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Procédé de purification d'acides aromatiques.
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La présente invention concerne un procédé perrectionn pour l'isolement de l'acide téréphtallque de hante pureté à par - tir de solutions aqueuses à unc température de 200 à 370 C en substances saturées d'acide téréphtalique et comprenant., en outre,
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.500 à 6000 parties par -illion d'acide p-tolnique à l'état de soluté sur la base de l'acide téréphtalique sous forme de soluté.
Le perfection;#2 ért apporta par le rei re3nisse::.ent de te'3és scljtions Dzz '/Bûrat.icn ;-Etc;se r4;14e jusqu'à .me te>p4=z- ;u=ù ds 1<.0 - ljûmµ çna= pr6'=iier les C1'ß ::K. Q'Ci 7.c :-¯ ¯
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lique et séparer l'acide tériph1qe crisL.ü: de la liqueur mère aqueuse à une température de 120 à 150 î,. Le soliia:!t. aqueux est nai-1tenu en phase liquide aux températures appliquées
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pour la mise en solution, le refroidissement et la séparation.
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La Decanderesse a déjà décrit la purification d'acides polycarboxyliques aromatiques obtenus par oxydation catalytique en phase liquide d'hydrocarbures aromatiques poly alliés jusqu'au
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degré de pureté nécessaire pour la réaction directe de cas acides
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polycarbosyliques avec des diols en vue de la production de super
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polyesters. Ce degré de pureté est en général supérieur à 999
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T3 poids..
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En général, le procédé suivant l'invention est effectué
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coT"ne suit au départ d'un acide polycarborylique aromatique d'une puieté de 99,0 à 99,5 en poids. On dissout l'acide po2ycarbo- Yliane brut dans l'eau.
On met la solution résultante en contac présence d'hydrogène,avec un cattilyseur à base d'un nétal nobl --z ces conditions d'dro,énat1on moâérées, évitant la réduction
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-. cycles aroma lues. On filtre la solution hydrogénée pour
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".i.rp.* 1" s;,' le; n s1;spcns.icn et on la débarrasse des gaz, s ts'"1.:i!J .' ..::1ct'" 1>o::'ycarbozy11tue aromatique purifié par -. '..-I1i ! -n !"éa.l¯.é par rerrniéissenent par évaporation ". '3e Dans le brevet principal-, on décrit aile la cris- 'sJt1on =êalisée par refratdlsserent pr é+aporatsôn à v1tes: =1 " ie At qui peut 4tre efi'ctà<5e svantageusent deaanjëre contir ju j.> W13.rès séparées. L'ac.::? pol,yc rbo;,rs.iQue a...-ona"'icue :- , ->:1D. est ensuite séparé c isolé d -1. suspension sul# : f de cristaux dans l'eau par ':"'"1 procédés : sépwtia.
:'-l'-li':l!.'-,:,lde.7 par exemple par - Ltraticnj 'c"',...:-ifu5é!.t.:J::" yx. , .'3-\Jt1S la pression atmosphérique.
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Suivant le brevet princis ± ; 1 = == = ' ' s r =L.== -ctr. réalisée par refroidissertent par ±':¯;):::-:' ¯ ¯ ¯ ¯¯ ¯ '1- - effectuée en trois stades de cri¯ri3tt¯:. ., L",=1,1> =1=é=m==
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'''.. 1 :;- =,; . a.q1:'U3e dégazée à una temperatura
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.c 2CJ à 3?CL. u- :¯ :N . --ezs4-on propre à maintenir le solvant qea:. -.g p.:as liquide. Ces trois stades sont exécutés suc- e=snt à des températures e sous des pressions décrois- i¯: . s. refroidissecent at l'abaissenent de pression sont affectués à ';.ú....> .. è.3 par évaporation du solvant aqueux. élinination de vapeur d'eau t condensation de la vapeur d'ean séparée. La solution à 200-370 C est utilisée corne alimenta- tion pour le premier stade au cours duquel 30% ds l'acide téré- phtalique initialement dissous sont cristallisés.
