DE69915062T2

DE69915062T2 - Verfahren zur reduzierung von carboxybenzaldehydisomeren in terephthal- oder isophthalsäure

Info

Publication number: DE69915062T2
Application number: DE69915062T
Authority: DE
Inventors: Wiston Lamshing; Fu-Ming Lee; Wright Randi WYTCHERLEY
Original assignee: GTC Technology Inc
Current assignee: GTC Technology Inc
Priority date: 1998-06-16
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2019-05-19
Also published as: CN1312786A; JP2002518359A; KR100629101B1; EP1087925B1; KR20010052888A; BR9911310A; WO1999065854A1; RU2230730C2; TW442463B; ES2217760T3; DE69915062D1; CA2335231A1; US5929274A; TR200100342T2; EP1087925A1; CN1172894C; JP4704561B2; IL140313A0; AU4191099A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Verminderung von 4-Carboxybenzaldehyd (4-CBA) und 3-Carboxybenzaldehyd (3-CBA) und insbesondere ein Verfahren zur Verminderung von 4-CBA in roher Terephthalsäure (TPA) oder 3-Carboxybenzaldehyd (3-CBA) in roher Isophthalsäure (IPA).
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Neuere Fortschritte bei Verfahren zur Herstellung von Terephthalsäure (TPA) erfordern relativ hohe Reinheit von p-Xylol (99,7 + %), damit die Qualität des Produktes verbessert und die Herstellungskosten gesenkt werden. Dies beruht darauf, dass solche Verfahren die Hydrierung als Hauptverfahren zum Reinigen der in dem Oxidationsabschnitt der Verfahren erzeugten Terephthalsäure verwenden. Das Hydrierungsverfahren eliminiert zwar sehr selektiv die Hauptverunreinigung, 4-Carboxybenzaldehyd (4-CBA), indem dieses in p-Toluolsäure umgewandelt wird, jedoch können diese Verfahren nur sehr geringe Mengen 4-CBA (vorzugsweise weniger als) 3000 ppm) tolerieren.
Die kleine Menge 4-CBA (oder 3-CBA bei der Herstellung von Isophthalsäure (IPA)) kann in dem Oxidierer nicht zu TPA (oder IPA) oxidiert werden, weil das in dem Oxidierer verwendete Lösungsmittel, Essigsäure, ein schlechtes Lösungsmittel ist, damit TPA (oder IPA) und 4-CBA (oder 3-CBA) signifikant gelöst wird. Bei den herkömmlichen Verfahren wird tatsächlich das gesamte erzeugte TPA (oder IPA) und 4-CBA (oder 3-CBA) in dem Oxidierer gefällt, so dass eine Aufschlämmung erhalten wird. Daher wird eine kleine Menge 4-CBA (oder 3-CBA) im Inneren der TPA-(oder IPA-)Feststoffe eingekapselt, und kann nicht weiter durch Luft oxidiert werden, damit (TPA oder IPA) in dem Oxidierer gebildet wird. Man beachte, dass selbst wenn 4-CBA (oder 3-CBA) ein Aldehyd ist, das an der Luft unter Oxidiererbetriebsbedingungen leicht zu TPA (oder IPA) oxidiert werden kann, da es als Feststoff vorliegt, es nicht einfach oxidiert wird. Somit besteht ein Bedarf an einem Verfahren zu Reduktion von 4-CBA oder 3-CBA aus rohem TBA oder rohem IPA, ohne dass die vorstehend genannten Nachteile auftreten.
WO 98/24749 offenbart ein Verfahren zum Reinigen von roher Terephthalsäure aus einer flüssigen Dispersion davon, die auch Verunreinigungen enthält.
