Способ получения терефталевой кислоты

Изобретение относится к органи.ческой химии, конкретно к способу получения терефталевой кислоты, находящей.применение в производстве синтетических волоконИзвестен способ получения терефталевой кислоты окислением п-ксилопа Т 1. . .Наиболее близким к предлагаемому является способ получения терефталевой кислотыпутем окисления л-ксипола и/или сложного метилового эфира п-толуиловой кислоты кисд 5 родсодед 7 жащим газом в.присутствии катализа д тора на основе тяжелого металла при дповышенных температуре-идавлениил ф этерификации смеси окисления метане лом при повышенных температуре и давпении, отгонки диметилтерефталата--который затем подвергают гидролизу водой при 1 д 0-35 ОС под давлением, и , фпоследующего выделения целевого про- дукта кристаллизацией 2 1.,0 днако при использовании известных способом недостаточна чистота целевого продукта (991-99,3 из-затилтерефталате отгоняемом из продукта этерификации. сЦепь изобретения - повышение чис тоты целевого продукта.Поставленная цель достигается тем,что терефталевую кислоту получают путем окисления п-ксилола и/или слож-А. ного метилового вфира п-толуиловой кислотыжиспор 9 дС 0 держащим угазом в присутствии.катализатор 5 Онаоснове ТЯЖЕЛОГО НЕТЕППЭ ПРИ ПОВЫШБННЫХ температуре и давлении, этерификации смеси окисления метанолом при повы 7 шенных температуре идавлении отгон ки диметилтерефталата, перегонки полученного продукта при температуре 130-19 ос давлении 15-топ мбари флегмоаом числе 0,321-1 О 1 затем гидролиза водой при-1 дП-35036 под дь давлением, разделения продуктагид-ролиза на сгущенную суспензию твердой терефталевой кислоты и маточногоРЭСТВОРЭ, КОТОРУЮ ПОДВЮТ на противо точную обработку обессоленной.водой при 150-300 С, и на жидкую фазу, содержащую остальное количество.маточного раствора, подаваемуюна переработку, кристаллизации с последую,щим выделением целевого продукта обычОтличительными признаками процесса являются перегонка диметилтерефталата после отгонки при температуре 130-190 С, давлении 15-100 мбар и флегмовом числе О 31-101 а перед кристаллизацией продукт гидролиза подвергают противоточной обработке обессоленной водой при 150300 С с последующим отделением воды от целевого продукта. СПродукт гидролиза разделяют на сгущенную суспензию твердой терефталевой кислоты и маточного раствора, фкоторую ПОДЗЮТ на противоточнуюоб ОЭООТКУ ВОДОЙ, И на СОДЕПЖЭЩУЮ ОСТЭЛЬНОЕ КОЛИЧЕСТВО МЭТОЧНОГО ОЭСТВОВЭжидкую Фазу, которую подают На переработку. .С-Начертеже представлена технолоГИЧЕСКЭЯ схема ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПВВдЛЭ гаемого способа. ССогласно технологической схеме п-ксидлол по трубопроводу 1, сложный метиловый эфир гт-толуиловой кислоты по трубопроводу 2, воздух по трубопроводу 3 икобальтово-марганцевый катализатор по трубопроводу Ц.Со стадии 1 окисления отводят от сходящий газпо трубопроводу 5, отхо-.дящую воду по трубопроводу 6 и продукт окисления по труб 0 проводУ 7. Продукт окисления подают на ста ДИЮ 11 ЭТВПИФИКЭЦИИ СВЕЖИМ МВТЭНОЛОМ, подаваемым по трубопроводу 8, и рекуперированным метанолом, подаваемым по трубопроводу 9 со стадии 111 переработки фракции, отводимой со стадии 11 этерификации по трубопроводу 10 Эту фракцию разделяют наотходящую воду, отводимую по трубопроводу 11,легкокипящие компоненты, отводимыепо трубопроводу 12, сложный метиловый эфир бензойной кислоты, отводимый по трубопроводу 13, и содержащую слож-ный метиловый эфир п 1 толуиловой кислоты фракцию, подаваемую по трубопроводу 1 дв сборник 15. Продукт этерификации по трубопроводу 16 по дают на двухстадийную вакуумную пе регонку 1 у.