La suspension de cristaux obtenua au cours du premier stade est utilisée comme alimentation pour le second stade et la suspension obtenue dans le second stade est utilisée censé alimentation pour le troi- sième stade au cours duquel sensiblement tout l'acide téréphtali- que présent initialement dans la solution est cristallisé. Le troisième stade est effectué à environ 100 C et sous une faible pression positive nécessaire pour l'évacuation de la suspension de cristaux dans une cuve sous la pression atmosphérique d'où la suspension est amenée à une centrifugeuse ou à un flltre,en vue de la séparation de l'acide téréphtalique cristallin de la liqueur mère aqueuse.
Suivant le brevet principal, la cristallisation par char ges séparées réalisée par refroidissement par évaporation à vitesse réglée est effectuée au moyen de la solution d'acide téréphtali- que dégazée à une température de 200 à 370 C et sous une pression propre à maintenir le solvant aqueux en phase liquide.Cette solution
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est -introduite tour à tour dans chacun de trois c123solagéalsh).,- Bent sis sous pression et chauffés par de la vapeur d'eau Jusqu'à la a-pfTat'are et la pression de 18 solutIon d'a.Lentatàen 8vPnt 3''i< trcducticn de celle-ci. Le ?Téc3fae et la : scus pression '1 cristallisoirs sont '1!'\C:'3 µ..EI ,rit:: ;¯'i'¯.1C¯l ' ins- 1té cn régipe du =xlvm a. -m ¯:3 posent du remplissage
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du cristallisoir.
Après le remplissage de chacun des cristal 14- soirs, on refroidit la solution eton en abaisse la pressiez ou
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cristalliser 1,5 le de soluté acide par 100 kg d'eau introdtli-a pendant les 15 préfères minutes, puis pour cristalliser le soluté plus rapidement en él1.:n.i..'1<:J'lt la vapeur d'eau par 1-linter- médiaire d'un condenseur sous une pression diminuant de façon réglée et atteignant finalement une valeur légèrement. supérieur à la pression atmosphérique nécessaire pour transférer la suspen sion finale de cristaux à la cuve sous pression atmosphérique d' elle passe au dispositif de séparation et d'isolenent de l'acide téréphtalique cristallin de la liqueur mère aqueuse.
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Le traitement d'bydrogéné1t1on catalytique de la solu- tion aqueuse d'acide téréphtalique brut, décrit dans le bre-
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vet principal .assuré une diminution de la teneur en 4-carbo:q- benzaldéhyde de 6000 à 1500 ppm dans l'acide brut jusque. 20 à 10 pp= ou coins dans l'acide téréphtalique cristallin isolé.
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Des subst:..ces non Identifiées altérant la codeur de l'acide téréphtalique brut sont aussi sensiblement éliminées, couae l'in dique 11 dictnut:1on de la densité optique (mesurée à 3li.0 mn) de ±,?1 à C,OS-0,Ob. Le traitement d'hydrogénation catalytique de :..1 701t.:t1o;1 d'acide téréphtalique brut transfor.e une propor- r-- tion sensible du 4-cartoJÇfbenzùd'de e..'1cicc p-toluique et ,mie certaine 1ut1t6 en acide hanzolçue. L'acide téréphtalique -este à l'état dissous dans l'eau après l'hydrogénation cataly- que,mais ce même solvant aqueux conprend aussi en solution de l'acide p-toluique e' de l'acide benzoïque. Ces trois acides benzènecarboiyliques nit les propretés de solubilité cl-après ,aux tempéretures 1ndjis canes le tableau 1.
