PL236673B1 - Sposób otrzymywania kwasu tereftalowego przez utlenianie paraksylenu - Google Patents

Sposób otrzymywania kwasu tereftalowego przez utlenianie paraksylenu Download PDF

Info

Publication number
PL236673B1
PL236673B1 PL428546A PL42854619A PL236673B1 PL 236673 B1 PL236673 B1 PL 236673B1 PL 428546 A PL428546 A PL 428546A PL 42854619 A PL42854619 A PL 42854619A PL 236673 B1 PL236673 B1 PL 236673B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
paraxylene
acetic acid
terephthalic acid
oxidation
reaction
Prior art date
Application number
PL428546A
Other languages
English (en)
Other versions
PL428546A1 (pl
Inventor
Łukasz Kura
Konrad Bołoz
Original Assignee
Polski Koncern Naftowy Orlen Spolka Akcyjna
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Polski Koncern Naftowy Orlen Spolka Akcyjna filed Critical Polski Koncern Naftowy Orlen Spolka Akcyjna
Priority to PL428546A priority Critical patent/PL236673B1/pl
Publication of PL428546A1 publication Critical patent/PL428546A1/pl
Publication of PL236673B1 publication Critical patent/PL236673B1/pl

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób otrzymywania kwasu tereftalowego przez utlenianie paraksylenu tlenem cząsteczkowym w układzie katalitycznym zawierającym jony kobaltu, manganu oraz bromu, w środowisku kwasu octowego wobec octanu metylu chrakteryzujący się tym, że do środowiska reakcji dodaje się alkohol metylowy.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania kwasu tereftalowego przez katalityczne utlenianie paraksylenu tlenem cząsteczkowym w kwasie octowym wobec jonów manganowych, kobaltowych i bromkowych.
Kwas tereftalowy jest głównym surowcem w syntezie termoplastycznych polimerów z grupy poliestrów to jest politereftalanu etylu (PET) mającego zastosowanie w produkcji włókien syntetycznych, a przede wszystkim w butelek do napojów bezalkoholowych.
W procesach przemysłowych kwas tereftalowy jest otrzymywany przez katalityczne utlenienie paraksylenu w reakcji:
C6H4(CH3)2 + 3O2 — C6H4(COOH)2 + 2H2O (I)
Patent US4145560 ujawnia, w przykładach realizacji, utlenienie paraksylenu do kwasu tereftalowego w fazie ciekłej tlenem cząsteczkowym w środowisku alifatycznych kwasów karboksylowych, korzystnie w obecności kwasu octowego. Reakcja prowadzona jest wobec kationów kobaltu i manganu oraz anionów bromkowych (Br-) pod ciśnieniem i przy temperaturze powyżej 200°C.
Z kolei patent US4250330 wskazuje, iż w procesie utleniania paraksylenu tlenem w obecności układu katalitycznego, opartego na kobalcie, manganie i bromie, powstaje ubocznie woda (reakcja (I) i (II)) oraz octan metylu (reakcja (II)).
——
CH3COOH + CH3OH U CH3COOCH3 + H2O (II>CH3 + H2O (II)
Powstająca ubocznie woda rozcieńcza kwas octowy będący środowiskiem reakcji i powoduje inhibicję procesu utleniania, co niekorzystnie wpływa na wydajność procesu. Chcąc utrzymać efektywną wydajność procesu należy utrzymywać optymalną zawartość wody w kwasie octowym wprowadzanym do przestrzeni reakcyjnej. W patencie przedstawiono sposób odzysku kwasu octowego, polegający na destylacji azeotropowej cieczy poreakcyjnych zawierających kwas octowy, wodę i octan metylu. Jako czynnik rozdzielający zastosowano octanem tert-butylowym w wyniku czego wyizolowano odwodniony kwas octowy, który zawracany jest do reakcji utleniania paraksylenu oraz octan metylu. Patent nie ujawnia jakie jest dalsze przeznaczenie octanu metylu.
Natomiast w patencie US3487108 przedstawiono sposób utleniania paraksylenu do kwasu tereftalowego w układzie katalitycznym zawierającym związek kobaltu oraz estry alkilowe kwasów np. octan etylu, które pełniły tu rolę aktywatora katalizy. Podobną rolę pełni octan metylu odzyskiwany z mieszaniny reakcyjnej i zawracany do procesu w sposobie ujawnionym w patencie JPS5533458, gdzie układ katalityczny stanowią związki manganu, kobaltu i bromu.
Znane są ze stanu techniki, patent US4329493, sposoby prowadzenia reakcji utleniania paraksylenu do kwasu tereftalowego w układzie katalitycznym opartym na jonach kobaltu, manganu oraz bromu, w środowisku kwasu octowego, w których octan metylu dodaje się do mieszaniny reakcyjnej w celu zahamowania degradacji rozpuszczalnika do jego estru metylowego na zasadzie przesunięcia równowagi reakcji w lewo (reakcja (II)).
Nieoczekiwanie okazało się, że dodanie do mieszaniny reakcyjnej metanolu obok octanu metylu dodatkowo redukuje straty kwasu octowego w procesie utleniania paraksylenu do kwasu tereftalowego.
Istotą wynalazku jest sposób otrzymywania kwasu tereftalowego przez utlenianie paraksylenu tlenem cząsteczkowym w układzie katalitycznym zawierającym jony kobaltu, manganu oraz bromu, w środowisku kwasu octowego wobec octanu metylu charakteryzujący się tym, że do środowiska reakcji dodaje się alkohol metylowy.
