Способ получения бензол ди- или трикарбоновых кислот

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ СОЦИАЛНСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИНГОСМДАРСТБЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПОЦЕЛАп 4 ИЭ 0 БРЕТЕНИИР 1 ОПЛЧЫТИЗ. Авторское свидетельство СССР т 313829 кл. с 07 с 63/26, 1971.(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНЗОЛ дн ИЛИ ТРИКАРБОНОВЫШ КИСЛОТ, путем жидкофазного окисления соответствтют Щих алкилбензолов кислородсодержащимПРИСУТствии уксусной кислоты и катализатора, содержащего ацетат кобальта,марганца, никеля, и соединения брома,о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью упрощения процесса, используют катализатор, содержащй дополнительно ацетат хрома, при содержании металлов в комонентах катализатора при следующих вес. кобальта 0,ОЗ 0 Од, марна 0,01, хрома 0,0001 т 001 при этом 5 СООТНОШЕНИЕ НИКЕЛЯ И ХРОМ СОСТЗВЛЯ ет от 1100 до 1001.Изобретение относится к органнчес кому синтезу, конкретно к способу получения бензол ди или трикарбоно вых кислот, используемых в производстве термостойких волокон.Наличие в кислотах цветообрааую- 5 щих примесей, таких как 2,7 дикарбокснфлоуренон, д,ддикарбоксибенэофенол и др., а также к 4 рбоксибензальдегида ограничивают их применение в докачестве мономера для полиэфирных волокон.Известны способы получения бензолкарбоновыщ кислот мономерной чистоты, пригодных для изготовления во,5 локна, например, терефталевой кислоты (ТФК). Однако известные способы получения кислоты включают.стадию 7 дополнительной очистки, такой как каталитическая обработка водородом растворенной терефталевой кислоты П,цраствореиие примесей в уксусной кислоте и другик растворителяк 2 ,доокисление продуктов неполного окисления алкилбензолов Д. Использова- 25 ние дополнительной стадии очистки значительно удорожает стоимость полу 4 чаемой терефталевой кислоты.Наиболее близким по технической сущности и достигаеым результатам является способ получения, например,терефталевой кислотыжидкофазным окисд пением пксилола кислородсодержащим газом, в среде уксусной кислоты, при температуре 5022 ОС, вприсутствии смещенного катализатора, состоящего на ацетатов кобальта, марганца и . никеля, при содержании, вес.2 кобаль та 0,05-0,22, марганца 0,06-0,27,никеля 0,01, а также бромщдаамония. Цветность ТФК составляет 0,21 ч 0,66Недостатком известного способа яв ляется то,что он не позволяет получать целевой продукт высокой степени чистоты, что вызывает необходиость проведения дополнительной стадии очистки.Цель изобретения заключается в упрощении процесса.Поставленная цепь достигается опи-50 сышаем способом получения бензол ди или трикарбоновыщ кислот путем ищдкофааного окисленя соответствуюих алкилбензолов кислбродсодержаЙМ газом, в среде уксуснойкислотн, при 55 температуре 150220 С, в присутствии смешанного катализатора, состопЩ 9 ГР на ацетатов кобальтагдрганда И ЕЙкеля, при содержании металлов в компонентах катализатора вес. кобальта 0,03-0,04, марганца 0,0250032,никеля О,00 О 1 О,О 1, соединения брома,а также дополнительно в присутствии ацетата хрома, при содержании хрома 0,00 О 1 О,О 1 вес, при этом соотношение никеля к хрому составляет от 110 О до 001.Отличительиьми признаками процесса является использование катализатора,содержащего дополнительно ацетат крот ма,.при содержании металлов компонентов, вес кобальта 0,03-0,04, марганца 00125 О,03, никеля 0,001-0,01,хрома О,00 О 1 О,О 1 ипри этом соотношение иикеля к крему составляет от-17100 до Д 001, что позволяет упростить процесс. Окисление проводят при температуре 150523000. Воздунобычно подают в таком количестве, чтобы обес рпечить избыток по кислороду 2-42 объемн. Поспе.полного превращения алкилбензолов, обычно реакционную мае су ступенчато охлаждают 180170 С, 1150-14 ос, 11 о-1 оос, центоифугируют,осадок последовательно обрабатыаютуксусной кислотой, водой и передают на сушку. Полученная терефталевая кислота не требует дополнительной очистки и имеет качество, пригодное для волокна.