JPS6214537B2 - - Google Patents

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JPS6214537B2
JPS6214537B2 JP701979A JP701979A JPS6214537B2 JP S6214537 B2 JPS6214537 B2 JP S6214537B2 JP 701979 A JP701979 A JP 701979A JP 701979 A JP701979 A JP 701979A JP S6214537 B2 JPS6214537 B2 JP S6214537B2
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JP
Japan
Prior art keywords
oxidation
toluate
methyl
xylene
mpt
Prior art date
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Expired
Application number
JP701979A
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English (en)
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JPS55100341A (en
Inventor
Shinichi Takeda
Takao Fujii
Yoshifumi Takeda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Teijin Hercules Chemical Co Ltd
Original Assignee
Teijin Hercules Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Teijin Hercules Chemical Co Ltd filed Critical Teijin Hercules Chemical Co Ltd
Priority to JP701979A priority Critical patent/JPS55100341A/ja
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はテレフタル酸ジメチルの製造法に関す
るものである。さらに詳しく説明するとp―キシ
レンおよびp―トルイル酸メチルの混合物を分子
状酸素含有ガスにより酸化し、次いでメタノール
によりエステル化することによるテレフタル酸ジ
メチルの製造法である。 従来、ポリエステルの原料として有用なテレフ
タル酸ジメチル(以下DMTと略すことがある)
の製造法の一つとして、ビツテン―ハーキユレス
法(Witten Hercules法)がよく知られている。
この方法は、工業的にはp―キシレン(以下px
と略すことがある)およびp―トルイル酸メチル
(以下MPTと略すことがある)との混合物を分子
状酸素含有ガスにより酸化し、得られた酸化反応
混合物をメタノールでエステル化し、エステル化
反応混合物からDMTを分離する方法により実施
されている。このDMTの製造法では、エステル
化により生成したp―トルイル酸メチルは酸化工
程へ循環し原料として使用される。 工業的に実施されているビツテン―ハーキユレ
ス法は、殆んどの場合酸化塔を2塔もしくはそれ
以上並列的に使用し、各酸化塔は同じ酸化条件下
で運転されていた。 本発明者らは、このようにビツテン―ハーキユ
レス法においては、複数の酸化塔が使用されてい
ることに着眼し、DMTの収率を向上させる方法
について研究を進めたところ、酸化塔に供給され
るべき原料の割合を或る範囲に変えると意外にも
DMTの収率が増大することが見出された。 本発明は、かゝる知見に基いて到達されたもの
であつて、pxおよびMPTの混合物を液相で重金
属触媒の存在下分子状酸素含有ガスにより酸化
し、次いで得られた酸化反応混合物をメタノール
によりエステル化し、さらにエステル化反応混合
物から生成したDMTを分離し、一方生成した
MPTを酸化帯へ循環するDMTの製造法におい
て、該酸化帯は並列した2つの酸化塔よりなり、
該酸化帯へ供給されるべきpxおよびMPTをそれ
ぞれ100とした時、1塔にはpx55〜90および
MPT45〜10の割合でしかもpxがMPTに対してモ
ル比で1,2倍以上となるようにpxおよびMPT
を供給し、2塔にはpx45〜10およびMPT55〜90
の割合でしかもpxがMPTに対してモル比で0.8倍
以下となるようにpxおよびMPTを供給すること
を特徴とするDMTの製造法である。 かゝる本発明の骨子を簡単に云えば、従来では
複数個の酸化塔に供給される原料の組成は各酸化
塔ともほゞ同じであつたのに対して、1塔におい
てはpxを過剰に供給し、また2塔においては
MPTを過剰に供給することにある。しかしなが
ら1塔および2塔を含めた酸化帯に供給される合
計のpxおよびMPTの量および割合は従来法と特
に変るわけではないが、1塔および2塔に供給さ
れるべきpxおよびMPTの割合を前述の範囲に変
えることによつて、DMTの収率が増大する。従
つて本発明は従来の酸化帯の装置を殆んど変更し
ないで簡単にDMTの収率向上を計れるという工
