PL145300B1 - Method of obtaining dimethyl terephtalic ester of p-xylene and methanol - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania dwumetylowego estru kwasu tereftalowego z p-ksylenu i metanolu. V znanej metodzie stosowanej w szerokim zakresie w przemysle /porównaj Hydrocarbon Processing, listopad 1983, str. 91/ produkt z procesu utleniania poddaje sie estryfikacji za pomoca metanolu i otrzymuje surowy ester. Stosunek wagowy metanolu do pro¬ duktu utleniania lezy przy tyra miedzy okolo 0,2 i 1,0. Z ilosci metanolu doprowadzonego do estryfikacji zuzywa sie w skali przemyslowej w tym procesie tylko okolo 30 do 5Q°J. Reszta metanolu sluzy temu, by równowage estryfikacji przesunac w kierunku mozliwie, najpelniejszej estryfikacji produktu utleniania, poza tym sluzy jako nosnik energii i jako medium nosne dla wody powstajacej podczas reakcji estryfikacji. Stosowana do estryfikacji pare metano¬ lowa przegrzwwa sie o okolo O do 50°C powyzej temperatury estryfikacji i zasila nia proces estryfikacji.V stosowanej dotychczas, zrianej metodzie przesaoz po przekrystalizowaniu surowego DOT w metanolu zateza sie przez odparowywanie w temperaturze okolo 65 do 70 C z para nisko- prezna przy cisnieniu od okolo 100 000 do 180 000 Pa. Powstajace opary poddaje sie kon- densaoji i przepompowuje do zbiornika zapasowego dla metanolu reakcyjnego. Pozostaly po zatezeniu filtratu produkt blotny zawraca sie do procesu do dalszej przeróbki. Metanol przeznaczony do estryfikacji jest pobierany ze zbiornika na metanol reakcyjny, nastepnie sprez.g, s_ie go za pomoca pompy wysokocisnieniowej przykladowo do cisnienia, 2 700 000 Pa i przy tyra olsnieniu podgrzewa i odparowuje, a bezposrednio po tym przegrzewa aie do tempe¬ ratury wynoszacej okolo 250 do 270°C i doprowadza do procesu estryfikacji. Analogicznie przygotowuje sie metanol ewentualnie potrzebny do reaktywujacej obróbki metanolem frakcji ciezkiej /pozostalosci/, pochodzacej z destylacyjnej przeróbki surowego estru, podwyz-2 1^5 300 szajao Jego olsnienie przykladowo od 300 000 do 600 000 Pa 1 doprowadzajac do temperatury przegrzania wynoszacej na przyklad 270 C. Nadmiar metanolu z estryfikacji poddaje sie po rozprezeniu, razem z zawarta w nim reakcyjna woda, reatyfikaoji. Frakcje szczytowa konden- suje sie za pomoca wody chlodzacej i zawraca do procesu w postaci cieczy.Wada tej metody Jest tof ze metanol przeznaczony do estryfikacji i ewentualnie do rea* ktywujaoej obróbki pozostalosci jest dwukrotnie odparowywany. Powstale przeto, wazne z ekonomicznego punktu widzenia, zadanie opracowania nowego sposobu zaopatrzenia, w skali przemyslowej, w metanol reakcyjny, przeznaczony do otrzymywania DMT metoda opisana we wstepie. Sposób ten powinien byc korzystniejszy pod wzgledem energetycznym od znanego sposobu pracujacego z dwukrotnym odparowywaniem metanolu. Zadanie to zostalo rozwiazane przez sposób wedlug wynalazku.Sposób wytwarzania estru dwumetylowego kwasu tereftalowego /DMT/ z p-ksylonu /p-X/ i metanolu przez utlenianie w fazie cieklej tlenem powietrza w obecnosci rozpuszczonych zwiazków metali ciezkich jako katalizatora, mieszaniny skladajacej sie z p-X i frakcji zawracanej do procesu utleniania, zawierajacej glównie ester metylowy kwasu p-toluilowego /p-TE/, przy czym otrzymuje sie produkt utleniania zawierajacy glównie kwas p-toluilowy /p-TS/ i ester monometylowy kwasu teref talowego /MMT/ w temperaturze od 1^0 do 170 