причем головной продуктфракцию сложного метилового эфирап-толуиловой кислоты, подаютв сбор ник 15 по трубопроводу 17, аголовной продукт второй стадии,лредстав ляющий собой фракцию диметилтерефта длата, подают на перегонку Ц, осуществляемую-при температуре 130-190 С, 5 чод 1029 4давлении 15-100 мбар и флегмовом Т 9 У 50 ПР 0 В 0 дУ 33 ПОДЭЮТ На СУШКУ Х 1 числе о,3 т-тш 1 ку 6 оаывпродукт ми затем отводят по тпурдовоуЧдТ второй стадии перегонки 13, пред- П 0 ПУЧдеМУЮ На СТЭДИНХ И В 0 дУ ставляющий собой высококипящий 8 осда- п трУ 500 В 0 даМ 35 И 35 ПОЮЬЫ отво ят по т боп ово 1 . а с орник ИЗ КОТОРОГО ЧЗС .дагонкедй получтфакц сложного 5 через теплообменник и трЧрооС метилового эфира терефталальдегидной реЦИВКУПИПУеТ На СТЗДИЮ кислоты в качестве головного продУК ТОК ВОДЫ П 9 ТРУ 50 Проводу 39 подают,та, отводимого по трубопроводу 19,.и На СТЭДИЮ 1- В РЕЗУЛЬТЭТЭ ПОПУЧЭЮТ фракцию диметилтерефталата Е качест- 10 тереФталевую.киспоту с показателем ее кубового продукта, подаваемого по цветности Ц-7 АРНА преТИВ 70 дрнд ПО трубопроводу 20 на гидролиз уд водой, способу Е 2 ЗИ ЧИСТОТОЙ ДО 39,991- подаваемой по трубопроводу 1. Гид- т Получаемая предлапаемым способом ролиз проводят при ТЦО-ЗБООС под терефталевая кислота необходима для давлением. Продукт гидролиза подают 15 получения линеиных слокну п 0 ЛИЭФИР 0 В.,по трубопроводу 2 на кристаллизацию используемых для изготовлениясвето-Й послечего его разделяют на сгу- стойких белыхе текстильных матеРИЭщенную суспензию твердой терефталевой лов. Она также применяется в качесткислоты и жидкую фазу, содержащую ос- ве катализатора при производстве тапьное количество маточного ОдСТВ 29 аддхлорд 5 амино-2-фенип 3(2 Н 3-пирис ра. Сгущенную суспензию подают по дазинона, являющегося сырьем для потрубопроводу 23 На противоточмую об- тлучения красителей и средств защиты работку ШЕ обеслзв вдой осу расений. Нм Примрах применяютществляемую ПНИ - .5 ПР 0 ТИ яприведе 5 веточной обработке обессоленной ВОДОЙ 25 ся следующие УСЛОВНЫЕ СОКРЭЩВНИЯ 7. получают фильтрат, который вместе с У ДНТ-т дИМеТИЛТеРЕФТ 3 ЙдТ МНТ -тН жидкой фазой, получаемой при рааделе- метилтерефталвт, МЭПТК - сложным мет нии кристаллизованного продукта гид- тиловый эфир ПТ 0 ПУИЛ 0 В 0 И-КИСЛОТЫ ролиаа подают по трубопроводу Зд на ПТК - отолуиловая кислота, МЕТАК кристаллизацию 15 путем охлаждения и 30 сложным метиловым эфир ТВРВФТаПаЛЬдеА при атмосферном давлении. При этом ГИдН 0 БМИСЛ 0 ТЫя дм ПИФТа получают водно-метанольную фазу, ко- лат, диМеТлрТ 9 торую по трубопроводу 25 подают на высококипящие компоненты, ТФК - терестадию Х отгонки метанола, а содержа- ФТЭПЕБВЯ КНСП 0 Тд ИФК 3 Ф 7 дЛе 5 а щий кристаллыматочный раствор под 35 КИСП 0 Т 3 ОФК рТФТаева Елта вергают разделению центрифугированием. мни М 0 Н 0 МЕТИПИ 30 ФТаП 8 Т ММ 0 НОН При этом получают фракцию твердого МеТИрТФТаЛаТ ТАК 79 еФТаЬ вещесТвадподЕаемую по трубопроводу , ДЕГИДНЗЯ Кислотдпу 26 на стадию 51, куда по трубопрово- аП р и м е р 1. Смесь 11 808 кг/ч дУ 27 также подают водную фазу со 40 п-ксилола и 31 691 кг/ч слождого моностадии 5, а также фильтрат, подавае- у метиловогоэфира 11-толуиловой киспо- П МЫЙ ПО ТРУОПРОВОДУ 28 На стадию Х. ты подвергают окислению 75 318 кг/ц На стадии 5 отгоняют метанол с не- воздуха в присутствии 2 д 3 кг/ч катабольшим содержанием воды, который по .