業的利点を有している。 かくして本発明における酸化帯は、2つの酸化
塔より形成される。本発明においては、酸化帯へ
供給される。pxを100とした時1塔へは55〜90と
し2塔へは45〜10となるようにpxを分配し、一
方MPTは、配化帯へ供給される量を100とした時
1塔へは45〜10とし2塔へは55〜90の割合となる
ように分配される。酸化帯へ供給されるMPTの
実質的な量はエステル化反応混合物から分離さ
れ、循環されたものである。 前述の如くpxおよびMPTの1塔および2塔へ
の分配割合を前記範囲とすると共に、1塔に供給
される原料混合物中のpxがMPTに対してモル比
で1,2倍以上となるようにし、一方2塔に供給
される原料混合物中のpxがMPTに対してモル比
で0.8倍以下となるように維持することが必要で
ある。 前述した範囲となるように1塔および2塔の酸
化塔へ供給されるべき原料混合物を調整すること
により、1塔および2塔へ同じ組成比の原料混合
物を供給して酸化した時に比べてDMTの収率向
上が認められる。 好ましい供給割合は、酸化帯へ供給されるべき
pxを100とした時第1塔へは60〜85、第2塔へは
40〜15となるようにpxを分配し、一方MPTは酸
化帯へ供給される量を100とした時、1塔へは40
〜15とし、2塔へは60〜85となるような範囲であ
る。 酸化帯全体に供給されるpxおよびMPTは、必
ずしも同割合である必要はなく、この両者の割合
は、通常ビツテン―ハ―キユレス法として知られ
ている範囲であればよく、例えばpx:MPTの比
は、重量で4:1〜1:4の範であればよい。と
に角本発明は1塔および2塔に分配して供給され
るpxとMPTとの割合と前記範囲とすればよい。 本発明の酸化は1塔および2塔いずれにおいて
も液相で重金属触媒の存在下に分子状酸素含有ガ
スを供給することにより実施される。 その際、重金属触媒としては、ビツテン―ハ―
キユレス法において使用されるものであればよ
く、例えばコバルト、マンガン、特公昭49−
27574公報に記載されたコバルトおよびマンガン
含有触媒、特開昭48−96542号公報に記載された
マンガンおよびニツケル含有触媒などが挙げられ
る。これら重金属触媒は通常知られた濃度および
割合で使用することができる。 しかしながら本発明者らの研究によれば、前記
酸化触媒のうちコバルト触媒またはコバルト含有
触媒を使用するのが好ましく、その場合1塔にお
けるコバルト触媒の濃度を2塔のそれよりも高く
して酸化を行うとより好ましいことがわかつた。 さらに、本発明者らの研究によれば、コバルト
含有触媒の好適な濃度範囲をコバルト金属として
換算して1塔では200〜500ppmとし2塔では80
〜300ppmとすると一層高い収率でDMTが得られ
ることがわかつた。 本発明における特に好ましい酸化触媒は、コバ
ルトおよびマンガン含有触媒であつて、その両者
の濃度および割合は、コバルトを1塔および2塔
の前記好ましい範囲であり、且つコバルト:マン
ガンの比を原子比で100:1〜100:25の範囲のも
のである。 これら重金属酸化触媒は、金属または反応系に
可溶性の化合物として使用される。かゝる化合物
としては重金属と下記の如き有機酸 (i) 例えば蟻酸酢酸、プロピオン酸、酪酸、ステ
アリン酸、パルミチン酸の如き炭素数1〜20の
脂肪族カルボン酸 (ii) 安息香酸、トルイル酸の如き芳香族カルボン
酸 (iii) ナフテン酸の如き脂環族カルボン酸 との塩が用いられる。またアセチルアセトナート
錯塩、メチルアセトアセテート、エチルアセトア
セテート、の如き錯化合物、重金属の炭酸塩、酸
化物、水酸化物の如き各種無機化合物も同様に使
用される。 これら化合物中好ましいのは、前記(i)〜(iii)の有
機酸の塩であり、最も好ましいのは、酢酸塩、安
息香酸塩、トルイル酸塩、ナフテン酸塩であり、
これらはいずれも人手が容易であつて、しかも反
応混合物に対する溶解性が良好である。 反応温度は1塔および2塔とも同一温度でもよ
くまた異なつていてもよいが、両塔とも140〜200
℃好ましくは150〜190℃の範囲が有効である。 また、酸化反応において、1塔および2塔とも
に、一般に全圧として常圧〜250Kg/cm2の範囲、
分子状酸素分圧として0.2Kg/cm2〜50Kg/cm2の範
囲で行うことができる。分子状酸素分圧が0.2
Kg/cm2より低くなると酸化反応速度が小となり、
また全圧を250Kg/cm2よりも高くすることは装置
コストが過大となり、好ましくない。好ましい圧
力は、分子状酸素分圧として0.4Kg/cm2〜5Kg/
cm2の範囲である。 本発明の酸化における分子状酸素含有ガスとし
ては、純酸素の他に、窒素、ヘリウム、アルゴ
ン、炭酸ガス等の不活性ガスで希釈された酸素含
有ガスが使用されるが、空気が入手容易であり、
しかも経済的である。 前述の如くして1塔および2塔で酸化すること
により得られた酸化反応混合物は、メタノールで
エステル化される。メタノールによるエステル化
は通常ビツテン―ハーキユレス法で知られている
方法で実施することができ、酸化反応の際使用し
た重金属触媒を分離除去してからエステル化して
もよく、除去せずにエステル化してもよい。エス
テル化は、1塔および2塔の酸化反応混合物のそ
れぞれ別個に実施してもよく、また両者を混合し
て実施することもできる。 かくして得られたエステル化反応混合物中に
は、MPTおよびDMTを主たる反応生成物とし、