WO 95/09143 offenbart ein Verfahren zum Herstellen von hochgereinigten Benzoldicarbonsäureisomeren ohne zusätzlichen katalytischen reduktiven Reinigungsschritt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Vermindern von 4-Carboxybenzaldehyd (4-CBA) bei der Herstellung von Terephthalsäure (TPA) oder von 3-Carboxybenzaldehyd (3-CBA) bei der Herstellung von Isophthalsäure bereitgestellt, umfassend:

(a) Lösen von rohem TPA (oder rohem IPA) in einem Lösungsmittel bei einer Temperatur von 50°C bis 250°C und Herstellen einer Lösung;
(b) Kristallisieren von gereinigter Säure aus der Lösung durch Vermindern der Temperatur und/oder des Drucks;
(c) Abtrennen des gereinigten kristallisierten TPAs aus der Lösung;
(d) Zugeben eines Oxidationsmittels zum CBA-Oxidierer und Oxidieren der gefilterten Lösung aus (c), wobei 4-CBA (oder 3-CBA) in TPA (oder IPA) umgewandelt wird;
(e) Verdampfen des Lösungsmittels aus der Lösung (d);
(f) Abkühlen der konzentrierten Lösung aus (e), Kristallisieren des zusätzlich gereinigten TPAs und Filtern der Aufschlämmung; und Rückführen des Hauptteils der Mutterlösung aus (f) zum Löser in (a) und eines geringeren Teils der Mutterlösung aus (f) in einen Reinigungsstrom, wobei das Oxidationsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe wasserfreies Wasserstoffperoxid in organischen Lösungsmitteln, Luft, angereicherte Luft, reiner Sauerstoff, Wasserstoffperoxid in Wasser, Ozon, Kohlenstofftetrachlorid, Trichloracetaldehyd, Hexamin, Aceton, Cyclohexanon, Benzophenon, Zimtaldehyd, Dimethylsulfoxid, Sulfide, chirale Oxidationsmittel, Glyoxale, organische Peroxysäuren, wie Peroxyameisensäure, Peroxyessigsäure, Peroxybenzoesäure, Peroxypropionsäure, Peroxymaleinsäure und Peroxyphthalsäure.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Vermindern von 4-Carboxybenzaldehyd (4-CBA) bei der Herstellung von Terephthalsäure (TPA) oder von 3-Carboxybenzaldehyd (3-CBA) bei der Herstellung von Isophthalsäure bereitgestellt, umfassend:

(a) Lösen von rohem TPA (oder rohem IPA) in einem Lösungsmittel bei einer Temperatur von 50°C bis etwa 250°C unter Bildung einer Lösung;
(b) Zugeben eines Oxidationsmittels zu der Lösung von (a) und Umwandeln eines erheblichen Teils des 4-CBAs (oder 3-CBAs) in TPA (bzw. IPA).
(c) Kristallisieren von gereinigtem TPA (oder IPA) aus der Lösung durch Vermindern von deren Temperatur und/oder Druck;
(d) Abtrennen des gereinigten kristallisierten TPAs (oder IPAs) aus der Lösung;
(e) Verdampfen des Lösungsmittels aus der Mutterlösung von (d);
(f) Abkühlen der konzentrierten Lösung aus (e) und Kristallisieren des zusätzlich gereinigten TPAs (oder IPAs);
(g) Abtrennen des kristallisierten TPAs (oder IPAs) aus (f); und Rückführen des Hauptteils der Mutterlösung aus (g) nach (a) und Überführen eines kleineren Teils der Mutterlösung aus (g) zu einem Aufreinigungsstrom, wobei das Oxidationsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe wasserfreies Wasserstoffperoxid in organischen Lösungsmitteln, Luft, angereicherte Luft, reiner Sauerstoff, Wasserstoffperoxid in Wasser, Ozon, Kohlenstofftetrachlorid, Trichloracetaldehyd, Hexamin, Aceton, Cyclohexanon, Benzophenon, Zimtaldehyd, Dimethylsulfoxid, Sulfide, chirale Oxidationsmittel, Glyoxale, organische Peroxysäuren, wie Peroxyameisensäure, Peroxyessigsäure, Peroxybenzoesäure, Peroxypropionsäure, Peroxymaleinsäure und Peroxyphthalsäure.

Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Verfahren zur Verminderung der Carboxybenzaldehyd-Isomere (4-CBA oder 3-CBA) aus rohem TPA/IPA bereitgestellt, wodurch rohes TPA oder rohes IPA in N-Methylpyrrolidon (NMP) gelöst wird, und es dann mit einem im wesentlichen wasserfreien Wasserstoffperoxid (das eine optimierte Menge Wasser enthält) oder Luft zusammengebracht wird, damit 4-CBA in TPA (oder 3-CBA in IPA) mit einer Umwandlungsrate von 40% bis 50% pro Durchgang unter mäßiger Temperatur und mäßigem Druck umgewandelt wird.
Ein wichtiger Aspekt der Erfindung betrifft die Entwicklung gesetzlich geschützter Lösungsmittel, die sowohl TPA-(oder IPA-) als auch 4-CBA-(oder 3-CBA-)Feststoffe, die vom Oxidierer hergestellt werden, vollständig lösen können. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Entwicklung von Verfahren und Bedingungen zur Umsetzung von gelöstem 4-CBA (oder 3-CBA) mit Oxidationsmitteln, wie Wasserstoffperoxid, reinem Sauerstoff, Luft oder anderen Oxidationsmitteln, und zwar derart, dass das Oxidationsmittel minimale nachteilige Wirkungen auf das Lösungsmittel in der Lösung hat. Unter Verwendung der Erfindung lassen sich größere Verunreinigungen (bspw. 4-CBA oder 3-CBA) in die gewünschten Produkte (bspw. TPA oder IPA) oxidieren, die wiederum innerhalb des Verfahrens gewonnen werden können, wodurch die Ausbeuten an p-Xylol (oder m-Xylol) gesteigert werden können.
Charakteristische erfindungsgemäß geeigneten CBA-Oxidationsmittel umfassen Oxidationsmittel (a), in denen keine anderen Verunreinigungen oder Nebenprodukte eingebracht werden als Wasser; (b) die sich in stabiler Form in dem bevorzugten Lösungsmittel, wie N-Methylpyrrolidon (NMP)(oder Methanol zur IPA-Reinigung), konzentrieren lassen; (c) mit denen sich eine relativ hohe Umwandlung von CBA bei einem niedrigen Molverhältnis von Oxidationsmittel/CBA erhalten lässt; und (d) mit denen das Oxidationsprodukt im Wesentlichen TPA (oder IPA) mit Wasser als Ne benprodukt sein sollte. Der Begriff "CBA-Oxidationsmittel" umfasst für die Zwecke dieser Anmeldung selbstverständlich sämtliche Oxidationsmittel, die sich zur Oxidation von 4-CBA und 3-CBA in TPA bzw. IPA, wie hier beschrieben, eignen.
Eines der bevorzugten CBA-Oxidationsmittel ist erfindungsgemäß im Wesentlichen wasserfreies Wasserstoffperoxid, das in einem bevorzugten Lösungsmittel eingeengt wird, wobei eine kleine Menge Wasser zugegeben wird. Dieses CBA-Oxidationsmittel ist zur Oxidation geringer Mengen 4-CBA (oder 3-CBA), die in der Lösung enthalten sind, bevorzugt. Wasserfreies Wasserstoffperoxid ist hochreaktiv, im Handel erhältlich, und die Abbauprodukte sind umweltfreundlich. Wasserstoffperoxid kann in stabiler Form in NMP (eines der bevorzugten Lösungsmittel für die CBA-Oxidation) konzentriert werden.
Ein weiteres bevorzugtes CBA-Oxidationsmittel ist erfindungsgemäß Luft (oder reiner Sauerstoff) zur Oxidation einer kleinen Menge 4-CBA (oder 3-CBA), die in der Lösung enthalten ist.