лизатора на основе кобальта и марганТРУОПРОВОДУ 29 л 0 д 8 ЮТ НСТадию 1.45 ца (101) в виде ацетатов, раство Перед подачей на стадию 31 из водной рамных в воде. Окисление проводят в Фазы, получаемой на стадииХ,отде-, каскаде из трех реакторов при повыляют побочные продукты, которые отво- щающейся от 1 д 0 до 170 С температуре дят по трубопроводу З 9 дуспензию т И повышающемся от.д до 8-бар давлении получаемую на стадии Ц 111 противо- Получают 51 865 кг/ч продукта окислеточной обработки, подают через гидро- 50 нив, который подвергают этерификации циклон и трубопровод 31 на кристалли- . 26 13 д кг/ч метанолом при температузацию 13 терефталевой кислоты путем ре 250 С и давлении 20 бар. При этом охлаждения при атмосферном давлении. получают д 2 658 кг/ч смеси, которую Затем суспензию разделяют центрифут подвергают двухстадийной вакуумной,гированием на стадии 113, куда по 559 перегонке, первую стадию которой протрубопроводу 32 подают обессоленную водят при температуре 1 Ь 0 С, давлении воду. Получаемую на стадии центрифу- 100 мбар и флегмовом числе 21, а втогирования терефталевую кислоту по рую стадию - при температуре 180 Д, 1давлении 50 мбер ифлегмовом числе В 31. На второй стадии получают7 23 532 кг/ч.головного продукта,со стоящего из 9613 ЛИТ, 1,2 ММТ 0,1 МЭПТК о 7 дптк 0,7-мэтАк 5 0,362 ДНО, 0 д 6 ДМИ И 0,35 ВК. Эту смесь подвергают перегонке при температуре 25006 и давлении 20 бар.При этом получают д 2 658 кг/ч смеси,которую подвергают двухстадийной ва- 10 куумной перегонке, первую стадию ко торой проводят при температуре 1 дОС давлении.1 ОО мбар и фпегмовом числе 21 а вторую стадию - при температуре 18000 давлении 50 мбар и флег- 15 новом числе 0,31. На второй стадии получают 23 582 кг/ч головного Продукта,состоящего из Э 6,13 дМГ1,2 нмт, 0,12 НПТк 0,7 птк, 0,7 мэтдк, 0,362 дно, 0 ц 6 дми и 0.35 20 ВК. Эту смесь подвергают перегонкепри температуре 180 С, давлении 55 шбас ифлегмовом числе 81. При этом полу-д чают 1 179 ткг/ч головного продукта И22 ЦОЗ кг/ч кубового продукта. Голов-25 ой продукт состоитиз 582 дмт 13 Т МЭТАК И Е 8,7 неидентифицирован иых других Побочных продуктов. Кубоеый продукт, состоящий из 97,6 ДМТ,О 05 МЗПТК, 0,д ПТК, О,05 МЭТАК,0,2 дно, од 2 дни, 1,02 нит и 0,3 ЭК, и 1 д 278.кг/ч водной фазы, состоящей из 89,67 воды, О 05 метанола, 2,35-ТФК, 0,152 ИФК 0 О 7 ОФК 0,92 дМТ 0,01 ДНИ, П,012О 23 ПТК 0,06 ТАК и О,18 ВК подают на гидролиз при температуре 25000 и давлении 50 бар в течениедо мин. При этом получают 136 681 кг/ьдопродукта, состоящего из 7 Т,98 воды, 5,352 метанола, 11,Ц 5 ТФК в растворенном виде, д 25 ТФК в твердом ви- де, 017 ИФК 008 оФк 0,82 днт ОВ 1 ДНИ, 0,01 ДНО, 5,29 ММТ,оп 6 ими, о,п 3 ммо, о 26 ж пткд од 07 ТАК и О,2 О ВК. Продукт гидролиза подвергают кристаллизации путем охлаждения до 2 О 0 С и сброса давления до 20 бар, после чего он имеет состав 7198 воды, 535 метанола,193 ТФК в растворенном виде, 13 д 76 ТФК в твердом виде 0,17 ИФК 0,08 О 01 дмо.5,29 нит, 0,062 мми, по 3 ммц,026 ПТК, 007 ТАК И 9,02 ВК. ПроДУНТ ГИДПОПИЗЭ В ГИДПОЦИКПОНЕ ра 3 дЕ ляют на сгущенную суспензию твердойТЕРЕФТЭЛЭБОЙ КИСЛОТЫ И МВТОЧНОГО раствора и на жидкую фазу, содержа- щую остальное количество маточного раствора. Получаемую при этом сгущенную суспензию-подают на противо точную обработку обессолениой водой при температуре 2 ООС и давлении2 Ц бар, отводимой со стадии промывки и сушки целевого продукта и подаваемой в количестве 30 011 кг/ч. На этой стадии получают жидкую Фазу, которую соединяют с жидкой фазой, получаемой на стадии.