167340. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tereftálsav előállítására
3 167340 4 viszonylag sok 4-karboxi-benzaldehidet tartalmaz, hanem elfogadhatatlanul nagy a színértéke is. Ezt támasztja alá az alábbi 2. ellenőrző kísérlet, amely szerint a termelt tereftálsav tisztasága ugyan 99%, de Hazen-száma 80. Ez a Hazen-szám arra mutat, hogy a tereftálsavnak elfogadhatatlanul nagy a színértéke, és noha a tereftálsav alkalmas lenne poliészterek közvetlen észteresítéssel végzett előállítására, az így készült poliészterek tűrhetetlen mértékben színezettek lennének, és így alkalmatlanok szálgyártásra. A 2. ellenőrző kísérlet termékének színértéke lényegesen nagyobb a találmány szerint kobaltot, mangánt és brómot tartalmazó katalizátor alkalmazásával készült tereftálsav színértékénél. Nevezett;! a/ 1. példa szerint készült tereftálsav ,. !-várna csak 18, sőt a 2. példa szerint készülte csak 16. Eszerint a 2. ellenőrző kísérletnek megfelelő japán eljárással készült tereftálsavnak ugyanaz a fogyatékossága, és ezért nem alkalmas szálminőségű poliészterek közvetlen észterezéssel való előállítására. Az említett holland szabadalmi leírás nem adja meg a kétlépéses oxidációval előállított tereftálsav tisztaságát, hanem csak a 97%-os hozamot közli, amely az elmondottak szerint nem szükségszerűen a szálminőségű poliészterek közvetlen észterezésére alkalmas tisztaságú tereftálsav hozama. A holland leírásban nincs szó a frakcionált desztillációs műveletről, amelyet a találmány szerinti eljárásban alkalmazunk. Frakcionált desztilláció nélkül csak poliészterek közvetlen észteresítéssel való előállítására teljesen alkalmatlan tisztaságú tereftálsav keletkezik. Ez világosan kitűnik az 1. ellenőrző kísérletből, amelyben elhagytuk a frakciónált desztillációt, és így csak 97% tisztaságú, 300 Hinzen-számú és 1,5% 4-karboxi-benzaldehidet tartalmazó terméket kaptunk. Nyilvánvaló tehát, hogy a holland leírásban közölt eljárással nem lehet közvetlen észteresítésre alkalmas tisztaságú tereftálsavhoz jutni. A találmány szerinti eljárásnak műveleti előnyei is vannak a japán és a holland leírásban közölt eljárásokhoz képest. így például a találmány szerinti eljárásban 1 g ecetsavra számítva csak 0,5-10"5 g kobaltra, 0,3«10" 5 g mangánra és 1 5 • 10"s g brómra van szükség. A japán leírás './Orint lg ecetsavra 5,3«10~5 g kobalt és ,! • fCr s mól etilidéndiacetát jut. A holland előírás : rveísavra 5,3 •• 10" s g kobalt, 6,3 • 10" 5 g bróm, •I0~s mól metiletilketon és 2,2-10" s mól pro.o'.ildclüd. Ebből kitűnik, hogy a találmány -ounti eljárás lényegesen termelékenyebb katalizátortartalomra vonatkoztatva a két ismert eljárásnál. A japán leírás nem közli világosan az oxidáció lezajlásához szükséges érintkezési időt. A kiindulási anyagok betáplálásának sebességéből és a reaktor térfogatából következtethető időtartam azonban legalább 2 óra. A találmány szerinti eljárásban mintegy 1 óra érintkeztetésre van szükség, úgyhogy az új eljárásban a reakciósebesség lényegesen nagyobb, mint a japán leírás szerinti eljárásban. A holland leírásban nincs szó a reakció időtartamáról. A tereftálsav elválasztása után visszamaradó anyalúgot a japán leírás szerint az oxidációs lépésbe való visszakeringetése előtt vízzel extrahál-5 ják. A találmány szerinti eljárásban az anyalúgot a tereftálsav durva szemcséskristályok alakjában való elválasztása után közvetlenül, külön kezelés nélkül visszakeringetjük. A holland leírás kétlépéses eljárásra vonatkozik, -0 amelyben a p-xilol közbülső oxidációs termékét, a p-tolusavat előbb elválasztják, majd p-xilol és p-tolusav keverékét két lépésben oxidálják. Minthogy a p-tolusav alig oldható ecetsavban, az eljárás bizonyos műveiéti nehézségekkel jár, és 15 ezért bonyolult. Ezzel szemben a találmány szerinti eljárás egylépéses, és a kiindulási anyagok oldat alakjában táplálhatok be a reaktorba. A fentiekből kitűnik, hogy a találmány szerinti eljárás szerint nemcsak nagy hozammal lehet 20 rendkívül tiszta ftálsavat előállítani, hanem az új eljárásnak műveleti előnyei is vannak a technika állásához képest. A találmány szerinti eljárás előnyeinek jellege kitűnik a közölt példákból és ellenőrző kísérletekből. 25 A találmány szerint az oxidációs reakció gáznemű termékét frakcionáltan desztilláljuk, az ecetsav elválasztására, és az ecetsavat visszavezetjük az oxidációs reakcióba. A katalizátort tartalmazó anyalúgot közvetlenül, minden kezelés nélkül JQ vezetjük vissza. A találmány szerinti eljárásban tehát nem a teljes, vizet és ecetsavat tartalmazó kondenzátum kerül vissza az oxidációs rekcióba, mint a korábbi eljárásokban, és az anyalúgot nem desztilláljuk az ecetsav kinyerésére. 35 Bár nem világos, hogy a találmány szerinti eljárással készült tereftálsav miért jobb minőségű, feltételezzük, hogy a termék elszíneződését okozó szennyezéseket a nem kondenzálható gázt, vízgőzt, és ecetsavat tartalmazó reakciótermék frakcionált 40 desztillálása során távolítjuk el. Régebben a szennyezéseket, vizet és ecetsavat tartalmazó kondenzátumot visszavezették a reakcióba. Feltételezhető, hogy a reakció során keletkezett víz felgyülemlése szintén hozzájárul a szennyezések 45 képződéséhez. A találmány szerinti eljárás, azonkívül, hogy jobb minőségű tereftálsav előállítását teszi lehetővé, a reakciórendszer víztartalmának szabályozását is egyszerűsíti, az oxidáció sebességét fokozza, és az 50 ecetsav bomlásának mértékét csökkenti. További előny, hogy a tereftálsav elválasztása után visszamaradó anyalúgot nem kell az ecetsav kinyerésére desztillálni vagy másképp kezelni, mielőtt visszavezetjük a reakcióba. 55 Katalizátorként kobalt egy nehézfémmel, előnyösen mangánnal együtt használható, oldható só, célszerűen acetát vagy bromid alakjában. A kobalttartalmú vegyület mennyisége nincs korlátozva, ameddig az katalitikus mennyiség. £0 Alkalmasak a kiindulási anyagként használt p-xilol súlyára vonatkoztatott 0,01 és 50 súly% közötti mennyiségek. Az oxidációra molekuláris oxigén vagy egy iners gáz, például nitrogén vagy széndioxid és molekulá-6S ris oxigén elegye használható. Az iparban rendszerint levegőt szoktak használni. Előnyös, ha a 2
