Производство терефталевой кислоты и ее диметилового эфира - Овчинников В.И.
Скачать (прямая ссылка):
Большую роль в данном процессе играет эффективное перемешивание и распределение п-ксилола по объему реакционной массы (реактора). Необходимой мощностью перемешивания — 1,47—1,5 кВт/м3 обладает лопастная мешалка с отношением длины лопасти к диаметру реактора 0,4: 1—0,6: 1 при интервале между лопастями, в 1—1,5 раза большем длины лопастей [86—87]
Для получения качественной ТФК нужно реакционную массу вводить по всему объему реактора — через три и более вводных участков [88], расположенных по высоте реакционной зоны. Исходную смесь можно подавать также и через пустотелую многолопастную мешалку, обеспечивая тем самым равномерное распределение ее [89] путем «выбрасывания» из кольца полой лопасти. Для равномерного распределения всех реагентов, предотвращения слипания образующихся кристаллов и их осаждения на стенки реактора лопасти, находящиеся на конце вала мешалки, наклонены к оси, благодаря этому реакционная масса движется вокруг оси и вверх [90] (реактор имеет полусферическое дно). Такая конструкция реактора позволяет эксплуатировать его длительное время и получать качественную ТФК.
Поскольку очень важно получать кристаллы ТФК заданной формы и однородного грануло!метрического состава, были найдены условия формирования кристаллов гладкой овальной формы размером 150 мкм, образовывающих подвижную суспензию с возможно меньшим количеством этиленгликоля [89]. Для получения таких кристаллов ТФК выделяют из оксидата, смешивают со свежей уксусной кислотой и подвергают циркуляции по схеме: суспензатор — циркуляционный насос — суспензатор. В результате размер кристаллов уменьшается на 10—30%, или с 250 до 150 мкм. Затем суспензию ТФК подвергают термической обработке при 150—200 °С и 10,1 -105 Па, фильтруют и сушат [62, 63]. Полученная таким образом ТФК содержит 0,003—
0,006% (масс.) л-КБА; уксусную кислоту и катализатор регенерируют.
119
СПОСОБ ФИРМЫ «MITSUBISCHI CHEMICAL» (ЯПОНИЯ)
Фирма разработала метод очистки ТФК путем каталитического разложения примесей в водной фазе и удаления их вместе с маточником во время фильтрации. Содержание /г-КБА составляет 0,002% (масс.).
Позднее фирма усовершенствовала процесс окисления и перешла на одностадийный метод получения волокнообразующей ТФК. и-Ксилол окисляют в уксусной кислоте при 205—225 °С в присутствии катализатора — ионов кобальта и брома концентрацией 0,02—0,06 и 0,04—0,2% (масс.) соответственно; соотношение кобальта к марганцу 0,5—1,5 [91]. Кроме того, фирма разработала метод выделения катализатора путем экстрагирования водой расплавленного остатка после отгонки уксусной кислоты из фильтрата.
СПОСОБ ФИРМЫ «LUMMUS» (США)
Процесс основан на реакции окислительного аммонолиза /г-ксилола при 450—460 °С. Катализатором служит смесь V2O5 и Мо03 на алюмосиликате или оксиде алюминия. В результате реакции получают терефталонитрил, который после очистки гидролизуют в ТФК.
СПОСОБ ФИРМЫ «MITSUI PETROCHEMICAL» (ЯПОНИЯ)
л-Ксилол окисляют до ТФК по способу «Атосо». Сырую ТФК очищают следующими методами [57].
1. Сырую ТФК растворяют в чистой уксусной кислоте при 220—280 °С и в присутствии катализатора [0,01—5% (масс.) кобальта, марганца, хрома, селена или свинца] обрабатывают воздухом [92].
2. Готовят 8—15%-ный раствор ТФК и при 225—290°С и (392,4—882,9) • 104 Па обрабатывают его оксидом, гидроксидом, карбонатом или карбо-ксилатом щелочного или щелочноземельного металла в присутствии катализатора (палладия) [93].
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПОЛУЧЕНВДЬТ^К ИЗ ДРУГИХ ВИДОВ СЫРЬЯ Х
ПОЛУЧЕНИЕ ТФК ИЗ о- И ж-КСИЛОЛА ПО СПОСОБУ «HENKEL-Ь (ФРГ)
Данным способом можно получать ТФК из весьма распространенного сырья: о- и ж-ксилола. Была найдена возможность изомеризации фталата и изофталата калия в терефталат в присутствии катализатора при 340—380 и 400—450 °С соответственно и при высоком давлении диоксида углерода [94]. Для получения хорошего выхода ТФК необходимо высокое давление диоксида углерода — не менее 303-105 Па. Применение в качестве
120
Рис. 3.33. Технологическая схема промышленной установки для получения ТФК по способу «Henkel-b:
1, 4, 7 — реакторы; 2 — центрифуга; 3, 6 — сушнлкн; 5 — испаритель; 8— смеситель.
/ — фталевый ангидрид; // — кислый терефталат калия; III — фталат калня; IV — кислый фта-лат калня; V — терефгталат калня; VI — катализатор; VII — вода; VIII — ТФК.
катализатора иодата кадмия позволило снизить давление да 20,2-Ю5 Па. При этом значительно повысился выход продукта.
Принципиальная технологическая схема получения ТФК по> способу «Непке1-1» представлена на рис. 3.33. Изомеризация фталата калия происходит на транспортной ленте реактора 7. Продукты реакции растворяются в смесителе 8, катализаторный шлам отделяется в центрифуге 2, а раствор терефталата калия направляется в реактор 4. Туда же загружают кислый фталат калия. Осадок кислого терефталата калия отфильтровывают и после растворения обрабатывают фталевым ангидридом. Осаждающуюся ТФК центрифугируют, а раствор кислого фталата калия возвращают в реактор 4 [29].
ПОЛУЧЕНИЕ ТФК ИЗ ТОЛУОЛА ПО СПОСОБУ «HENKEL-II» )(ФРГ)