C i przy cisnieniu od 400 000 do 800 000 Pa, nastepnie przez estryfikacje tego produktu utleniania za pomoca oieklego metanolu o podwyzszonym cisnieniu i bezposrednio po tym za pomoca metanolu w postaci pary, w temperaturze 220 do 280 C i przy cisnieniu od 2 000 000 do 3 000 000 Pa, przy czym otrzymuje sie ester surowy zawierajacy glównie p-Ti) i DMT, da¬ lej przez oddzielenie frakcji surowego estru i zawierajacej metanol frakcji oparów z estryfikaoji, nastepnie przez destylacyjne rozdzielenie surowego estru na frakcje p-TE, która zawraca sie do procesu utleniania, na frakcje surowego DMT, która poddaje sie dalszej przeróbce przez przekrystalizowanie z metanolu oraz na frakoje ciezka /pozosta¬ losc/, która ewentualnie poddaje sie dodatkowej obróbce termioznej lub reaktywujacej obróbce metanolem, podczas której czesc wysokowrzacych, wielkoczasteczkowych zwiazków p :akoztaloa sie w nizej wrzacy ester metylowy, który po nastepujacej bezposrednio po : obróbce destylacyjnej, zawraca sie wraz z pozostalym metanolem do procesu, a nie da- w„ca sie spozytkowac pozostalosc odprowadza sie, polega wedlug wynalazku na tym, ze wy¬ twarza sie, pod olsnieniem 200 000 do 2 000 000 Pa, pare zawierajaca metanol, przez od¬ parowanie lub rektyfikacje filtratu z przekrystalizowania surowego DMT lub frakcji opa¬ rów zawierajacych metanol, odbieranych z glowicy reaktora estryfikacji i ewentualnie do¬ datkowych strumieni technologicznych zawierajacych metanol, które pochodza z odcieków zawierajacyoh metanol powstalych podczas kondensacji i przemywania gazów odlotowych z procesu utleniania, pare te spreza sie, przy czym stosunek sprezenia wynosi 1,2:1 do 15:1, i wprowadza sie ja do procesu estryfikacji.Korzystnie opary odciagniete z estryfikacji przemywa sie woda technologiczna lub ozesolowo skrapla sie i ozesc kondensatu stosuje sie do przemywania oparów, po ozym opa¬ ry rozpreza sie do olsnienia 10 000 do 800 000 Pa w turbinie rozprezajacej opary, nape¬ dzajacej sprezarke metanolu lub generator wytwarzajacy energie elektryczna, a nastepnie opary zawraca sie do procesu.Sposób wedlug wynalazku ma szereg zalet* Przesacz po przekrystalizowaniu frakcji su¬ rowego DMT w metanolu lub takze opary z estryfikacji zawierajace metanol i strumienie procesowe odparowuje sie lub takze rektyfikuje za pomoca pary niskopreznej, otrzymywa¬ nej' w przemyslowym zakladzie DMT w ukladzie chlodniczym procesu utleniania, przy ols¬ nieniu korzystnie 400 000 do 800 000 Pa. V znanych sposobach metanol przeznaczony do estryfikacji i do koncowej obróbki pozostalosci, jest odparowywany pod normalnym cis¬ nieniem, w temperaturze 65 do 70 C z filtru po przekrystalizowaniu. Odparowywanie na¬ stepuje para niskooisnieniowa z procesu, która powstaje w ukladzie chlodzenia utlenia¬ czy dzieki uwolnionemu cieplu reakcji. Para metanolu jest skraplana woda chlodzaca i w1^5390 3 postaoi cieklej Jeat przesylana do zbiornika posredniego. Metanol potrzebny do estryfika- oji Jeat pobierany ze zbiornika posredniego i w stanie cieklym Jest doprowadzany, za po¬ moca pomp podwyzszaJacyoh. cisnienie, do cisnienia potrzebnego dla estryfikacji /np* 2 800 000 Pa/* Pod tym cisnieniem Jest on ogrzewany do temperatury wrzenia /np* 182 C/ i odparowywany /drugie odparowywanie/* Przy tym odparowywaniu• z powodu róznic temperatur, metanol musi byó wprowadzany do wymiennika ciepla ogrzewanego pierwotna energia, np. w postaoi pary