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TA B LE AU 1 Propriétés ae solubilisé en fonction de la tenpérature , en grâces par 100 & de H2O
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<tb> Température <SEP> C <SEP> Acide <SEP> téréphtalique, <SEP> Acide <SEP> Acide <SEP> @
<tb>
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'p-toluiaue benzolque
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<tb> 71 <SEP> 0,011 <SEP> 1,9
<tb>
<tb> 93 <SEP> 0023 <SEP> 0,355 <SEP> 5,8
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 121 <SEP> 0,068 <SEP> 1,8
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 149 <SEP> 0,21 <SEP> 8,0
<tb>
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i 177 0, 62
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<tb> 185 <SEP> 1,0
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb> 205
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 205 <SEP> 5,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 242 <SEP> 10,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 242 <SEP> 10,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 259 <SEP> 20,0
<tb>
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272 f 3O,
0
Il s'agit dans ce cas de recueillir la quantité maxi- mum possible d'aciàe téréphtalique dissous content 200 à
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100 ppm ou moins d'acide p-toluique à partir d'un<* solution aqueuse à une température de 200 à 370C comprenant,, sur base pondérale, 100 parties d'eau, 5 à 30 parties d'acide téréphta- lique et 6000 à 500 ppm d'acide p-toluique,sur la base de l'acid
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téréphtalique. Le brevet des Etats--Unis d'ÁDLél"1que nO 2.572.575 concerne la séparation de l'acide p-toluique de l'acide téréphta.- liqua impur. Le brevet des Etats-Unis d'Anérique n*' 2.838.565 concerne cc même pr bl e.
On esJ donc porté à croire que ces deux brevets traitent des sujets les plus voisins de celui fai- sant l'objet de la présente invention.
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Suivait le brevet des Etats--Unis d'Anériquo nO 2.572.57t on traite le mélange d'acide téréphtalique et d'acide p-toluique au moyen d'eau à 100-200 C sous pression pour maintenir l'ean en
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phase liquide pendant une extraction après laquelle on isole de l'acide téréphtalique solide partiellement, purifié par une fil-
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tration exécutée ;. 100-200 C. On dissout, l'acide térépha111u9 partielleamt purifié dans un alcali caustique aqueux.
On aci- difie cette solution saline pour précipiter des cristaux d'acide téréphtalique libre qu'en recueille par filtration, après quoi on les lave à l'eau à plusieurs reprises, pais on les sèche.
La rapport acide téréphtalique:eau pour cette extraction à l'eau
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est de 4,4 à 4,8 g d'acide téréphtalique pour 100 g d'eau. La température d'extraction de 175 C ou même de 200 C au maximum n'es pas suffisante pour la dissolution de 4,4 à 4,8 g d'acide téréphtalique dans 100 g d'eau. A 200 C, il est possible de dissoudre dans 100 g d'eau environ 1,7 g d'acide téréphtaliq-ae.
Ce brevet ne concerne donc pas l'isolèrent de l'acide téréphta- lique pur de solutions aqueuses contenant également de l'acide
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p-taluique dissous.
Suivait le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2.88.565,
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n chauffe un mélange d'acide téréphtalique et d'acide p-tolnique ,-vec de l'eau a me température de 230 à 280 C et "ous une pres- :.ion propre à zaintenir l'eau en phase liquide,en vue de former .ne ::()lutio:'1o L a sdlutioi ne doit pas être refroidie à une tem- raß;ire inférieure à l65 C pour cristalliser l'acide téréphta- lique. Le mode de refroidissement jusqu'à une température non inférieure à 165 C n'est pas décrit. Dans un exemple de ce pro- cédé,en formant la solution à 260 C sous une pression de
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50,97 kdc= 2 au manoètrP et cristallisant ensuite à 1300C àous une pression de 10,54 kj2, on obtient de l'acide téré- phtalique d'une pureté de 99 .', --10.-J.
Onp telle cristallisation jusqu'à une température de 180 C sous une pression de 1054 iq.Jcm2 au n.^.o tre avec ';:'1.-1"'atio..... (-e la chaleur de la solution,is sans élimination de 1';aijrs#Ot ej effet ccn- duire à de l'acide éphta1iue d'une pureté de 99 a 1C'C%.
