления о т в о д я т : нижнюю часть реактора 3 , в верхнюю отходящий г а з - по трубопроводу 3 3 \ часть которого подают нагретый отходящую воду - по трубопроводу 34 до 190 С диметилтерефталат (поток 4) и продукт окисления - по т р у б о п р о Образующийся в реакторе 3 метанол в о д у 3 5 . Продукт окисления подают в виде смеси с водой, имеющей темна этерификацию Г t подаваемым по трупературу 240-250 С, отводят на конбопроводу 36 метанолом при 250 денсаторе 5 (поток 6 ) . 40 280°С и давлении 20-25 б а р . Продукт I этерификации по трубопроводу 37 Реакционную смесь, получаемую подают н а двухстадийную вакуумную в нижней части реактора 3, частично п е р е г о н к у 1V, причем головной п р о рециркулируют через испаритель 7 д у к т первой с т а д и и , представляющий и частично подают через дроссельные 45 собой фракцию сложного м е т и л о в о г о клапаны в кристаллизаторы 8 и 9, эфира И - т о л у и л о в о й к и с л о т ы , подают снабженные мешалками и теплообменв сборник 38 по трубопррводу 3 9 , а никами 10 и 11 (поток 12). Одну головной продукт второй с т а д и и , часть конденсата, получаемого в представляющий собой фракцию диметеплообменниках 10 и 1 1 , выводят из 50 т и л т е р е ф т а л а т а , подают по т р у б о п р о процесса, а другую часть рециркуливоду на 40 на п е р е г о н к у V, осущеструют в кристаллизаторы 8 И 9. вляемую при 1 5 0 - 1 9 0 ° С , д а в л е н и и Получаемую суспензию подают на 15-100 мбар и флегмовом» числе 0 , 3 - 1 . стадию промывки горячей водой, поНа п е р е г о н к е V получают фракцию даваемой в качестве потока 13. Стадия промывки состоит из трех после55 сложного м е т и л о в о г о эфира т е р е ф т а довательно включенных гидроциклонов л а л ь д е г и д н о й кислоты в ка-честве 14-16. После пропускания через с т а г о л о в н о г о п р о д у к т а , отводимого по дию промывки суспензию подают в трубопроводу 4 1 , и фракцию д и м е т и л * J 1 205757 < терефталата в качестве кубового про-' метанола, 4,4 кг/ч ДМИ/ФИК, 2 , 2 к г / г " дукта, подаваемого по трубопроводу 4 ДМО/ОФК, 1,2 кг/ч МТАК/ТАК, 27,2 кг/ч на гидролиз водой. М Т и 0,6 кг/ч И -ТК. Оставшийся М кубовый продукт рециркулируют на В примерах приняты следующие 5 гидролиз. После кристаллизации проусловные сокращения: Д Т - диметилМ дукт гидролиза промывают 3000 кг/ч терефталат; ТК - терефталевая кисводы с температурой 100 С. Маточный лота^ ДМИ/ИФК - сложный диметиловый раствор стадии промывки, состоящий эфир изофталевой кислоты/изофталеиз 3243,8 кг/ч воды, 55,4 кг/ч ТК, вая кислота; ДМО/ОФК - сложный диметиловый эфир ортофталевой кислоты/ор- Ю 12,1 кг/ч метанола, 4,0 кг/ч ДМИ/ИФК, 2,0 кг/ч ДМО/ОФК, 0,6 кг/ч МТАК/ТАК тофталевая кислота; МТАК/ТАК - слож24,5 кг/ч М Т и 0,54 кг/ч И -ТК, М ный метиловый эфир терефталальдевыводят из процесса, а промытую сусгидной кислоты/терефталальдегидная пензию подвергают кристаллизации кислота', М Т - монометилтерефталат і М 15 с последующим центрифугированием. ft-TK - И -толуиловая кислота. Получают 1000 кг/ч (89,6% теории) П р и м е р 1. Процесс проводят терефталевой кислоты со степенью в установке по фиг. 1 и 3. чистоты 99,84%. 