177337. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tereftálsav előállítására
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS 177337 ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Bejelentés napja: 1977. X. 25. (LA—920) Elsőbbsége Nagy-Britanniában : 1976. X. 26. (44459/76) Elsőbbsége az Amerikai Egyesült Államokban : 1977.11. 2. (764981) Közzététel napja: 1981. III. 28. Megjelent: 1982. XI. 30. Nemzetközi osztályozás: C 07 C 63'26 Feltaláló : Hanotier Jacques Dániel Victor vegyész, Lasne-Chapelle-Saint-Lambert, Belgium Szabadalmas: Laboftna S. A., Brüsszel, Belgium Eljárás tereftálsav előállítására i A találmány tárgya eljárás tereftálsav előállítására p-xilol-folyadékfázisban történő oxidációja útján. A találmány szerinti eljárást úgy végezzük, hogy főtömegében p-xilolt, p-toluilsavat és oldószerként vizet tartalmazó folyékony elegyet — ahol a p-toluilsav mólaránya a p-xilolhoz képest 0,01—100, a víz mólaránya a p-toluilsavhoz képest 0,4—60 — kobaltsókat és/vagy mangánsókat tartalmazó oxidációs katalizátor jelenlétében molekuláris oxigént tartalmazó gáz segítségével, 140—220 °C közötti hőmérsékleten és a víz legalább egy részének a reakcióhőmérsékleten folyékony állapotban való megtartására elegendő nyomáson oxidáljuk. A p-xilol oxidációs folyadékfázisban, molekuláris oxigénnel, nehézfém katalizátor jelenlétében ipari szempontból jelentős és a tereftálsav ezzel az eljárással történő előállítására számos eljárásváltozatot dolgoztak ki. Az eljárás kivitelezésénél a legnagyobb nehézséget az jelenti, hogy a p-xilol ugyan könnyen átalakítható p-toluilsawá, a további oxidáció azonban sokkal nehezebben megy végbe és a szokásos katalitikus eljárások felhasználása esetén a tereftálsav hozam ipari szempontból túl alacsony. A fennálló probléma kiküszöbölésére számos módszert dolgoztak ki. amelyek többnyire aktivátorok vagy promotorok hozzáadásából állnak. Az egyik eljárás során aktivátorként brómtartalmú vegyületet, oldószerként pedig rövidszénláncú zsírsavat, például ecetsavat alkalmaznak. Ez utóbbi eljárást iparilag is megvalósították, ennek ellenére számos komoly hátránya van. A bróm magas hőmérsékleten tpralkalmazása komoly korróziós problémát okoz és ez * probléma «sajt igen drága korrózióálló szerkezeti anya-2 gok, így a „Hastelloy C” vagy titán alkalmazásával oldható meg. Az eljárás igen erős oxidációs feltételei mellett az ecetsavas oldószer jelentős mértékben felhasználódik és ebből további költségek adódnak. 5 A korróziós problémák kiküszöbölésére bróm helyett aldehid és/vagy keton-csoportot tartalmazó vegyületek, például acetaldehid és/vagy metiletilketon aktivátorként való felhasználását javasolják. Ilyen aktivátorok jelenlétében ecetsav oldószerként való felhasználása ellenére a szolt) kásos savállóacél berendezések alkalmazhatók. Az aktivátor azonban felhasználódik a reakció közben, főtömegében ecetsavvá oxidálódik, így ez az eljárás mellékterméke, amelyet a reakciótermék mellől el kell választani és tisztítani szükséges. Az ecetsav felhasználása nélkül az eljárás 15 gazdaságilag nem hasznosítható. Egyéb módosításokat is javasoltak, amelyekben aktivátorként különleges vegy öleteket alkalmaznak. így például megállapították, hogy katalizátorként nagyobb mennyiségben csupán kobaltot tartalmazóecetsavas közegben a p-xilol jó hozammal oxidálható tereftálsawá. Ebben az utóbbi eljárásváltozatban is azonban jelentős mennyiségű ecetsav használódik fel a reakció során. Újabban különböző eljárásokat dolgoztak ki, amelyek lehetővé teszik a p-xilol oxidációját tereftálsawá oldószer és aktivátor távollétében. A folyadékfázis kialakítása céljából a p-toluilsav olvadáspontjánál magasabb vagy ahhoz közel álló hőmérsékletet, így 179 °C-t alkalmaznak. Jóllehet ezek az eljárások elvileg igen egyszerűek, gyakorlati kivitelezésük nehéz. Aktivátor nélkül a köztitermékként képződő p-toluilsav nehezen oxidálódik, az oldószer tá-20 25 30 177337