Im Wesentlichen wasserfreies Wasserstoffperoxid und Luft (oder reiner Sauerstoff) sind zwar bevorzugte CBA-Oxidationsmittel, jedoch ist es selbstverständlich, dass erfindungsgemäß die CBA-Oxidationsmittel, die sich zur Umwandlung von CBA-Isomeren erfindungsgemäß eignen, aus verschiedenen Oxidationsmitteln ausgewählt werden können, die Aldehyde in Lösung oxidieren können. Diese Oxidationsmittel sind ausgewählt aus der Gruppe wasserfreies Wasserstoffperoxid in organischen Lösungsmitteln, Luft, angereicherte Luft, reiner Sauerstoff, Wasserstoffperoxid in Wasser, Ozon, Kohlenstofftetrachlorid, Trichloracetaldehyd, Hexamin, Aceton, Cyclohexanon, Benzophenon, Zimtaldehyd, Dimethylsulfoxid, Sulfide, chirale Oxidationsmittel, Glyoxale, und organische Peroxysäuren, einschließlich Peroxyameisensäure, Peroxyessigsäure, Peroxybenzoesäure, Peroxypropionsäure, Peroxymaleinsäure, und Peroxyphthalsäure.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich anhand der nachfolgenden eingehenden Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen vollständiger verstehen. Es zeigt:
1 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung von TPA und IPA aus gemischten Xylolen; und
2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen verbesserten Verfahrens zur Verminderung von Carboxybenzaldehyd-Isomeren.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung von 4-Carboxybenzaldehyd-Isomeren aus roher TPA oder IPA. Für Veranschaulichungszwecke wird eine erfindungsgemäße Ausführungsform zusammen mit einem vor kurzem entwickelten Verfahren zur Herstellung von TPA und IPA aus gemischten Xylolen erörtert.
In 1 ist eine schematische Darstellung eines neuen Verfahrens zur Herstellung von TPA und IPA aus gemischten Xylolen gezeigt.
In 1 wird rohes TPA aus dem Oxidationsabschnitt (der vorwiegend TPA und geringe Mengen 4-CBA und p-Toluylsäure enthält) durch Leitung 1 zum Löser I geleitet und mit der Mutterlösung aus Filter II (durch Leitung 7) und der Aufschlämmung aus Filter IV (über Leitung 26) gemischt. Die Temperatur im Löser I wird bei 160°C bis 180°C gehalten, damit die Feststoffe vollständig gelöst werden.
Die gesättigte Lösung aus dem Löser I wird dann kontinuierlich über Leitung 2 zu einem ersten Kühlkristallisator (Kristallisator I) geleitet, damit TPA-Salzkristalle bei 30 bis 50°C erzeugt werden. Die Aufschlämmung, die die TPA-Salzkristalle enthält, verlässt den Kristallisator I durch Leitung 3 zu einem Filter I, wo der rohe Kuchen entfernt wird, und sie wird durch Leitung 4 zu dem Löser II geschickt. Im Löser II wird der Kuchen erneut in reinem NMP gelöst, das durch Leitung 20 von der NMP/Wasser-Destillations-Säule (Destillation) rückgeführt wird. Wiederum wird die Temperatur in dem Löser II bei 160 bis 180°C gehalten und die TPA-Salzkristalle vollständig gelöst. Die gesättigte Lösung aus dem Löser II wird kontinuierlich durch Leitung 5 zu einem Kristallisator II geleitet, wo die Temperatur bei einem Minimum von 60°C gehalten wird, damit die Bildung von TPA-Salzkristallen verhindert wird. Das Ausmaß der Temperatursenkung im dem Kristallisator II wird durch die Menge NMP, die durch den Kristallisator II geflasht wird, über Druckreduktion gesteuert. Das geflashte NMP wird durch Leitung 27 zum Löser I rückgeführt.
Die Aufschlämmung aus dem Kristallisator II wird über Leitung 6 zu einem Filter II geleitet, wo der gereinigte TPA-Festkuchen gewonnen und durch Leitung 8 zu einer Kuchenspülung geleitet wird, während die Mutterlösung über Leitung 7 zum Löser I geleitet wird. In der Kuchenspülung wird der Großteil des restlichen NMP in dem Kuchen über Gegenstrom-Waschtechniken mit Wasser entfernt, und anschließend wird der gewaschene Kuchen durch Leitung 10 zu einem Einweicher (Wasser-Kristallisator) geleitet, damit jegliche Spuren NMP in dem TPA-Kuchen durch Waschen mit Wasser bei Temperaturen zwischen 160 und 280°C entfernt werden. Der NMP-freie TPA-Kuchen wird dann über Leitung 12 zu Filter III geleitet, wo er filtriert wird, bevor er über Leitung 14 zum Trockner I geleitet wird, wo er getrocknet wird, so dass dann das fertige TPA-Produkt erhalten wird.