Содержание п-карбокснбеНзапьдеги даО 01 О,О 2 вес., цветность-О,0 О 1 г 0,005 (в виде оптической плотности В 330)Преиущества предлагаемого способа заключаются в упрощении процесса за счет исключения стадии очистки терефталевой кислоты, при этом происходитП р и м е р 1. В титановый реактор,снабженный перемешивающи устройством,емкостью 2,8 на иепрервывно подают исходную смесь в количестве 2,8 м 3/ч,состоящую из пксилола 356,4 кг/ч,уксусной кислоты 2391 кг/ч, ацетата кобальта 4,18 кг/Ч, ацетата марганца 2,14 кг/Ч, ацетата никеля 0,01 кг/ч,ацетата хрома 0,О 4 кг/ч, бромида амоиия 2,98 кг/ч, а также подают Ф воздух в количестве, обеспечивающем избыток кислорода 2 т 4 объемным. Температура реакции 2322 ОС. После полного.превращения п-ксилола, реакционную массу ступенчато охлаждают 180-7 ос, 160140 с, 110-1 оос. центрифугируют, осадок последовательноддой и отправляют на сушку. Получен ная терефталевая кислота имеет примеси пкарбоксибенэальдегид 0022 вес.2, цветность 4,ОН (или 0,004 в 5 виде оптической плотности).В качестве соединений брома исполь зуют бромид натрия. 10 П р и м е р 11. В титановый реактор периодического действия, емкостью 250 мл (рабочий объем), снабженный АДЛЯ подачи КИСЛОРОДСОДЕРЖЭЩЕГСЩ газа 15и нагревательными элементами, загружают 60 г мезителена 170 мл уксус ной кислоты И каталиэаторд ацетат кобальта 0,420 г ацетат марганца 0,22 г ацетат никелнО,11 г аце до тат хрома 011 г и бромид аммонияч 0,31 г. Реакционную смесь разогревают в токе аргона при работающей мешалке до температуры 16000, затем в реактор подают воздух и температуру 15 постепенно поднимают до 22000. Время реакции 45 мин.-Полученная тримезн новая кислота содержит 0,022 карбокч сиальдегидов.П . 30 р и м е р 12. В реактор барботаж ного типа полунепрерывного действия(без вывода продуктов реакции) емко стью 800 мл непрерывно подают реакционную смесь состава м-ксилола 15,5 5 ацетата кобальта 0,187 г ацетата 35 марганца 0,112 гацетатаникелятбромида амония Ъ 0,124 г и уксусной кнслоты 845-435 . В качестве кнсло- 40 родсодержащего газа используют воздух Температуру реакции поддерживают в пределах 190-2 о 2 с.Полученная изофталевая кислота имеет цветность 38,1 Н (оптическая плотность 0,0419) содержание мкар боксибеизальдегида 0,0041.П р и м е р 13. Вреактор описанны выше, подают реакционную смесь состава мксилол 15,5 г, ацетат кобальта 0,187 г ацетата марганца 0,112 г ацетат никеля 0,04 г,ацетата нромач 0,042 г бромида аммония 0,124 г И уксусной кислоты температурареакцин поддерживается в пределах 90196 Сц Изофталевая кислота имеет цветность 187 Н. Содержание мкарбоксибензальдегида составляет 0,О 045.П р и м ерр 14.В титановый реактор емкостью 400 мл, снабженный быстроходной мешалкой, устройством для подачи кислородсодержащего газа н вывода готового продукта, непрерывно подают искодную реакционную смесь сод Тава псевдокумола 60 г,ацетатакоалЬта 0,040 г, ацетата марганца 0,22 г, ацетата никеля 011 Ь, ацета та хрома 0,11 г, бромида аммония 0,31 г и уксусная кислота-170 мл. Реакцию проводят при температуре 2 ОО 21 ос. 0 Полученная тримеллитовая кислота содержит О,О 552 карбоксибензальдегит дВ- - . Таким образом, предлагаемая система катализатора Со, Мл, Е Ст н Вт,представленная определенным количест венным составом, позволила в одну 1 стадию получить терефталевую кислоту,пригодную для непосредственной полнмеризацин исключив стадию очистки. Используемая система катализатора лозволила повысить экономическую эффект тивностъ процесса и сэкономить дефицитные материалы за счет сокращения расхода количества кобальта в 10 раз.--- -Н- - -- ксилола, ----- --дд 7 кобальта Марганца Никеля Хрома Брома вес.2 п-ТК Е гг-КБА Цвет д нестьП р н м е ч а н н е. Цветность ТФК, определяемая в виде оптической плотности 4 вес.2 раствора в водном амиак 0,нзмеренной в 4 см ячейке, при длине. 1 волны света 380 ммк Побразцов 1 т 1 О составляет 0,О 018 О,ОО 7.