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La Demanderesse a découvert que l'évaporation instanta- née à 200-371 C d'une solution aqueuse d'acide téréphtalique can- tenantde petites quantités diacide p-toluique par exemple de @000 à 500 ppm jusqu'à 182-166 C avec élimination de la vapeur d'eau, puis maintien du élanbe résultant à 182-166 C pendant une ou plusieurs heures et enfin filtration à cette température, assure un facteur de séparation de 2 à 5, c'est-à-dire que le rapport de l'acide p-toluique dissous à l'acide p-toluique dans l'acide téréphtalique recristallisé séché est de 2 à 5.
Ainsi, l'évaporation avec refroidissement comblnée avec le procédé de purification décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2.838.565 ne conduit pas à l'obtention d'acide téréphtalique purifié conprenant 200 à 100 ppm d'acide p-toluique ou moins.
Suivant le procédé de la présente invention toutefois, le refroidissement par évaporation à vitesse réglée jusqu'à une température de 120 à 150 C sous des pressions de 1,41 à 3,87 kg/cm2 peut être appliqué à des solutions aqueuses d'acide téréphtalique à une température de 200 à 371 C et sons une pression propre à maintenir l'eau en phase liquide an cas où ces solutions sont sensiblement saturées à'acide téréphtalique dissous contaminé par de l'acide p-toluique en quantité de 6000 à 500 ppm,en vue de produire de l'acide téréphtalique cris- tallisé contenant de l'acide p-toluique en quantité de 200 à 100 ppm ou moins avec un facteur da séparation au noins de 10 à 30. On peut obtenir ces résultats même en évaporant 55 à 65% de l'eau.
Par tcus les procédés déja connus sensiblement tout l'acide benzoïque dissous et au moins 90% de cet acide restent en solution parce que le maintien de l'acide benzalque à l'état de soluté n'entraîne pas de difficultés comme le fait le maintien de l'acide p-toluique à l'état de soluté pendant la cristallisa- tion de l'acide téréphtalique de solutions à 200-371 C.
L'examen
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des propriétés de solubilité de l'acide p-toluique dans l'eau montre que la intention de 6000 à 500 ppm d'acide p-toluique il!. base de l'acide téréphtalique, n'entrainerait pas de difficult du tout pour des températures de cristallisation finales de 200 à 166 C ou même moindres pouvant atteindre 121 à 93 C même avec évaporation et élimination de 55 à 65% de l'ean initialement présente comme solvant parce que la quantité d'eau subsistant serait toujours suffisante pour maintenir l'acide p-toluiçue en solution.
Le refroidisse!Lent par charges séparées classique par la seule élimination de chaleur de telles solutions aqueuses à haute température et sous des pressions élevées est en général lent. Toutefois, le refroidissement par évaporation à vitesse réglée de 2,2 à 5,5 C par minute appliqué dans le procédé sui- vant l'invention est acceptable pour des applications à l'écnell. industrielle.
Plus spécialerent, le procédé suivant l'invention est exécute au départ d'une solution aqueuse à une température de
200 à 371 C, avantageusement de 227 à 302 C et spécial oient da
240 à 288 C sous une pression propre à maintenir l'eau en phaso liquide, cette solution étant sensiblement saturée d'acide téré- pl-talique et d'une quantité d'acide p-toluique de 6000 à 500 ppm sur la base de l'acide téréphtalique. Par 'sensiblement saturée on entend que la solution est nain tenue à une température supé- rieure de 5,5 C à celle à laquelle se forcent les premiers cris- taux d'acide téréphtalique.
On soumet cette solution par un procédé continu ou par charges séparéas à un refroidissement par évaporation à vitesse réglée dans une eu plusieurs zones de cristallisation agitées pour arriver à une température finale de 118 à 149 C, avantageusement de 124 à 143 C et spécialement de 135 à 141 C sous une pression correspondant à la tension ac la vapeur d'eau à ces températures. On soumet la suspension
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o' ,1. , .-.= taux %il'acide téréphtauque à une séparation 1- >1.. z :a ..:., par e;.:emple par centr1!'uoation ou par filtrat,ion
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-Du encore par àécantatioc ou filtration et centrifogation à la te.cpé:':ï.t '"e et sous la pression finale de cristallisation.
