180065. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tereftálsav tisztítására pillanatszerű, többfokozatú kigőzölögtetésekkel végrehajtott folyamatos kristályosítással
7 180 065 8 kristályosított minden egyes tereftálsavhányad fokozatosan kisebb legyen a megelőző fokozatokbrn kristályosodott hányadoknál. Ez az intézkedés nem csupán a 182—160 °C hőmérséklettartomány alatti hőmérsékelten kristályosodó tereftálsav-hányadot fogja a lehető legkisebb mértéken tartani, hanem a p-toluilsavval való szenynyeződés mértékét is. A következő három üzemeltetési mód szemléltetően bizonyítja, hogy az oldószer pillanatszerű kigőzölögtetésekor és a tereftálsav-kristályok ezzel együttjáró, lényegében pillanatszerű kiválásakor sem 250—300 °C-os kristályosítási véghőmérséklet és termékelválasztási hőmérséklet alkalmazása, sem pedig a tereftálsav csökkentett sebességű kristályosítása nem alkalmas arra, hogy csökkentse a tereftálsav p-toluilsavval való szennyeződését. 1. összehasonlító példa 20 súly% tereftálsavat (25 kg tereftálsav 100 kg vízre) és a tereftálsavra vontkoztatva 2500 ppm p-toluilsavat tartalmazó vizes oldatot 270 °C hőmérsékleten és 56 ata nyomáson 150 °C hőmérsékleten és 4,7 ata nyomáson üzemeltetett kevert kristályosító fokozatba vezetünk be. A tápoldatot a kristályosító berendezés bevezető csonkjának a közvetlen közelében elhelyezett mennyiségszabályozó szelepen keresztül folyamatosan vezetjük be. A víz körülbelül 270 °C-ról 150 °C-ra való lehűlése következtében fejlődött gőzt elvezetjük a kristályosító berendezésből, kondenzáltatjuk és elöntjük. A keletkező tereftálsav kristályszuszpenziót 150 °C hőmérsékleten és 4,7 ata nyomáson centrifugáljuk. A kapott szilárd, kristályos tereftálsavat szárítjuk. Az ily módon előállított száraz tereftálsav-termék az elemzés tanúbizonysága szerint körülbelül 1200 ppm p-toluilsavat tartalmaz. 2. összehasonlító példa Az 1. összehasonlító példában ismertetett módon járunk el, azonban azzal az eltéréssel, hogy az oldott tereftálsav p-toluilsav-tartalma 500 súly ppm. Az elemzés szerint a kapott száraz tereftálsav-termék körülbelül 250 ppm p-toluilsavat tartalmaz. 3. összehasonlító példa 2500 ppm p-toluilsavat tartalmazó tereftálsavat körülbelül 280 °C hőmérsékleten és 60 ata nyomáson vízben feloldunk és így olyan oldatot állítunk elő, amely minden 100 kg vízre számítva 25 kg tereftálsavat tartalmaz. A kristályosítás folyamatos üzemének biztosítására négy kevert kristályosító fokozatot kapcsolunk egymás után. Olyan hőmérsékletprofilt választunk, hogy minden egyes kristályosítási fokozatban az eredetileg oldott tereftálsav lényegében azonos hányadai kristályosodjanak. Az ennek megfelelő üzemi hőmérsékletek és nyomások a következők : 260 °C és 47,2 ata; 250 °C és 40,7 ata, 236 °C és 31,3 ata, végül 150 °C és 4,7 ata. Az oldatot olyan sebességgel vezetjük be, hogy az első fokozatba óránként 45,36 kg tereftálsav lépjen be. Az egyes fokozatokban fejlődő vízgőz mennyisége kg/órában: 14,28; 8,78; 10,48 és 32,08. Az óránként kristályosodott megfelelő tereftálsav-mennyiségek a következők: 12,87; 11,35; 10,51 és 10,37 kg. A negyedik fokozatból a szuszpenzió 161,30 kg/óra sebességgel távozik és 45,18 kg szuszpendált szilárd anyagot és 116,17 kg vizes anyalúgot tartalmaz. Ezt a szuszpenziót 150 °C hőmérsékleten és 4,7 ata nyomáson centrifugáljuk. Az így kapott és szárított tereftálsav-termék körülbelül 420 ppm p-toluilsavat tartalmaz. A fent ismertetett eljárásban, amint azt az alábbi 1. és 3. példa is bizonyítani fogja, a kristályosító fokozatok száma megfelelő volt, a kristályosítási véghőmérséklet és az elválasztási hőmérséklet megfelelt a technika állása követelményeinek, a hőmérsékletprofil pedig logikailag szintén elfogadható volt, minthogy a technika állása szerint a szennyeződés mértéke a lehűlés sebességétől függ. A tereftálsav-termék minősége viszont elfogadhatatlan (p-toluilsav-tartalma jóval meghaladja a megengedhető 150 ppm maximumot), mert a 150 °C hőmérsékleten kristályosodott tereftálsav-hányad túl nagy volt. A fenti három összehasonlító példában ismertetett üzemeltetési mód természetesen kívül esik a találmány oltalmi körén. A találmány szerinti eljárásban alkalmazott 2—8, előnyösen 3—6 kigőzölögtető fokozat közül, amelyekben a kigőzölgéssel együtt járó tereftálsav-kristályosodás gyakorlatilag pillanatszerűen megy végbe, az elsőbe táplált vizes oldat bármilyen, körülbelül 204—288 °C hőmérsékletű, olyan telített tereftálsav-oldat lehet, amely megfelel a tereftálsav telítési koncentrációjának, ez 2—50 súlyrész tereftálsav per 100 súlyrész víz. Az oldott tereftálsav p-toluilsav-tartalma 500—6000 ppm. Az anyagmozgatás gazdaságossága szempontjából az első fokozatba előnyösen olyan tápoldatokat vezetünk, amelyek 100 súlyrész vízre számítva 10—30 súlyrész tereftálsavat tartalmaznak. Az ennek megfelelő tereftálsav telítési hőmérsékletek a körülbelül 240—270 °C tartományba esnek. Hogy azonban az említett első fokozatba történő átvitel (azaz a katalitikus hidrogénező tisztításból az első fokozatba történő bevezetés) során elkerüljük a tereftálsav idő előtti kristályosodását, előnyösen úgy járunk el, hogy az ilyen, 100 súlyrész vízre 10—30 súlyrész tereftálsavat tartalmazó tápoldatok hőmérséklete legalább 5—10 °C-kal haladja meg a megfelelő telítési hőmérsékletet és előnyösen a 250—280 °C tartományba essék. A találmány szerinti folyamatos tereftálsavkristályosító eljárásnak a fenti előnyökön kívül van még egy, a technika állása kitanításai tükrében egyedülálló tulajdonsága, nevezetesen az, hogy az eljárással kapott kristályos tereftálsavmagma folyamatos üzemű centrifugálással könynyűszerrel elválasztható, annak ellenére, hogy a technika állása szerint a tereftálsavnak az oldatból való pillanatszerű kikristályosodása olyan kristályos magmát eredményez, amely elegendő mennyiségű kisméretű kristályt tartalmaz ahhoz, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
