180065. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tereftálsav tisztítására pillanatszerű, többfokozatú kigőzölögtetésekkel végrehajtott folyamatos kristályosítással
5 180 065 6 sodott tereftálsav p-toluilsavval rendkívül szenynyezett lesz. A víz pillanatszerű kigőzölögtetésének elvén dolgozó, egymást követő kevert kristályosító fokozatokat tartalmazó kristályosító berendezés esetében a tényleges fokozatszámot a tereftálsavra vonatkoztatott p-toluilsav-koncentráció függvényében és nem a bármelyik fokozatba betáplált oldat p-toluilsav-koncentrációja alapján, sem pedig sebességfüggő módszerekre támaszkodva választjuk meg, tekintettel arra, hogy a tereftálsav minden egyes inkrementális mennyiségének kristályosodása pillanatszerű. Általában azt mondhatjuk, hogy a tereftálsav súlyára vonatkoztatva 500—8000 ppm p-toluilsavat tartalmazó oldott tereftálsav kristályosításához nyolc egymást követő kevert oldószer kigőzölögtető fokozat rendszerint elegendő. Például két ilyen fokozat elegendő 500—-1000 ppm p-toluilsav, három ilyen szakasz 500—2500 ppm p-toluilsav, négy ilyen szakasz 1500—4000 ppm ptoluilsav és öt ilyen szakasz 2000—6000 ppm ptcluilsav esetében (a p-toluilsav mennyiségét mindegyik esetben az eredetileg oldott állapotban levő tereftálsav mennyiségére vonatkoztattuk). Amint azonban azt a későbbiekben még szemléltetni fogjuk, a tereftálsav mennyiségére vonatkoztatott p-toluilsav-koncentrációkkal öszszefüggő fenti fokozatszámok nem egyeznek meg feltétlenül a sikeresen és jó eredményekkel alkalmazható fokozatszámokkal, hiszen műszál minőségű, azaz legfeljebb 150 ppm p-toluilsavat tartalmazó tereftálsavat kaphatunk 3—6 kevert kristályosító szakasz alkalmazásával olyan esetben is, amikor a tereftálsavra vonatkoztatott ptoluilsav-tartalom 1500—6000 ppm. Sőt, az ilyen 1500—6000 ppm p-toluilsav-tartalmú tereftálsav esetében előnyösen éppen 3—6 kigőzölögtető fokozatot alkalmazunk. A találmány szerinti folyamatos eljárás ipari méretű megvalósítása során a beruházási költségek szempontjából azt találtuk előnyösnek, ha a tereftálsav súlyára vonatkoztatva 500 és 6000 ppm közötti kiindulási p-toluilsav-koncentrációk esetében 2—6 oldószer kigőzöiögtető fokozatot alkalmazunk. Azt tapasztaltuk, hogy a 2—8, előnyösen 3—6 oldószer kigőzölögtető fokozat mindegyikét akkor üzemeltetjük helyesen, ha az elpárologtatott vizet az eljárás egyik fokozatába sem vezetjük vissza. A 2—8, előnyösen 3—6 kever kristályosító fokozat mindegyikének üzemi hőmérsékletét a tereftálsav telítési koncentráció-hőmérséklet diagram alapján választhatjuk meg oly módon, hogy az egész folyamat hőmérsékletprofilja észszerűen ezt a diagramot kövesse. A találmány szerinti eljárást bemutató példákban számos ilyen hőmérsékletprofilt ismertetünk. Ezeket követve, az ehelyütt bemutatott eredmények érhetők el. A közölt hőmérséklet-profilok ugyanakkor útmutatásul is szolgálhatnak más, ezektől eltérő hőmérséklet-profilok megválasztásához is, amelyeknek alkalmazásával a bemutatottaktól eltérő, de a tereftálsav súlyára vonatkoztatva 500—6000 ppm p-toluilsavat tartalmazó oldatok dolgozhatók fel. Az oldat kigőzölögtetését oly meglepő sikerrel alkalmazó, találmány szerinti folyamatos tereftálsav kristályosító eljárás ugyanakkor azon a felismerésen is alapul, hogy a tereftálsav végterméknek a ránézve nem telített oldatból kiváló p-toluilsav által okozott szennyeződése sokkal inkább a hőmérséklettől, mint a lehűlési sebességtől függ. Ennek a meglepő felismerésnek, nevezetesen azon ténynek, hogy a tereftálsav p-toluilsavval való szennyeződése a hőmérséklettől függ, a találmány szerinti eljárásban történő alkalmazása nem jelenti azt, hogy az eljárásban megválasztott hőmérséklet-profilt egyetlen kritikus kristályosítási véghőmérséklet korlátozná, amely felett a p-toluilsavra nézve nem telített oldatból p-toluilsav többé nem válik ki, és ily módon ez a kritikus hőmérsékletérték korlátot szabna a találmány szerinti folyamatos eljárás üzemeltetésének. Amint azt a későbbiekben az egyik példában látni fogjuk, egy kevés p-toluilsav a kikristályosodott tereftálsav minden egyes inkrementális mennyiségével együtt kiválik az oldatból. Ez azonban nem korlátozza lényegesen a találmány szerinti eljárás alkalmazhatóságát. A találmány szerinti eljárás meglehetősen rugalmasan alkalmazható nemcsak különböző, 500 —6000 ppm p-toluilsavat tartalmazó, vizes tereftálsav-oldatok esetében, hanem a kevert kristályosító fokozatok számának megválasztása, sőt a tereftálsav-késztermék végső minősége tekintetében is. A p-toluilsav hőmérsékletfüggő kiválása körülbelül 182 és 160 °C közötti hőmérséklet elérése után válik jelentőssé. Az eredetileg oldott állapotban levő tereftálsavnak az egyes szakaszokban kristályosán kiváló részmennyiségei mindaddig jelentősek lehetnek, amíg ezt a körülbelül 182 és 160 °C közötti hőmérsékletet el nem értük, ezt követően azonban minden egyes újabb, az eredetileg oldott állapotban levő tereftálsavra vonatkoztatott kikristályosított hányadnak egyre kisebbnek kell lennie. Nincs viszont olyan kritikus, egyetlen és meghatározott, az eredetileg oldott tereftálsav mennyiségére vonatkoztatott határhányad, amely az ilyen csökkenő mérvű kristályosítási hányadok bármelyikének korlátot szabna. A találmány szerinti eljárás foganatosítási módjait szemléltető példák, tekintettel a szennyeződésnek a hőmérséklettől való függésére és arra a kívánalomra, hogy a tereftálsav kristályosodó hányadai a fent említett, körülbelül 1S2—160 3C hőmérséklettartomány alatt csökkenjenek — és ez a hőmérséklettartomány éppen az üzem rugalmasságát és nem rugalmatlanságát bizonyítja —, útmutatást nyújtanak egyrészt arra, hogyan kell a kristályosító fokozatok számát megállapítani, másrészt pedig arra, hogyan kell a fenti hőmérséklettartomány alatti hőmérsékleten üzemelő egyes fokozatokban kikristályosítandó tereftálsav-hányadokat meghatározni. A 182—160 °C hőmérséklettartományban és az ez alatti hőmérsékleteken dolgozó kristályosítási fokozatok hőmérsékletprofiljának a megválasztásában a kulcstényező általában az, hogy az egyes fokozatok üzemi hőmérsékletét úgy kell megválasztani, hogy az egyes fokozatokban ki5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 30 35 3