wysokocisnieniowej lub nosników oiepla* Dla osiagniecia temperatury estry¬ fikacji para metanolu musi byó przegrzana przez wymiennik oiepla znów za pomoca energii pierwotnej /np* olej wysokotemperaturowy/ i tak doprowadzona do reaktora estryfikacji* V sposobie wedlug wynalazku metanol potrzebny do estryfikacji i koncowej obróbki pozostalosoi równiez odparowuje sie lub rektyfikuje z filtratu po przekrystalizowaniu lub z innego strumienia technologicznego zawierajacego metanol* Dzieje sie to jednak pod cisnieniem, które lezy ponizej cisnienia estryfikacji /np* Ó00 000 Pa w temp* 120 C/.Dzieki temu moze byó stosowana para niskocisnieniowe z procesu* Metanol potrzebny do estryfikaoji jest odprowadzany * postaci pary i bezposrednio sprezany przez sprezarke metanolu do potrzebnego cisnienia estryfikacji. Przy sprezaniu oparów metanolu wyste¬ puje jednoczesnie przegrzanie sprezanego metanolu do temperatury estryfikaoji, przez ene¬ rgie elektryczna pobrana do napedu sprezarki* Przegrzana para metanolu opuszczajaca spre¬ zarke moze byó teraz bezposrednio wprowadzana do reaktora estryfikacji* Dzieki sposobowi wedlug wynalazku osiaga sie znaczna oszczednosc energii pierwotnej.Dzieki zastosowaniu sprezarki metanolu jest mozliwe zastosowanie niskocisnieniowej pary powstajacej w procesie utleniania, do odparowania lub rektyfikacji metanolu, tak, ze uzyskuje sie przez to ekonomiczny stosunek sprezenia potrzebny do podniesienia cisnienia oparów metanolu. Dzieki sprezarce zostaje osiagniete potrzebne cisnienie estryfikacji.Dzieki temu odpada koniecznosc odparowywania po raz drugi metanolu. Energia pierwotna /w postaci pary wysokocisnieniowej lub nosników energii/ potrzebna wówczas do drugiego odparowania zostaje zaoszczedzona. Energia elektryczna zastosowana do napedu sprezarki wykorzystana zostaje jednoczesnie do przegrzania sprezonego metanolu do temperatury estryfikaoji i w zwiazku z tym energia pierwotna potrzebna uprzednio do przegrzania /np. olej wysokotemperaturowy/ w stosunku do dotychczas stosowanego sposobu postepowania zos¬ taje zaoszczedzona. Ponizej objasniono blizej dwie korzystne odmiany sposobu wedlug wynalazku w oparciu o fig* 1 i 2 na rysunku* Przyklad* Filtrat otrzymywany po przekrystalizowaniu surowego DMT z metanolu przesyla sie ze zbiornika 1 do przewodu obwodowego 3 za pomoca pompy 2. Ilosc filtratu, która nie Jest niezbedna do zaopatrzenia w metanol reakcyjny, mozna zawróoió do procesu* V wyparce obiegowej k9 poprzez zbiornik odparowywania 5 ulega metanol odparowaniu przy cisnieniu od okolo 400 000 do 800 000 Pa* Wyparke obiegowa ogrzewa sie para nisko prezna /ND/, otrzymywana w innym miejscu procesu* Jedna czesc metanolu reakcyjnego mozna dopro¬ wadzac do koncowej obróbki pozostalosoi w oelu reaktywujacej obróbki koncowej frakcji ciezkiej /pozostalosoi/ pochodzacej z destylacyjnej przeróbki surowego estru. Metanol reakcyjny przeznaczony do estryfikacji odbiera sie * postaci pary z glowicy zbiornika odparowania 5« Metanol reakcyjny spreza aie w sprezarce metanolowej 6 do okolo 2 500 000 do 3 000 000 Pa, przy ozym równoczesnie nastepuje jego przegrzanie do okolo 220 do 280 C i nastepnie doprowadza do reaktora estryfikaoji 7* Bloto ze zbiornika od¬ parowania 5 zawraca sie do procesu, do dalszej przeróbki. Z czesci blotnej reaktora 7 odciaga sie surowy ester* Do glowicy reaktora 7 podaje sie produkt utleniania i otrzy¬ muje opary zawierajace metanol.Na figurze 