Die Mutterlösung aus Filter I (die das Lösungsmittel (bspw. NMP), TPA, 4-CBA, p-Toluolsäure und andere geringere Verunreinigungen enthält) wird über Leitung 15 an einen CBA-Oxidierer zur Umsetzung von Wasserstoffperoxid in NMP (mit einer korrekten Menge Wasser) überführt. Der CBA-Oxidierer wird vorzugsweise bei 25 bis 50°C und unter einem Druck zwischen 1 Atmosphäre und 5 Atmosphären betrieben. Etwa 40 bis 60% des 4-CBA in der Mutterlösung aus Filter I wird über das vorstehend beschriebene Verfahren in TPA umgewandelt. Der Abstrom aus dem CBA-Oxidierer wird über Leitung 16 zum Verdampfer geleitet, damit das NMP und Wasser aus dem Gemisch abgedampft werden. Die resultierende konzentrierte Lösung wird vom Boden des Verdampfers entfernt und über Leitung 19 zum Kristallisator III überführt. Im Kristallisator III wird die Gewinnung der Feststoffe durch Betrieb des Kristallisators II bei einer Temperatur zwischen 0°C und 60°C und unter Druck maximiert. Die von dem Kristallisator III erzeugte Aufschlämmung wird anschließend durch Leitung 23 zum Filter IV überführt, wo der Kuchen über Leitung 26 zum Löser I rückgeführt wird, und ein Hauptteil der Mutterlösung wird über Leitung 24 zum Verdampfer rückgeführt. Ein kleiner verbleibender Teil der Mutterlösung wird über Leitung 25 gespült.
Das Gemisch von NMP und Wasser aus dem Verdampfer wird über Leitung 18 zu einer Destillationssäule (Destillation) geleitet, wo das Wasser als Überkopfstrom gewonnen wird, und über Leitung 21 zu der Kuchenspülung geleitet. (Das Lösungsmittel (bspw. NMP) wird als Bodenprodukt der Destillation gewonnen und zu dem Löser II über Leitung 20 rückgeführt.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Wirksamkeit des CBA-Oxidationsmittels bei der Umwandlung von 4-CBA in TPA in einer organischen Lösung wie NMP, welches das Prinzip und die Eigenschaft der Erfindung ist.
Beispiel 1
Dieses Beispiel beschreibt die Reduktion von 4-CBA in TPA in Gegenwart von Wasserstoffperoxid wie es durch Gas-Chromatographie bestimmt wird, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren. Eine Lösung von 4-CBA in NMP wurde hergestellt. Diese Lösung wurde etwa 6 Std. auf 120°C erhitzt. Die Lösung wurde dann in vier 30 ml-Proben unterteilt. Zu einer Probe wurde im Handel erhältliches 30 Gew.-%iges Wasserstoffperoxid als Oxidationsmittel dazugegeben. Die anderen 3 Proben wurden weitere 2 Std. bei 120°C erhitzt, bevor die Oxidationsmittel zu 2 der Proben dazu gegeben wurden. Die verwendeten Oxidationsmittel waren 30 Gew.-% Wasserstoffperoxid und Kaliumpermanganat (KMnO4). Nach der Zugabe der Oxidationsmittel wurden die Proben weitere 2 Std. erhitzt. Diejenigen, die Wasserstoffperoxid enthielten wurden auf 100°C erhitzt, wohingegen die eine, die KMnO4 enthielt, bei 120°C gehalten wur de. Die Tabelle 1 bietet eine Zusammenfassung dieser Ergebnisse. Wasserstoffperoxid wirkt wie ersichtlich bei der Oxidation von 4-CBA zu TPA (Proben 1B und 2). Das andere starke Oxidationsmittel, Kaliumpermanganat, (Probe 1C) oxidierte das 4-CBA nicht zu TPA. Die Kontrolle (Probe 1A) zeigte ebenfalls keine Oxidation von 4-CBA zu TPA.