400 кг/ч п-ксилола и 465 кг/ч сложного метилового эфира П - т о П р и м е р 2. Процесс проволуиловой кислоты подвергают жидко20 дят в установке по фиг. 2 и 3. фазному окислению 300 н м г / ч воздуха 400 кг/ч П-ксилола и 465 кг/ч при 140 С и давлении 4 бар в присутсложного метилового эфира h - т о ствии катализатора, состоящего из лу иловой кислоты подвергают жидко100 г кобальта и 75 г марганца в фазному окислению 300 нм /ч воздувиде ацетатов, растворенных в 102-ной 25 ха при 170 С и давлении 8 бар в водной уксусной кислоте. Получаемый присутствии катализатора, состояпродукт окисления подвергают этерищего из 100 г кобальта и 75 г марфикации 400 кг/ч метанола при 250°С ганца в виде ацетатов, растворенных и давлении 20 бар. Продукт этерифив IOZ-ной водной уксусной кислоте. кации подвергают непрерывной двух, 0 Получаемый продукт окисления подстадийной фракционной перегонке, вергают этерификации 400 кг/ч мепричем на первой стадии работают танола при 280 С и 25 б а р . Продукт при температуре в кубе 150 С, давэтерификации подвергают непрерывл е н и и ^ мбар и флегмовом числе 0 , 3 , ной двухстадийной фракционной пеа на второй - при температуре в курегонке, причем на первой стадии бе 190 С, дарлении 100 мбар и флегмоработают при температуре в кубе вом числе 1,0. При этом получают 150 С, давлении 15 мбар и флегмо1264,8 кг/ч диметилтерёфталата, вом числе 0 , 3 , а на второй - при содержащего еще 5,1 кг/ч ДМИ/ИФК, температуре в кубе 190°С, давлении 2,5 кг/ч ДМО/ОФК, 1,3 кг/ч МТАК/ТАК , 100 мбар и флегмовом числе 1,0. и 0,6 кг/ч n -TK. Этот поток с темПри этом получают 1266 кг/ч димепературой 190 С подвергают гидротилтерёфталата , содержащего лизу 3587 кг/ч водяного пара,имеющего 30,7 кг/ч ДМИ/ИФК, 15,4 кг/ч температуру 29О°С и давление 80 бар ' ДМО/ОФК, 0,13 кг/ч МТАК/ТАК и и подаваемого противотоком диметил6,6 кг/ч ft -ТК. Этот поток с темтерефталату. После достижения с т е пературой 190°С подвергают гидропени конверсии диметилтерёфталата лизу 3676 кг/ч водяного пара, 97,7% (в пересчете на терефталевую - имеющего температуру 260 С и давкислоту) со стадии гидролиза в к а ление 45 бар и подаваемого протичестве головного продукта отводят вотоком диметилтерефталату. После имеющую температуру 240 С смесь 50 достижения степени конверсии 420 кг/ч метанола с 657 кг/ч воды, 97,7% (в пересчете на терефталевую которую после конденсации подают в кислоту) со стадии гидролиза в какачестве флегмы на гидролиз и в качестве головного продукта отводят честве рецикла - в процесс. В к аимеющую температуру 250°С смесь честве кубового продукта со стадии 55 433 кг/ч метанола с 677 кг/ч гидролиза отводят поток с темпераводы, которую после конденсации турой 276 С, состоящий из 1057,2кг/чі подают в качестве флегмы на гидроТК, 2691,2 кг/ч воды, 27,2 кг/ч лиз и в качестве рецикла - в про 1205757 * Маточный раствор стадии промывки, ц е с с . В качестве кубового продуксостоящий из 3255,2 кг/ч воды, та со стадии гидролиза отводят 55,8 кг/ч ТК, 27,8 кг/ч метанола. поток с температурой 275 С, состоя26,3 кг/ч ДМИ/ИФК, 13,2 кг/ч щий из 1057,6 кг/ч ТК, 2755,2 кг/ч ДМО/ОФК, 0,09 кг/ч МТАК/ТАК, воды, 27,8 кг/ч метанола, 26,3 кг/ч 5 27,8 кг/ч ММТ и 6,6 кг/ч п -ТК, ДМИ/ИФК, 13,1 кг/ч ДМО/ОФК, 0,12 кг/ч выводят из процесса, а промытую МТАК/ТАК, 27,8 кг/ч М Т и 6,6 кг/ч М суспензию подвергают кристаллизации ti-TK. Оставшийся кубовый продукт с последующим центрифугированием. рециркулируют на гидролиз. После 10 Получают 1000 кг/ч (89,6% теории) кристаллизации продукт гидролиза терефталевой кислоты со степенью подвергают противоточной промывке ^чистоты 99,998%. 2250 кг/ч воды с температурой 200 С. Фиш,? 1205757 Фи*. 2 $9 І да • у 35-. rX * ЇЇ * „,,1 і 99 #* 41 1 t V ^ Я З Д „ _ ^ а кка з 8 5 ^?^| 6 1_-п.,ж Т и р а ж 33 77 99 ПОДПИСИ^ Филиал Шт" Патввт ',"г^Ужгород, уп • Проектаая, * 8Н