2 podany jest..schemat taki jak na fig. 1, ilustrujacy omawiane strumie--* nie procesowe oraz dodatkowo stosowanie turbiny rozprezajacej opary* Opary z reaktora estryfikaoji 7 poddawane sa myciu w pluczce 8 przy cisnieniu przykladowo 2 200 000 do 2 700 000 Pa i 175 do 195 C za pomoca wody procesowej lub takze za pomooa kondensatuk 145 300 deflegmatora 9« Wychodzace z glowicy pluczki oczyszczone opary podawane sa bezposrednio lub przez ogrzewacz ^k do turbiny rozprezajacej opary 10 przy cisnieniu od okolo 2 100 000 do 2 600 000 Pa i temperaturze od 175 do 250 C. V turbinie rozprezajacej 10 na¬ stepuje rozprezanie oparów do cisnienia np. 10 000 do 800 000 Pa* Rozprezone opary zawra¬ cane sa z powrotem do procesu* Otrzymywany w pluczce 8 strumien zawierajacy produkty ubo¬ czne zawraca sie do reaktora estryfikaoji 7 za pomoca pompy 13* Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania estru dwumetylowego kwasu teroftalowego /DMT/ z p-ksylenu /p-X/ i metanolu przez utlenianie w fazie cieklej tlenem powietrza w obecnosci rozpuszczonych zwiazków metali ciezkich Jako katalizatora, mieszaniny skladajacej sie z p-X i frakcji zawracanej do procesu utleniania, zawierajacej glównie ester metylowy kwasu p-toluilowego /p-TE/, przy czym otrzymuje sie produkt utleniania zawierajacy glównie kwas p-toluilowy /p-TS/ i ester mon ornetylowy kwasu tereftalowego /MMT/ w temperaturze od ikO do 170 C i przy olsnieniu od 400 000 do 800 000 Pa, nastepnie przez estryfikaoje tego produktu utle¬ niania za pomoca cieklego metanolu o podwyzszonym cisnieniu i bezposrednio po tym za po¬ moca metanolu w postaoi pary, w temperaturze 220 do 280 C i przy cisnieniu od 2 000 000 do 3 000 000 Pa, przy czym otrzymuje sie ester surowy zawierajacy glównie p-TE i DMT, dalej przez oddzielenie frakcji surowego estru i zawierajacej metanol frakcji oparów z estryfikaoji, nastepnie przez destylacyjne rozdzielenie surowego estru na frakcje p-TE, która zawraca sie do procesu utleniania, na frakcje surowego DMT, która poddaje sie dal¬ szej przeróbce przez przekrystalizowanie z metanolu oraz na frakcje ciezka /pozostalosc/, która ewentualnie poddaje sie dodatkowej obróbce termicznej lub reaktywujacej obróbce metanolem, podczas której czesc wysokowrzacych, wielkoczasteczkowych zwiazków przeksztal¬ ca sie w nizej wrzacy ester metylowy, który po nastepujacej bezposrednio po tym obróbce destylacyjnej, zawraca sie wraz z pozostalym metanolem do procesu, a nie dajaca sie spo¬ zytkowac pozostalosc odprowadza sie, znamienny tym, ze wytwarza sie, pod olsnieniem 200 000 do 2 000 000 Pa, pare zawierajaca metanol, przez odparowanie lub re¬ ktyfikacje filtratu z przekrystalizowania surowego DFT lub frakcji oparów zawierajacych metanol, odbieranych z glowicy reaktora estryfikaoji i ewentualnie dodatkowych strumieni technologicznych zawierajacych metanol, które pochodza z odcieków zawierajacych metanol powstalych podczas kondensacji i przemywania gazów odlotowych z procesu utleniania, pare te spreza sie, przy czym stosunek sprezania wynosi 1,2 : 1 do 15 :1, i wprowadza sie ja do procesu estryfikaoji. 2. Sposób wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze opary odciagniete z estry¬ fikaoji przemywa sie woda technologiczna lub czesciowo skrapla sie i czesc kondensatu stosuje sie do przemywania oparów, po czym opary rozpreza sie do cisnienia 10 000 do 800 000 Pa w turbinie rozprezajacej opary, napedzajacej sprezarke metanolu lub generator wytwarzajacy energie elektryczna, a nastepnie opary zawraca sie do procesu.1k5 300 9 ^ l f r D •i K T i—1—1—1—1—1—1—1—i—r I I I ¦ I I I I I l c— I I I J-J I I I I I I I I I I—L n^ O) L.1't3 30t SI I T 1 T I I I I I I I i I I i T I I I I I I I I I IM I I I I J_l I I I I l I I !