Tabelle 1
Beispiel 2
Beispiel 2 veranschaulicht die Wirkung der Reaktionszeit auf die Menge TPA, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aus 4-CBA hergestellt wird. Die Oxidation erfolgt rasch, da sich keine Änderung der Konzentration von 4-CBA nach der ersten Minute der Umsetzung ergibt. Dieses Beispiel zeigt auch, dass die Reaktionstemperatur wenig Wirkung auf die Reaktionsrate hat. Bei diesem Experiment wurde die Beschickungslösung in gleiche Portionen unterteilt, die jeweils etwa 25 g wogen. Diese Beispiele wurden auf die in den nachstehenden Tabellen gezeigte Temperatur erwärmt, wobei ein Ölbad verwendet wurde. Eine Probe aus jedem Test wurde als Kontrolle ohne Oxidationsmittelzugabe bezeichnet. Eine Lösung von wasserfreiem Wasserstoffperoxid wurde hergestellt durch Zugabe von kommerziell erhältlichem 30 Gew.-% Wasserstoffperoxid in Wasser zu NMP und Abdestillieren des Wassers, was eine fast wasserfreie Wasserstoffperoxid-Lösung ergab, die in NMP stabilisiert wurde. Eine bestimmte Menge wasserfreies Wasserstoffperoxid wurde zu den verbleibenden Proben gegeben. Eine Lösung von 40 Gew.-% Natriumthiosulfat (STS) wurde in HPLC-Wasser hergestellt. Nach einem bestimmten Reaktionszeitraum wurde STS im Überschuss zum Quenchen der Oxidationsreaktion dazu gegeben. Jede Probe wurde aus dem Ölbad entnommen und auf Raumtemperatur (wo es geeignet war) gekühlt.
Die Proben wurden dann filtriert und durch Gaschromatographie filtratanalysiert. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 2 bis 5 gezeigt.
Tabelle 2
Tabelle 3
Tabelle 4
Tabelle 5
Beispiel 3
Beispiel 3 veranschaulicht die Wirkung der relativen Menge Wasserstoffperoxid auf 4-CBA auf die Umwandlung von 4-CBA auf TPA mit dem erfindungsgemäßen Verfahren. Dieses Beispiel veranschaulicht auch, dass eine kleine Menge Wasser vorhanden sein muss, damit die Oxidationsreaktion unterstützt wird. Es wurden 2 Lösungen von 4-CBA und TPA in NMP hergestellt und auf 165°C etwa 10 min erwärmt, damit eine vollständige Auflösung gewährleistet war. Die Konzentration von TPA in diesen Lösungen war vier Mal so groß wie die Konzentration von 4-CBA. Die Lösungen wurden auf 23°C gekühlt, und in Proben unterteilt. Unterschiedliche Mengen Wasser und wasserfreies Wasserstoffperoxid in NMP wurden zu jeder Probe gegeben. Eine Kontrollprobe, zu der kein Wasser oder Wasserstoffperoxid gegeben wurde, war ebenfalls mit enthalten. Die Proben wurden dann durch Gaschromatographie auf 4-CBA untersucht. Die Analyseergebnisse wurden kompensiert, um die Wirkungen der Verdünnung zu eliminieren. Die Tabelle 6 fasst die Ergebnisse zusammen.
Aus Probe 1, 3 und 13 geht hervor, dass für ein gegebenes Molverhältnis von H2O2/4-CBA, die Anwesenheit von Wasser die Umwandlung von 4-CBA zu TPA erheblich steigerte.
Tabelle 6
Es wurden zwar bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der beigefügten Zeichnungen und Tabellen veranschaulicht und in der voranstehenden eingehenden Beschreibung beschrieben, jedoch ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf die offenbarten Ausführungsformen eingeschränkt.