On peit laver l'acide téréphtalique cristallin hnnide à 1> ?.::.;: Parfois, il n'est pas nécessaire de recourir à un lavlle à l'eau . En uL#Lisant plusieurs cristallisoirs alternants et un récipient dans lequel S' ac#JUle!lt les sus; e:1S1.ons provenant ce tous les cristallisoirs, on obtient l'11r,]T..tat.1on en suspension pour une séparation liquide-solide continue.
Le lavage à l'eau daiis un tel proceaé de séparation l.1u1de--so11de continn est effectué au mieux par remise en suspension de l'acide téréphtf-li- que crl stalljn bu:I:l:de à rad son de 3 à 5 kg d'eaa par kg d'acide t(ri- phtalique à une température de 121 à 149 C sous une pression de 1,41 à 3,87 kg/cm au manomètre, suivi d'une seconde sépara- tion liquide-solide à une température de 90 à 100 C sous la pres- sion atmosphérique- En recourant à ce procédé de remise en sus- pension, on peut laver de grandes quantités d'acide téréphtali- que purifié qu'on peut recueillir sensiblement de manière cent.1- nue. On sèche l'acide téréphtalique purifié lavé.
Le produit séché ne contient pas plus d'environ 100 ppm d'acide p-toluique
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et probTjblement 50 à 75 ppa et même à peine 20 ppa (actuellement limite de la quantité décelable) d'acide p-tolnique- Les exemples suivants illustrent l'aihélioratioci vote- nue par le procédé ne cristallisation suivant l'invention.
On effectue une série de cis11i5at1ans par charges séparées avec des solutions aqueuses d'acide téréphtalique puri-
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fié obtenuesp= mise en contact de solutions aqueuses d'acide téréphtalique brut avec de l'nydrogène et un catalyseur. La solution soumise à la cristallisation par charges séparées est refroidie par évaporation à vj tesse réglée d'environ 2,2 C
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par minute. Cst-à-d1re que l'eau est évaporée à la
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surface de la solution, la vapeur d'eau est condensée et le con- densat est recyclé à la solution. Dans cette série de refroidis- sements par évaporation à vitesse réglée effectués par char- ges séparées, le refroidissement à des températures de 100 à 149 C est admis.
Pour certaines cristallisations par charges séparées dans lesquelles on refroidit jusqu'à une température supérieure à 100 C et sous une pression supérieure à la pression atmosphérique (0 kg/cm2 au manomètre) on effectue une évaporation instantanée pendant la filtration sous une pression de 0 kg/cm2 au manomètre et à une température de 100 C.Le refroidissement par évaporation à vitesse réglée jusqu'à 100 C sous une pression de 0 kg/cm2 an manomètre et le refroidissement instantané à 100 C sous une pression de 0 kg/cm2 au manomètre pendant la filtration n'entrent pas dans le cadre de la présente Invention et sont donnés à titre de comparaison. Les exemples numérotés illustrent le procédé suivant l'invention.
Les résultats obtenus par ces cristallisa- tions par charges séparées et les conditions appliquées sont indiqués dans le tableauII dans lequel "Al" indique l'acide téréphtalique et "ApT" l'acide p-toluique. Le facteur de séparation est le rapport de l'acide p-tolnique dans la solution à l'acide p-toluique dans le produit.
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TABLEAU II Cristallisation par chargea séparées
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iol1rrU!t1tat1on --- F1Tiration I- JOE " #### Exemple 'emn6rature ltn..1!.t(m Température prosâion Êvporu.- ApT F";l1 -, \ .. #### oc Au -Ap---- T PPM (2) oc 2 Etu tion ins- ppm s6àaTôti,a Jtfol CI4 tantatiée ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯ #anoètr.