W jednym ze sposobów realizacji wynalazku alkohol metylowy wprowadza się do środowiska reakcji w mieszaninie z kwasem octowym.
W tym sposobie realizacji wynalazku alkohol metylowy mieszany jest ze strumieniem rozpuszczalnika, to jest kwasem octowym zawierającym wodę, octan metylu oraz układ katalityczny składający się z jonów kobaltu, manganu i bromu albo przed zmieszaniem rozpuszczalnika z paraksylenem albo po zmieszaniu z paraksylenem, a następnie powstały strumień wprowadza się do reaktora utleniania.
W innym sposobie realizacji wynalazku alkohol metylowy wprowadza się bezpośrednio do reaktora utleniania paraksylenu do kwasu tereftalowego. W tym wariancie realizacji wynalazku alkohol metylowy nie jest mieszany ze strumieniem rozpuszczalnika, ale wprowadzany bezpośrednio do reaktora utleniania.
PL 236 673 B1
W sposobie według wynalazku ilość wprowadzanego do środowiska reakcji alkoholu metylowego mieści się w przedziale od 0,1 do 3% w/w stosowanego w reakcji kwasu octowego, korzystnie 0,5% w/w. W sposobie według wynalazku inhibicyjna ilość alkoholu metylowego stanowi od 0,1 do 3% w/w, korzystnie 0,6%, całkowitej ilości rozpuszczalnika, kwasu octowego, wprowadzonego do reaktora utleniania.
Korzystne aspekty
Obecność metanolu w mieszaninie reakcyjnej hamuje rozkład kwasu octowego i w konsekwencji jego straty w procesie utleniania paraksylenu.
W przypadku przemysłowych instalacji wytwarzających kilkaset tysięcy ton kwasu tereftalowego w skali roku uzyskane tą drogą oszczędności kwasu octowego sięgają kilkudziesięciu tysięcy ton kosztem strat tańszego metanolu.
P r z y k ł a d y:
Przykład odniesienia
Przepływowy reaktor utleniania, wyposażony w mieszadło, zasilano 1000 kg/h paraksylenu w mieszaninie ze strumieniem rozpuszczalnika. Stosunek wagowy paraksylenu do strumienia rozpuszczalnika wynosił 1:5. Strumień rozpuszczalnika składał się głównie z kwasu octowego pochodzącego: z ługów po separacji kwasu tereftalowego, z regenerowanego kwasu octowego oraz kwasu octowego otrzymanego z wykroplin po suszeniu kwasu tereftalowego i gazów poreakcyjnych. Strumień rozpuszczalnika zasilający reaktor utleniania zawierał oprócz kwasu octowego: 3,6% w/w octanu metylu, 11,3% w/w wody oraz układ katalityczny składający się z 600 ppm jonów kobaltu, 400 ppm jonów manganu oraz 600 ppm kwasu bromowodorowego. Poza tym do reaktora przepływowego dozowano powietrze w ilości 4875 kg/h (3800 Nm3/h) tak, aby stężenie tlenu w gazach poreakcyjnych było w zakresie od 2 do 4% obj.
Proces utleniania paraksylenu do kwasu tereftalowego prowadzono w temperaturze 195°C, przy ciśnieniu 1,4 MPa, w czasie 1 godziny. Otrzymaną zawiesinę poreakcyjną chłodzono, wytrącony kwas tereftalowy odwirowywano i suszono. Otrzymano 1520 kg/h surowego kwasu tereftalowego, z wydajnością 97%.
Po 24 godzinach pracy przepływowego reaktora utleniania sporządzono bilans kwasu octowego i octanu metylu zawartego w ługach po odwirowaniu kwasu tereftalowego oraz w oparach po suszeniu kwasu tereftalowego i gazach poreakcyjnych. Stwierdzono straty kwasu octowego w ilości 1200 kg/dobę.
Przykład realizacji wynalazku
Przepływowy reaktor utleniania, wyposażony w mieszadło, zasilano 1000 kg/h paraksylenu w mieszaninie ze strumieniem rozpuszczalnika. Stosunek wagowy paraksylenu do strumienia rozpuszczalnika wynosił 1:5. Strumień rozpuszczalnika składał się głównie z kwasu octowego pochodzącego: z ługów po separacji kwasu tereftalowego, z regenerowanego kwasu octowego oraz kwasu octowego otrzymanego z wykroplin po suszeniu kwasu tereftalowego i gazów poreakcyjnych. Strumień rozpuszczalnika zasilający reaktor utleniania zawierał oprócz kwasu octowego 3,6% w/w octanu metylu, 11,3% w/w wody oraz układ katalityczny składający się z 600 ppm jonów kobaltu, 400 ppm jonów manganu oraz 600 ppm kwasu bromowodorowego. Poza tym do strumienia rozpuszczalnika dozowano metanol w ilości 30 kg/h (0,6% w/w). Do reaktora przepływowego dozowano powietrze w ilości 4875 kg/h (3800 Nm3/h) tak, aby stężenie tlenu w gazach poreakcyjnych było w zakresie od 2 do 4% obj.
Proces utleniania paraksylenu do kwasu tereftalowego prowadzono w temperaturze 195°C, przy ciśnieniu 1,4 MPa, w czasie 1 godziny. Otrzymaną zawiesinę poreakcyjną chłodzono, wytrącony kwas tereftalowy odwirowywano i suszono. Otrzymano 1525 kg/h surowego kwasu tereftalowego, z wydajnością 97%.
Po 24 godzinach pracy przepływowego reaktora utleniania sporządzono bilans kwasu octowego i octanu metylu zawartego w ługach po odwirowaniu kwasu tereftalowego oraz w oparach po suszeniu kwasu tereftalowego i gazach poreakcyjnych. Stwierdzono straty kwasu octowego w ilości 300 kg/dobę.