その他の低沸点物および高沸点物が含まれてい
る。エステル化反応混合物からこれらを分離する
には、一般に蒸留法が好ましい。その場合MPT
およびDMTをそれぞれ一つの蒸留塔で分離して
もよく、またMPTおよびDMTの混合物を高沸点
物から蒸留で分離しておき、次いでMPTとDMT
とを蒸留で分離してもよい。 かくして得られたDMTは、一般に次の精製工
程へ送られる。一方分離されたMPTは酸化帯へ
循環され新しいpxと共に前記したように1塔お
よび2塔へ供給される。 一方前記の如くしてMPTおよびDMTを蒸留し
た後、蒸留塔の塔底からは、高沸点物が分離され
る。この高沸点物はそのまゝ燃料として使用して
もよいが、好ましくは、酸化触媒を抽出等の手段
により回収して後、或いは回収することなくその
まゝ酸化塔中へ循環して供給することができる。
酸化塔へ循環することにより高沸点物中に含有さ
れる反応中間体または反応副生物が酸化および/
またはエステル化されて一部DMTへ転換され
る。 この高沸点物は、1塔、2塔のいずれか一方或
いは両方に循環してもよいが、概して循環される
高沸点物の量を100とした場合、1塔へ55〜100、
2塔へ45〜0の割合となるように供給するのが
DMTをより収率よく製造し得るので好ましい。 以上本発明によれば、従来法の如く、同じ条件
で複数の酸化塔を使用する場合に比較して、前記
のように1塔および2塔における酸化条件を変え
ることにより、従来の製造設備を殆んど変更しな
いでDMTの収率を向させることができる。 以下実施例を掲げて本発明を詳述する。 実施例1および比較例1 pxとMPTとの混合物を重金属触媒の存在下、
所定の温度、圧力下で空気により連続的に液相酸
化する酸化装置を2基、p―トルイル酸およびテ
レフタル酸モノメチルを主成分とする酸化生成物
をメタノールでエステル化するエステル化装置、
得られたエステル化生成物を減圧蒸留して粗テレ
フタル酸ジメチル、MPTを主成分とする留分及
び蒸留残渣にわたる蒸留装置、更に得られた粗テ
レフタル酸ジメチルを精製する装置等を備えたビ
ツテン―ハーキユレス法によるpxからテレフタ
ル酸ジメチルを製造する工程において、2基の酸
化装置を全く同様の条件で運転した場合(比較例
1)と表―1に記載の本発明の条件に従つて運転
した場合(実施例1)についてpxからテレフタ
ル酸ジメチルへの収率の比較を行つた。その結果
を表―1に示す。
【表】
【表】 実施例2〜9及び比較例2〜5 実施例1において、フイードPXとフイード
MPTの量のみを表―2のごとく変えて実施例1
と同様の運転を行なつた。 これらのPXとMPTのフイード条件下でのPXか
らテレフタル酸ジメチルへの収率を表―2に示
す。
【表】 実施例 10〜14 実施例1において、1塔、2塔のCo濃度を表
―3のごとく変えて(Mn濃度はCoiMnの原子比
が100:6.7の割合の一定となるように変えた)実
施例1と同様の運転を行つた。これらの触媒条件
下でのpxからテレフタル酸ジメチルへの収率を
表―3に示す。
【表】 実施例 15〜17 実施例1におけるビツテン―ハーキユレス法の
製造工程において、酸化装置へのp―キシレン及
びp―トルイル酸メチルのフイード量を各々100
とした場合に、1塔へのpxフイードを75MPTの
フイードを25とし、2塔へのpxフイードを25、
MPTのフイードを75とし、反応温度は共に165℃
とし、更に蒸留装置によつて分離された蒸留残渣
の酸化装置へのフイードを100とした場合に、該
蒸留残渣の1塔、2塔へのフイードを表―4のご
とく変えて、その他の条件を実施例1と同様にし
て運転を行つた。これらの条件下でのpxからテ
レフタル酸ジメチルへの収率を表―4に示す。
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 p―キシレンおよびp―トルイル酸メチルの
    混合物を液相で重金属触媒の存在下分子状酸素含
    有ガスにより酸化し、次いで得られた酸化反応混
    合物をメタノールによりエステル化し、さらにエ
    ステル化反応混合物から生成したテレフタル酸ジ
    メチルを分離し、一方生成したp―トルイル酸メ
    チルを酸化帯へ循環するテレフタル酸ジメチルの
    製造法において、該酸化帯は並列した2つの酸化
    塔よりなり、該酸化帯へ供給されるべきp―キシ
    レンおよびp―トルイル酸メチルをそれぞれ100
    とした時、1塔にはp―キシレン55〜90およびp
    ―トルイル酸メチル45〜10の割合でしかもp―キ
    シレンがp―トルイル酸メチルに対してモル比で
    1.2倍以上となるようにp―キシレンおよびp―
    トルイル酸メチルを供給し、2塔にはp―キシレ
    ン45〜10およびp―トルイル酸メチル55〜90の割
    合でしかもp―キシレンがp―トルイル酸メチル
    に対してモル比で0.8倍以下となるようにp―キ
    シレンおよびp―トルイル酸メチルを供給するこ
    とを特徴とするテレフタル酸ジメチルの製造法。 2 1塔におけるコバルト触媒の濃度を、2塔の
    それよりも高くして酸化することを特徴とする特
    許請求の範囲第1項によるテレフタル酸ジメチル
    の製造法。
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