Claims

Verfahren zur Verminderung von 4-Carboxybenzaldehyd (4-CBA) bei der Herstellung von Terephthalsäure (TPA) oder von 3-Carboxybenzaldehyd (3-CBA) bei der Herstellung von Isophthalsäure, umfassend a) Lösen von rohem TPA (oder rohem IPA) in einem Lösungsmittel bei einer Temperatur von 50 bis 250°C und Herstellen einer Lösung; b) Kristallisieren von gereinigter Säure aus der Lösung durch Vermindern der Temperatur und/oder des Drucks; c) Abtrennen des gereinigten kristallisierten TPAs aus der Lösung; d) Zugeben eines Oxidationsmittels zum CBA-Oxidierer und Oxidieren der gefilterten Lösung aus (c), wobei 4-CBA (oder 3-CBA) in TPA (oder IPA) umgewandelt wird, e) Verdampfen des Lösungsmittels aus der Lösung (d); f) Abkühlen der konzentrierten Lösung aus (e), Kristallisieren des zusätzlich gereinigten TPAs und Filtern der Aufschlämmung; und Rückführen des Hauptteils der Mutterlösung aus (f) zum Löser in (a) und eines geringeren Teils der Mutterlösung aus (f) in einen Reinigungsstrom, wobei das Oxidationsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe wasserfreies Wasserstoffperoxid in organischen Lösungsmitteln, Luft, angereicherte Luft, reiner Sauerstoff, Wasserstoffperoxid in Wasser, Ozon, Kohlenstofftetrachlorid, Trichloracetaldehyd, Hexamin, Aceton, Cyclohexanon, Benzophenon, Zimtaldehyd, Dimethylsulfoxid, Sulfide, chirale Oxidationsmittel, Glyoxale, organische Peroxide wie Peroxyameisensäure, Peroxyessigsäure, Peroxybenzoesäure, Peroxypropionsäure, Peroxymaleinsäure und Peroxyphthalsäure.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das 4-CBA-Oxidationsmittel (oder das 3-CBA-Oxidationsmittel) aus Wasserstoffperoxid besteht mit 0 bis 5 Gew.-% Wasser, stabilisiert in NMP.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das 4-CBA-Oxidationsmittel (oder das 3-CBA-Oxidationsmittel) Luft ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Dispersion (von rohem TPA) mindestens 80 bis 99% Terephthalsäure (TPA) enthält, 0 bis 20% Isophthalsäure (IPA) und kleinere Mengen 4-Carboxylaldehyd (4-CBA), 3-Carboxyaldehyd (3-CBA) und Verunreinigungen, ausgewählt aus nicht umgesetzten Ausgangsmaterialien, Lösungsmitteln, Produkten von Nebenreaktionen und/oder anderen unerwünschten Stoffen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Dispersion (von rohem IPA) mindestens 95% IPA enthält, 0 bis 5% 3-CBA und kleineren Mengen von Verunreinigungen, ausgewählt aus nicht umgesetzten Ausgangsmaterialien, Lösungsmitteln, Produkten von Nebenreaktionen und/oder anderen unerwünschten Stoffen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Lösungsmittel zum Lösen von rohem TPA (oder IPA) ausgewählt ist aus der Gruppe N-Methylpyrrolidon (NMP), N,N-Dimethylacetamid, N,N-Dimethylformamid, N-Formylpiperidin, N-Alkyl-2-pyrrolidon (einschließlich N-Ethylpyrrolidon), N-Mercaptoalkyl-2-pyrrolidon (einschließlich N-Mercaptoethyl-2-pyrrolidon), N-Alkylthiopyrrolidon (einschließlich N-Methylthiopyrrolidon), N-Hydroxyalkylpyrrolidon (einschließlich N-Hydroxy-2-pyrrolidon), Morpholinen (einschließlich Morpholin und N-Formylmorpholin), Carbitolen C1 bis C12-Alkoholen, Ethern, Aminen, Amiden und Estern sowie Gemischen hiervon.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Lösungsmittel für das TPA ein Methylpyrrolidon oder N,N-Dimethylacetamid ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das selektive Kristallationslösungsmittel für die TPA-Aufreinigung N-Methylpyrrolidon ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Lösungsmittel für IPA Methylpyrrolidon, N,N-Dimethylacetamid oder Methanol ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Lösungsmittel für IPA N-Methylpyrrolidon ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Oxidierer für das rohe CBA bei 0 bis 150°C unter 1 atm bis 20 Atmosphärendruck betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der CBA-Oxidierer betrieben wird mit einem Molverhältnis von Wasserstoffperoxid zu CBA von 0,5 bis 15.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der CBA-Oxidierer mit einem Molverhältnis von Wasser zu CBA von 0 bis 5 betrieben wird unter Verwendung von Wasserstoffperoxid, stabilisiert in NMP, als Oxidationsmittel.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der CBA-Oxidierer mit einem Molverhältnis von Luft zu CBA von 1 bis 100 betrieben wird, unter Verwendung von Luft als Oxidationsmittel.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Reaktionsverweilzeit in dem CBA-Oxidierer 0,1 Minuten bis 6 Stunden ist.