_l I l_J_ ^-® *\s % o cu I cl N eh lii.CZ3 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 220 zl PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania estru dwumetylowego kwasu teroftalowego /DMT/ z p-ksylenu /p-X/ i metanolu przez utlenianie w fazie cieklej tlenem powietrza w obecnosci rozpuszczonych zwiazków metali ciezkich Jako katalizatora, mieszaniny skladajacej sie z p-X i frakcji zawracanej do procesu utleniania, zawierajacej glównie ester metylowy kwasu p-toluilowego /p-TE/, przy czym otrzymuje sie produkt utleniania zawierajacy glównie kwas p-toluilowy /p-TS/ i ester mon ornetylowy kwasu tereftalowego /MMT/ w temperaturze od ikO do 170 C i przy olsnieniu od 400 000 do 800 000 Pa, nastepnie przez estryfikaoje tego produktu utle¬ niania za pomoca cieklego metanolu o podwyzszonym cisnieniu i bezposrednio po tym za po¬ moca metanolu w postaoi pary, w temperaturze 220 do 280 C i przy cisnieniu od 2 000 000 do 3 000 000 Pa, przy czym otrzymuje sie ester surowy zawierajacy glównie p-TE i DMT, dalej przez oddzielenie frakcji surowego estru i zawierajacej metanol frakcji oparów z estryfikaoji, nastepnie przez destylacyjne rozdzielenie surowego estru na frakcje p-TE, która zawraca sie do procesu utleniania, na frakcje surowego DMT, która poddaje sie dal¬ szej przeróbce przez przekrystalizowanie z metanolu oraz na frakcje ciezka /pozostalosc/, która ewentualnie poddaje sie dodatkowej obróbce termicznej lub reaktywujacej obróbce metanolem, podczas której czesc wysokowrzacych, wielkoczasteczkowych zwiazków przeksztal¬ ca sie w nizej wrzacy ester metylowy, który po nastepujacej bezposrednio po tym obróbce destylacyjnej, zawraca sie wraz z pozostalym metanolem do procesu, a nie dajaca sie spo¬ zytkowac pozostalosc odprowadza sie, znamienny tym, ze wytwarza sie, pod olsnieniem 200 000 do 2 000 000 Pa, pare zawierajaca metanol, przez odparowanie lub re¬ ktyfikacje filtratu z przekrystalizowania surowego DFT lub frakcji oparów zawierajacych metanol, odbieranych z glowicy reaktora estryfikaoji i ewentualnie dodatkowych strumieni technologicznych zawierajacych metanol, które pochodza z odcieków zawierajacych metanol powstalych podczas kondensacji i przemywania gazów odlotowych z procesu utleniania, pare te spreza sie, przy czym stosunek sprezania wynosi 1,2 : 1 do 15 :1, i wprowadza sie ja do procesu estryfikaoji.

2. Sposób wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze opary odciagniete z estry¬ fikaoji przemywa sie woda technologiczna lub czesciowo skrapla sie i czesc kondensatu stosuje sie do przemywania oparów, po czym opary rozpreza sie do cisnienia 10 000 do 800 000 Pa w turbinie rozprezajacej opary, napedzajacej sprezarke metanolu lub generator wytwarzajacy energie elektryczna, a nastepnie opary zawraca sie do procesu.1k5 300 9 ^ l f r D •i K T i—1—1—1—1—1—1—1—i—r I I I ¦ I I I I I l c— I I I J-J I I I I I I I I I I—L n^ O) L.1't3 30t SI I T 1 T I I I I I I I i I I i T I I I I I I I I I IM I I I I J_l I I I I l I I !_l I l_J_ ^-® *\s % o cu I cl N eh lii. CZ3 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz. Cena 220 zl PL PL