167340. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tereftálsav előállítására
167340 7 8 eltávolítjuk a rendszerből, míg az ecetsav a desztilláló oszlopban visszafolyik, és az 5 vezetéken át visszajut az I reaktorba. Az oxidáló reakció folyékony termékét az I reaktor aljáról a 6 vezetéken át vezetjük, el és a III kristályosító tartályban lehűtjük, vagy hirtelen bepároljuk, mire az ecetsavban oldható tereftálsav kikristályosodik. A rajzon ugyan csak egy kristályosító tartály látható, de egymáshoz kapcsolva kettőt vagy még többet is lehet használni, vagy hirtelen elgőzölögtető kamrát lehet alkalmazni. A tereftálsav kristályokat tartalmazó zagyot a III tartályból a 7 vezetéken át a IV szeparátorba vezetjük, és ott a kristályos tereftálsavat elkülönítjük, az anyalúgtól. A keletkezett tereftálsavat a 8 vezetéken át távolítjuk el, és ha szükséges, ecetsavval mossuk, és megszárítjuk a végtermék kinyerésére. Az anyalúgot a IV szeparátorból a 9 vezetéken át az I reaktorba vezetjük vissza. A találmányt a következő példákban írjuk le részletesebben. 1. példa A felső végén egy 30 tálcás frakcionáló oszlophoz csatlakozó oxidáló reaktorba óránként betáplálunk 150 kg p-xilolt, 1200 kg 95%-os ecetsavat és oxidáló katalizátorként 1,5 kg kobaltacetátot, 0,8 kg mangánacetátot és 1,8 kg nátriumbronűdot. Az oxidáló reakciót 190C°on és 12 att nyomáson hajtjuk végre, és közben a reaktor fenekén levegőt vezetünk be. A túlnyomóan ecetsavat és vízgőzt tartalmazó és az oxidáló reakció folyamán elpárolgó gőzkeverék a frakcionáló oszlopon körülbelül 160 C° fejhőmérsékleten desztillál, és a vízgőzt a nem kondenzálható gázzal együtt az oszlop tetején vezetjük el, míg a kondenzált ecetsavat visszavezetjük. A reakciórendszer víztartalma így 3-4%-on állandósul. Ilyen reakciókörülmények között végrahajtott oxidáló reakcióban az átlagos benttártózkodási időtartam 60 perc. A folyékony oxidált terméket kristályosító tartályba vezetjük, és lehűtés után tereftálsavra és anyalúgra különítjük el. A kapott tereftálsavat ezután ecetsavval mossuk, és megszárítjuk. Az anyalúgot az oxidáló reaktorba visszavezetjük, és újra felhasználjuk. A tereftálsav kitermelés a p-xilolra számítva 97 mól%, a tereftálsav színértéke (Hazen száma) 18, optikai sűrűsége 380 mu-nál 0,020 és 4-karboxibenzaldehid tartama 0,12%. A színértéket úgy határoztuk meg, hogy 3 g tereftálsavat 20 ml 2 n nátriumhidroxid oldatban feloldottunk, és ennek az oldatnak színét spektrofotométerben összehasonlítottuk az ASTM D 1209 (1969) szabvány szerinti mintaoldat színének mélységével. A 4-karboxibenzaldehid tartalmat polarografálással határoztuk meg. 1. ellenőrző kísérlet Az 1. példát megismételtük azzal a különbséggel, hogy az oxidáló reaktor tetején levő frakcionáló oszlopot hűtővel cseréltük ki, ebben a reaktorból távozó gőzökből nemcsak az ecetsav, hanem a vízgőz is kondenzálódott. A tereftálsav kitermelése 94 mól%-os, tisztasága 97%-os, Hazen száma 300, optikai sűrűsége 380 mß 0,670 és 4-karboxibenzaldehid tartalma 1,5% volt. 5 2. ellenőrző kísérlet Az oxidáló reakciót az 1. példa szerint, de óránként 80 kg p-xilolt, 150 kg jégecetet és 40 kg 10 kobaltacetátot betáplálva hajtottuk végre, és a reakció hőmérséklete 130 C volt. A reakció folyamán keletkezett vizet gőzként a nem kondenzálható gázokkal együtt a desztilláló oszlop tetejéről vezettük el, míg az ecetsavat kondenzálva 15 visszavezettük. A reakció folyamán az átlagos benntártózkodási időtartam 2 óra volt. A tereftálsav kitermelése a p-xilolra számítva 90 mól%-os, tisztasága 99%-os és Hazen száma 80 volt. 2. példa Az oxidáló reaktorba óránként 100 kg p-xilolt, 90 kg 99%-os ecetsavat (1 % víztartalommal) és 25 oxidáló katalizátorként óránként 3,4 kg kobaltacetátot, 3,4 kg mangánacetátot és 1,7 kg nátriumbromidot, valamint 40 mikronnál kisebb részecskeméretű, finom eloszlású tereftálsavat tartalmazó anyalúgot 850 kg/óra mennyiségben tápláltunk be. 30 Az oxidáló reakciót 190 C°-on és 12 atmoszféra nyomáson, 60 perces benttártózkodási idővel hajtottuk végre, és a reaktor fenekén percenként 10 m3 sességgel levegőt vezettünk be. A gáznemű reakcióterméket a reaktorral összekötött 15 tálcás 35 desztilláló oszlopon frakcionáltan desztilláltuk. A frakcionáló oszlop fajhőmérséklete 160 G°, és fenékhőmérséklete 178 C°volt, úgyhogy a vízgőz az eltávozó gázzal együtt desztillált, míg az ecetsavat kondenzálva a reakciószakaszba visszavezettük. Ez-40 által az oxidáló reakciórendszerben a víztartalmat körülbelül 5%-on tartottuk. A reakcióterméket a reaktorból nyomásszabályozó szelepen át távolítottuk el, és normális atmoszférikus nyomáson a gyorsan elgőzölögtető kamrába vezettük, itt hir-45 telén bepárlás után a tereftálsav kikristályosodott. Az illékony anyagok az elgőzölögtető kamra tetején távoztak, míg az ecetsavas tereftálsav szuszpenzió az oldószer elpárolgásának látens hője által az elgőzölögtető kamrában 120C-ra lehűtve centri-50 fuga rendszerű szűrőbe jutott. A körülbelül 40 mikronnál kisebb részecskeméretű, finom eloszlású tereftálsavat tartalmazó anyalúgból a kristályos tereftálsavat szűrőn elválasztottuk (az elválasztott kristályos tereftálsav és az anyalúgban maradt 55 finom eloszlású tereftálsav súlyaránya 97 :3 volt). Miután a rendszer számára elveszett anyag pótlására az anyalúgot friss ecetsavval, p-xilollal és elegendő mennyiségű oxidáló katalizátorral kevertük, visszavezettük a reakciószakaszba. A 40 mik-60 ronnál kisebb részecskeméretü, finom eloszlású tereftálsavat gyakorlatilag nem tartalmazó durva részecskeméretű tereftálsavkristályokat ecetsavas mosás után szárítóba vittük. A tereftálsav kristályok mosására azt az ecetsavat használtuk, amelyet 65 a kristályosító lépésben a gőzök kondenzálásával 4