рааделения продукта гидролиза При этом получают-030 ПТК 007 ТАК-и О,22 ВК, ко торую подают на переработку, направЛЭННУЮ На выделение метанола И пригодных Продуктов, как ММТ.Кроме того,на стадии противоточной обработки обессоленной водой получают д 6888 кг/ч суспензии состава 5998 воды, 1,08которую через гидроциклон (головную фракцию которого рециркулируют на противоточную обработку) подают на кристаллизацию путем охлаждения до 10000 и сброса давления до атмосерЧ ного с последующим центрифугированием при одновременной промывке 29 38 д кг/ч обессоленной водыи сушкой.Получают 18 750 кг/ч ТФК с цветностью 5 АРНА 5 ННЙ раствор ТФК в диметилформамиде-Ь ЧТО СООТВЕТСТВУЕТ ЧИСТОТЗ 99999. - Переработку 119 80 д кг/ч указанной жидкой фазы осуществляют.следующим образом. - Сначала фазу охлаждают до 10 ОС при одновременном сбросе давления до атмосферного. При этом ТФК и ММТпар (23 050 кг/ч) состава 85372 воды и 1 д 3 метанола подают На.перегонку. Получаемый на стадии кристаллизации ТФК и ММТ маточный раствор центрифугируют. При этом получаютС 0 СТаВ 9,311 ВОДЫ 9 д 7 метанола, 229 д тфк 0 П 3 ИФК, по 1 0 ФК,7,27 дмт, о,01 дни, о,цт дно,56,86 ммт о,о 1 мни, о 01 ммо 00 д ПТК 0 п 1 тдк и о,п 3 ВК,.которую вместе с д 9 57 Ц кг/ч водного КУбОВОГО ПРОДУКТЕ отгонкиметанопа И027 511 кг/ц обессоленной воды со стаДИИ ПРОМЫВКИ И СУШКИ ПОДЭЮТ на ГИДРО длиз диметилтерефталата.Получаемую на стадии центрифугированияводную Фазу 85 303 кгчмсоста-5 Ъ 593 Г 3 водыдб 5 метанолад 0,07ФК,0,26 ИФК,0,130 ФК, 0,3 дДМТ, 0,012 дни, 0,012 дмо, о,дд ммт,о,о 9 мии,о,од нмо,.п,д 12 птк 0,1 ТАК и 033 ВК также подают на отгонку метанола. При этом в качест- . ве головного продукта при температу ре 65 С и давлении 1 бар получают7 295 кг/ч состоящей из 99,5 метанола и 0,5 воды смеси, которую рецирку 45 пируют на этерификацию, а В качестве кубового продукта при температуред 75316-кг/ч состоящей из 9 В 12 шводыд оо 6 тФк о 21 ифк, ого 2 оФк 1 0,2 Э ДФТ, Од 01 ДНИ, 0,01 ДМО,о 38 ммт, оп 7 мни, о,од ммо,-0,352 птк, о,о 92 тАк и 0,262 вк сме-1 си, из которойперед рециркуляцией отделяют 25 7 д 2 кг/ч, которые пода 20ют на выделение побочных продуктов.П.р и м ер й 2.Повторяют пример 1 с той разницей, что головной продукт второй стадии перегонки продукта эте РИФИКЭЦИИ ПОДБЕВГЭЮТ ПЕВВГОНКЕ при 30и флегмовом числе 1 О 1. При этом получают 18 750 кг/ч терефталевой кислоты со цветностью д АРНА.П р и м е р 3. Повторяют пример 1 с той разницей, что этерификацию проводят при температуре 28 ОС и давлении 25 бар,-а головной продукт второй стадии перегонки продукта этерификации подвергают перегонке при температуре 130 С, давлении 15 мбар и Флегмовом числе 031. При этом получают 13 750 кг/ч терефталевой кислоты со цветностью 7 АРЫА. тП р и м е р д. Повторяют пример 1 с.той разницей что противоточную обработку обессоленной водой проводят Йпри температуре 30090. ПРИ 9 Т 0 М ПОЛУ чают 18 750 кг/ч терефталевой кислоты с цветностью д 5 дРНдЫс той.разницей, что противоточную об работку.обессоленной водой проводят при 150 РС. При этом получают 18750 кг/чаП р и м е р Б (сравнительный, согласно прототипу). Повторяют пример 1 с той разницей, что головной продукт второй стадии перегонки продукта этерификации не подвергают противоточной обработке обессоленной ВОДОЙ. При этом получают 18 690 кг/ч терефталевой кислоты со цеетностью 70 АРНА что соответствует чистоте ЗЭЬЗЖ. в