C 1 249 9i2 1860 118 ¯- 0'g4 néant 20 ? ' 2 249 10 1860 135 2,11 néant '0 ' ? 3 271 25 500 135 2,11 ndant Ut l'0 4 271 25 1500 135 z11 néant 20 25 témoin 1 271 25 1500 149 U 31,1(3) 170 avo
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<tb> r6moin <SEP> 2 <SEP> 271 <SEP> 25 <SEP> 1500 <SEP> 113 <SEP> 0 <SEP> -5(3) <SEP> 79 <SEP> 19,0
<tb> rémoin <SEP> 3 <SEP> 271 <SEP> 25 <SEP> 1500 <SEP> 100 <SEP> 0 <SEP> ndant <SEP> 70 <SEP> @3,5
<tb> 5 <SEP> 271 <SEP> 25 <SEP> 1500 <SEP> 124 <SEP> ' <SEP> 1,27 <SEP> . <SEP> néant <SEP> 29 <SEP> 52
<tb>
(1) @ $(2) (@)
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(1) ks/100 kg ào B 0 (2), PPU1 lm' la bass ào l'ac1d. 3 R'fr o1d1ssement 1nstant&M :.;
'* ' téréphtalique à 100 0 soue 0 kg/cm2 au.....'
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L'essai témoin 1 montre que le refroidissement jusqu'à
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1490C pendart la cristallisation et l'évaporatton instantanée à 100 C sous une pression de 0 k&/cm2 au aanosatre pendant 14 filtration ne répond pas à la condition de refroidissement par évaporation à vitesse réglée. Le refroidissement par évapo- ration à vitesse réglée jusqu'à 113 C, puis l'évaporation ins- tantanée à une température inférieure à peine de 13 jusqu'à.
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1000C et sous une pression àe 0 f.2 au sanocètre (ténoin 2) apportent une certaine amélioration par rapport à l'essai témoin limais n'apportentpss d'anélioration par rapport au re- ro1dsse=ent par évaporation à vitesse réglée jusqu'à 100 C et sous une pression de 0 kg/cm2 au manomètre avant la filtration (témoin 3). Cependant, on obtient d'excellents résultats
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par refroidissaient par évaporation à vitesse réglée jusau'à 119 à 135 C sous une pression de 0,84 à 2,1 kg/cm2 au m2nomètre et filtration dans les conditions de l'invention.
Suivant l'invention, la cristallisation est effectuée de manière continue avec une solution aqueuse dégazée d'acide
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térép:-talique purifié (après aise en contact avec de l'hydrogèr et un cate-l,,sour) recueillie à 2680C sous une pression de 61,16 c2 au aano3rtre d'un réservoir. On introduit de maniera continue cette solution dégazée dans un prenier cris- tallisoir en aessous du niveau de liquide dans la suspension
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qui y est maintenue à une température de 131 à 1540C et sou-z une pression ce 1, 1 à 3,52 kg/cm 2 au -en=àtre,tandis qu'on condense la vapeur .'eau et qu'on recycle le condensat au pre- mier cristallisoir.
On introduit de manière continue la suspen sion provenant du premier cristallisoir en dessous du niveau
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du liquida dans un second cristaulsoir maintenu 2 une teupéra- ture de 1000C et sous une pression de 0 kg/es au nanomètre à titre de cnparaison. Ce second cristallisoir fournit de manière continue une suspension d'acide trpht,:e dans de
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l'eau @re centrifuge travaillent à une température de 93 C sous inc pression de 0 kg/cm2 au manomètre en vue de fisc lement de lucide téréphtalique. Cet acide téréphtalique est lavé et séché. La durée de séjour dans le premier cristallisoir est d'enviorn 2 heures.