Claims (4)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób otrzymywania kwasu tereftalowego przez utlenianie paraksylenu tlenem cząsteczkowym w układzie katalitycznym zawierającym jony kobaltu, manganu oraz bromu, w środowisku kwasu octowego wobec octanu metylu znamienny tym, że do środowiska reakcji dodaje się alkohol metylowy.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że alkohol metylowy wprowadza się do środowiska reakcji w mieszaninie z kwasem octowym.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że alkohol metylowy wprowadza się bezpośrednio do reaktora utleniania paraksylenu do kwasu tereftalowego.
  4. 4. Sposób według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 3 znamienny tym, że alkohol metylowy wprowadza się do środowiska reakcji w ilości 0,1-3% w/w stosowanego w reakcji kwasu octowego, korzystnie 0,6%.
PL428546A 2019-01-10 2019-01-10 Sposób otrzymywania kwasu tereftalowego przez utlenianie paraksylenu PL236673B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL428546A PL236673B1 (pl) 2019-01-10 2019-01-10 Sposób otrzymywania kwasu tereftalowego przez utlenianie paraksylenu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL428546A PL236673B1 (pl) 2019-01-10 2019-01-10 Sposób otrzymywania kwasu tereftalowego przez utlenianie paraksylenu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL428546A1 PL428546A1 (pl) 2020-07-13
PL236673B1 true PL236673B1 (pl) 2021-02-08

Family

ID=71512401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL428546A PL236673B1 (pl) 2019-01-10 2019-01-10 Sposób otrzymywania kwasu tereftalowego przez utlenianie paraksylenu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL236673B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL428546A1 (pl) 2020-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2519254C2 (ru) Композиция терефталевой кислоты и способ ее получения
US3626001A (en) Method for the production of high-purity isophthalic or terephthalic acid
BRPI0610011B1 (pt) processo para preparação de (met)acrilatos de alquila
US2723994A (en) Oxidation of xylene and toluic acid mixtures to phthalic acids
JP4340236B2 (ja) (i)ギ酸、(ii)少なくとも2個の炭素原子を有するカルボン酸及び/又はそれらの誘導体及び(iii)無水カルボン酸を共通して製造するためのフレキシブルな方法
US9840453B2 (en) Method for producing isobutylene, method for producing methacrylic acid, and method for producing methyl methacrylate
RU2606130C2 (ru) Способ получения трет-бутилфенола из потока с4-рафината
PL236673B1 (pl) Sposób otrzymywania kwasu tereftalowego przez utlenianie paraksylenu
AU2014268860A1 (en) Method for the purification of acetic acid and acrylic acid
US20070270609A1 (en) Method for producing naphthalenedicarboxylic acid
US20080293964A1 (en) Process for Preparing High Purity Terephthalic Acid
US3064046A (en) Oxidation of organic compounds
CS195261B2 (en) Method of preparing dimethylester of terephthalic acid
US5107020A (en) Method for producing purified trimesic acid
US6316661B1 (en) Process for the production of 2,3,5-trimethylhydroquinone diesters
US3852343A (en) A process for the production of benzene carboxylic acids from ethyl substituted benzens
JP4352191B2 (ja) ピロメリット酸の製造法
GB2106797A (en) Process and apparatus for producing terephthalic acid by liquid phase oxidation of paraxylene
JP2020164421A (ja) テレフタル酸の製造方法
JPH1192416A (ja) トリメリット酸の製造法
JPH11335317A (ja) トリメリット酸の製造法
US20080159929A1 (en) Optimized Production of Aromatic Dicarboxylic Acids
KR101297510B1 (ko) 방향족 디카르복실산의 제조방법
KR20020055839A (ko) 조테레프탈산의 제조방법
JPH0529021B2 (pl)