167340. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tereftálsav előállítására
5 167340 6 molekuláris oxigén mennyisége több, mint a sztöchiometrikus mennyiség. A szükséges mennyiség a reakciórendszerből, távozó, nem kondenzálható gázban levő molekuláris oxigén koncentrációjából állapítható meg, ez célszerűen legalább 2 súly% körül van, különösen előnyösen 3—20 súly%. A találmány szerinti eljárásban az oxidációt folyadékfázisban, és akárcsak a régebbi eljárásban magasabb hőmérsékleten és nagyobb nyomáson végezzük. Alkalmas hőmérséklet 100-300 C°, előnyösen 150-170 C°, és az alkalmas nyomás az atmoszférikus nyomásnál valamivel nagyobb és a 150 atm közötti nyomás lehet. A reakcióban oldószerként használt ecetsav mennyisége nem lényeges tényező, de előnyös, ha a p-xilol kiindulási anjjag súlyára számítva 2-12 súlyrész mennyiségben van jelen. Az oxidáció gáznemű reakciótermékének frakcionált desztillálását úgy végezhetjük, hogy az oxidáló reaktor felső részén levő gázelvezetés felett egy ponton frakcionáló oszlopot helyezünk el. Ezért a hagyományos módszerben használt készülék a találmány szerinti eljárás számára könnyen alkalmazható, ha a hűtő helyett frakcionáló oszlopról gondoskodunk. A frakcionált desztillációt a reakciószakaszból távozó gőz hőmérsékletének szabályozásával könnyű végrehajtani. A hőmérsékletet úgy szabályozzuk, hogy a nem kondenzálható gáz és a vízgőz áthaladjon a frakcionált desztillációs szakaszon. Rendszerint célszerű olyan készüléket használni, amelyben az oxidáló reaktort cső köti össze a frakcionáló oszloppal vagy amelyben' a két egység közvetlenül csatlakozik egymáshoz. A frakcionáló oszlop töltetes oszlop vagy előnyösen számos tányérral ellátott oszlop lehet. Amikor az oxidáló reaktor a frakcionáló oszlophoz csatlakozik, előnyös, ha a frakcionáló oszlopnak nincs olyan része, amelyben a folyadék visszamaradhat, mint egy bukógáton, hogy az eltávozó gőzök által magával ragadott karbonsavpor okozta eltömődés elkerülhető legyen. A frakcionáló oszlop működési körülményeit az oxidációs reakció körülményeivel összhangban kell változtatni. Általában az oszlopnak oly módon kell működnie, hogy az oxidáló reakciórendszerben a víz mennyisége 0,5 és 15%, előnyösen 0,5 és 10%, között változzék. A nyomás a desztilláló oszlop tetején atmoszférikus nyomás és 50 att között, a hőmérséklet 100 és 250 C° között változhat, az oxidáló reakció hőmérsékletétől és nyomásától függően. A folyékony oxidációs termékben levő tereftálsav bármely alkalmas módon kikristályosítható és kinyerhető, és az ismert többlépéses kristályosítás használható. Különösen előnyös módszer az, amikor az oxidáló reakció termékéből az oldószert hirtelen elgőzölögtetjük (flash művelet), hogy a tereftálsav kristályosodását előidézzük, majd a tereftálsav durvább szemcséit elkülönítjük, a finom eloszlású tereftálsav kristályokat tartalmazó anyalúgot pedig visszavezetjük az oxidáló reakcióba, és a tereftálsav durvább szemcséit a hirtelen elgőzölögtetett gőzökből visszanyert ecetsavval mossuk. A régebbi eljárásban a hirtelen elgőzölögtetést el kellett kerülni, mert az anyalúgban maradt és az oxidáló reakcióba vissza nem vezetett tereftálsav 5 egész mennyisége veszendőbe ment volna, és ez a tereftálsav kitermelés csökkenését okozta volna. Ezért a gyakorlatban a kivált tereftálsav szemcsék nagyságát a több lépésben végrehajtott kristályosítás által növelni kellett. A jelen találmány szerinti 10 eljárásban azonban a kitermelés még akkor sem csökken, ha az anyalúg tereftálsav kristályokat tartalmaz, mert a durva tereftálsav kristályok elválasztása után az anyalúgot az oxidáló reakciószakaszba visszavezetjük. Ezenkívül mivel a finom 15 kristályos tereftálsav nagyobb arányban hajlamos szennyezéseket magábazárni, a gyors elgőzölögtetés módszerével a jobb minőségű tereftálsav termelése előnyösen hajtható végre. Természetesen a tereftálsav teljes elválasztása is lehetséges, és az oxidáló 20 reakcióba tereftálsav kristályoktól gyakorlatilag mentes anyalúgot lehet visszavezetni. Amikor az oxidáló reakció termékét hirtelen bepároljuk, a kristályos tereftálsavat tartalmazó folyékony terméket elválasztó szakaszba lehet 25 vezetni, míg az elgőzölögtetett gőzáramot a hirtelen elgőzölögtető szakaszból elvezetjük, a benne levő ecetsavat kondenzáljuk, és az így kapott ecetsavat közvetlenül a reakciószakaszba visszavezetjük, vagy a visszavezetés előtt a 30 tereftálsav kristályok mosására használhatjuk fel. Az elválasztott tereftálsav kristályokat ilyen állapotukban végtermékként megszáríthatjuk, de előnyös, ha a kristályokat ecetsavval mossuk, és ezután a mosott kristályokat szárítjuk, hogy 35 végterméket kapjunk. A mosásra előnyösen a reakciótermék hirtelen bepárlásával és a távozó gőzök kondenzálásával kapott ecetsavat használjuk. A mosó műveletben kapott ecetsavat összegyűjtjük, és rendszerint visszavezetjük az oxidáló 40 reakcióba. Az anyalúg ismételt visszavezetése miatt a reakciószakaszban lassan felgyűlnek az oxidáló reakció során keletkezett szennyezésekből vagy a kiindulási anyagként használt p-xilolból eredő melléktermékek. Ezért az anyarúg egy részét 45 célszerű a rendszerből kivonni és kiönteni. Szükség esetén a kivont anyalúgot friss ecetsav hozzáadása után vissza lehet vezetni, és újra fel lehet használni. Amikor a reakcióterméket hirtelen elgőzölögtet-50 jük, a kristályosító szakaszon desztilláló szakaszt lehet létesíteni, ennek segítségével nedvesség desztillálható ki. A találmány szerint eljárást a csatolt rajz szemlélteti. 55 A rajzon látható, hogy a p-xilolt, ecetsavat és kobalttartalmú katalizátort az 1 vezetéken át az I oxidáló reaktorból és annak felső részével összekötött II desztilláló oszlopból álló készülékbe tápláljuk. Az oxidáló reakciót az oxigént tartal-60 mázó gáznak az I reaktor alján a 2 vezetéken át való bevezetésével hajtjuk végre. A túlnyomóan ecetsavból, vízből és nem kondenzálható gázból álló légnemű keverék az I reaktor tetején távozik, és a 3 vezetéken át a II desztilláló oszlopba jut, 65 ahol frakcionáltan desztilláljuk. A vízgőzt és a nem kondenzálható gázt a II desztilláló oszlop tetején 3