Pendant ce procédé, on prélève aussi de ran@ère continue une partie de la suspension d'acide téréphta lique dans de l'eau du prêter cristallisoir par l'intermédiaire d'un filtre approprié à 131-154 C sous une pression de 1,41 à 3,52 kg/cm2 au manomètre cour illustrer le procédé de l'inventio- Cet acide téréphtalique recueilli est aussi lavé et séché. Les procédés de lavage et de séchage utilisés sont identiques pour les divers produits recueillis. Les acides téréphtaliques séchés recueillis dcs deux types sont appelés respectivement "produit filtré à 99 C" et 'produit filtré sous pression*.
La différence de teneur en acide p-toluique de ces deux acides téréphtaliques recueillis est indiquée dans le tableau III.
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i - b ' i, III
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Exemple ---- - -- -1-------- " Exemple ###T#-#-######¯¯¯¯t. r il tr Hi on APT dalla le P?boduit Température pra;,c,i,:
.rie7-"-'T###rm7e####) idiro centriT- ' <' ppo oduitl oc 1 1 11 :;oir -,.###,###¯¯¯¯,¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯ Etn Kg/ce" tir "C;,Pi-.- PFO*-- TOLIF'--- Prcrb 'rpj-ipé- Pred-cron- Fil ti-t..'=r s=ou mcno-tôtre " il 'f)JpV- Pres- 'ir- PrrEi310n Te) 6- Prescion Fi3t!;.-il sous IiC"1o"\Otre l'fle :J1n rature k±/C1.. rcure krJCJJ.2 f,U 99 C prlss1\)n 1*uture sion rature 0 C kE/c/nu rature icc/c&n 2 i$U à 99 pression aano.Hëtre iciinomètre mnno- #anoll4è trr lIumoè tre mano- ¯¯¯¯ rù il'e 268 61,16 380 154 3,52 154 3852 100 0 93 66 7 268 61,16 38u 134 1,76 134 1,76 100 0 93 93 8 268 61,16 1990 139 2,11 139 ,11 100 0 301 77 9 268 61,16 1990 131 1,41 131 1,41 100 0 205 86
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Ea.rr^lai 1G.
A titre de comparaison, on exécute dans le même apparei Que celui utilisé aans les exemples 6 à 9 des cristallisations
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¯. , ¯¯arôes séparées dans le pre=ier et dans le second cristal- lisoir. t;:l':""1 tr'.c.:uit une solution aqueuse exempte d'hydrogène à 2T7 C sous une pression de 68,19 kg/C=2 au manomètre dans le premier cristallisoir contenant de la vapeur d'eau à 277 C sous une pression de 68,19 kzlc.m2 au mmonètre et on refroidit la solution ,par évanore:ion à vitesse réglée à 1320C et sous une pression de 1,fl kgJcZ au manomètre. On di- vise la suspension résultante en cae portion majeure et une portion mjneure.
On Introduitla portion majeure
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dans le second crjst&1lso:1r oà on la rel"ro1djt par évapo- ratlon à vitesse réglée jusqu'à 100 C et sous une pression de 0 kg/cm2 au manoaàtre, tandis que s1Jltanent on introduit la portion mineure de la suspension à 132 C et sous une pression de 1,41 kg/cm2 au manomètre dans un filtre approprie. L'acide téréphtalique cristallin obtenu dans le second cristallisoir est recueilli par centrifugation, puis lavé et séché. L'acide téréphtalique cristallin recueilli dans le filtre est lavé et séché. Pour les lavages, on applique le même rapport eau:produit cristallin. L'alimentation pour la cristallisation contient envi- ron 2000 ppa d'acide p-toluique,sur la base de l'acide téréphta- lique.
L'acide téréphtalique sec obtenu par filtration sous
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press=c:. à- 132 C sous une pression de 1,,41 kg/ca2 au manomètre a uLa teneur en acide p-toluique de 41 ppa -,t l'acide téréphta- lique sec obtenu dans le second cristallisoir à 99 C sous une
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pression de 0 kg/ra2 au manonëtre P. tant dans le cristallisoir que dans la centrifugeuse, une teneur en acide p-toluique de 161 ppm.
Ces deux procédés d'isolement d'acide téréphtalique donnent des facteurs de séparation d'environ 50 et de 12,5 respectivement, ce qui fait une différence d'un facteur de 4,,,
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En coopérant les résultats de*! exemples 6 à 9 à ceux des exemples 1 à 5 et 10 on observe que les avantagea de l'isole- ment de l'acide téréphtalique dans les conditions de température et de pression de la cristallisation finale et de la séparation solide-liquide peuvent être obtenus en partie mené après avoir appliqué au préalable une modification du refroidissement par évaporation instantanée et de l'abaissement dc pression.
Les améliorations des facteurs de séparation apportées par la. filtra- tion sous pression par rapport à la filtration à 99 C sont pour l'exemple 6, 1,4 fois, pour l'exemple 7, 1,75 fois, pour l'exem- .. ple 8, 3,9 fois et pour l'exemple 9, 3,3 fois. Il convient de noter aussi que les améliorations sont les plus spectaculaires pour des solutions aqueuses de départ ayant dos rapports pondéraux acide p-toluique:aquide téréphtalique plus élevés d'environ 5 fois.
EXEMPLE 11. -
On effectue une cristallisation par charges séparées avec une solution aqueuse comprenant 20 kg d'acide téréphtalique pour 100 kg d'eau et contenant 3000 ppm d'acide p-toluique,sur la base de l'acide téréphtalique. On refroidit cette solution de 271 C sous une pression de 61,86 kg/cm2 au manomètre (solu- tion recueillie après élimination d'hydrogène) jusqu'à 135 C sous une pression de 1,83 kg/cm2 au manomètre par évaporation à vitesse réglée de 2,2 C par minute. On sépare la sus- 'pension résultfnte de cristaux d'acide téréphtallque à 135 C sous une pression de 1,83 kg/cm2 au manomètre par sépara- tion solide-liquide.
On sèche l'aciue téréphtalique recueilli sans le soumettre à un lavage à l'eau. Le prcouit séché a une teneur en acide p-toluique de 26 ppm, ce qui correspond à un facteur de séparation de 115.
EXEMPLE 12. -
On répète le procédé de l'exemple 11, nais avec une vitesse de refroidissement ae 5,5 C par minute , une température
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finale de 138 C et une pression finale d'environ 2,0 kg/cm2 an manomètre. On filtre la suspension résultants à 138 C sous une pressicn de 2,0 kg/cm2 au manomètre. Le produit séché recueilli a une teneur en acide p-toluique de 47 ppm, ce qui correspond à un facteur de séparation d'environ 64.
Dans les exemples 11 et 12, la même solution aqueuse de départ refroidie à 100 C à raison de 5,5 C par minute et de 2,2 C par minute par évaporation à vitesse réglée donne de l'acide téréphtalique séché comprenant respectivement 200 et 130 ppa d'acide p-toluique, ce qui corres- pond à des facteurs de séparation de 15 et de 23,1. Conparés aux résultats des exemples 12 et 11, les deux modes de sépa- ration appliquant des vitesses de refroidissement de 2,2 et de 5,5 C par minute donnent des facteurs de séparation supé- rieurs d'environ 7,8 et 2,9 rois dans le ces de la cristal- lisation :finale et de la séparation à 135-133 C sous une pres- sion àe 1,83 à 2,0 kg/cm2 au manomètre.
Les avantages de la cristallisation et de la sépara- tion suivant l'invention peuvent être obtenus sensiblement par les procédés effectués de manière continue ou par charges sépa- rées par évaporation instantanée de la solution d'alimentation aqueuse Initiale à travers une valve de réduction de pression, tandis que la solution est admise à la température et sous la pression élevées dans le cristallisoir en dessous du niveau du liquide. Une telle évaporation instantanée peut entraîner une faible chute de pression de l'ordre d'environ 1,41 à 7,0 kg/cm2.
On peut avantageusement recourir à une telle éva- poration instantanée pendant l'introduction de la solution chaude sous pression dans le cristallisoir en vue d'abréger quelque peu la uurée ca refroidissement finale.