Verfahren zur Verminderung von 4-Carboxybenzaldehyd (4-CBA) bei der Herstellung von Terephthalsäure (TPA) oder von 3-Carboxybenzaldehyd (3-CBA) bei der Herstellung von Isophthalsäure, umfassend das Lösen von rohem TPA (oder von rohem IPA) in einem Lösungsmittel bei einer Temperatur von 50°C bis 250°C unter Bildung einer Lösung; Zugeben eines Oxidationsmittels zu der Lösung von (a) und Umwandeln eines erheblichen Teils des 4-CBAs (oder des 3-CBAs) in TPA (bzw. IPA); Kristallisieren von gereinigtem TPA (oder IPA) aus der Lösung durch Vermindern von deren Temperatur und/oder Druck; Abtrennen des gereinigten kristallisierten TPAs (oder IPAs) aus der Lösung; Verdampfen des Lösungsmittels aus der Mutterlösung von (d); Abkühlen der konzentrierten Lösung aus (e) und Kristallisieren des zusätzlich gereinigten TPAs (oder IPAs); Abtrennen des gereinigten TPAs (oder IPAs) aus (f); und Rückführen des Hauptteils der Mutterlösung aus (g) in (a) und Senden eines kleineren Teils der Mutterlösung aus (g) zu einem Aufreinigungsstrom, wobei das Oxidationsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe wasserfreies Wasserstoffperoxid in organischen Lösungsmitteln, Luft, angereicherte Luft, reiner Sauerstoff, Wasserstoffperoxid in Wasser, Ozon, Kohlenstofftetrachlorid, Trichloracetaldehyd, Hexamin, Aceton, Cyclohexanon, Benzophenon, Zimtaldehyd, Dimethylsulfoxid, Sulfide, chirale Oxidationsmittel, Glyoxale, organische Peroxysäuren wie Peroxyameisensäure, Peroxyessigsäure, Peroxybenzoesäure, Peroxypropionsäure, Peroxymaleinsäure und Peroxyphthalsäure.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das 4-CBA-Oxidationsmittel (oder das 3-CBA-Oxidationsmittel) aus Wasserstoffperoxid mit 0 bis 5 Gew.-% Wasser besteht, stabilisiert in NMP.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das 4-CBA-Oxidationsmittel oder das 3-CBA-Oxidationsmittel Luft ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Dispersion (von rohem TPA) mindestens 80 bis 99% Terephthalsäure (TPA) enthält, 0 bis 20% Isophthalsäure (IPA) sowie geringere Mengen 4-Carboxybenzaldehyd (4-CBA), 3-Carboxybenzaldehyd (3-CBA) und Verunreinigungen, ausgewählt aus nicht ungesetzten Ausgangsstoffen, Lösungsmitteln, Produkten von Nebenreaktionen und/oder anderen unerwünschten Stoffen.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Dispersion (von rohem IPA) mindestens 95% IPA enthält, 0 bis 5% 3-CBA sowie geringere Mengen Verunreini gungen, ausgewählt aus nicht ungesetzten Ausgangsstoffen, Lösungsmitteln, Produkten von Nebenreaktionen und/oder anderen unerwünschten Stoffen.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Lösungsmittel zum Lösen des rohen TPA (oder IPA) ausgewählt ist aus der Gruppe N-Methylpyrrolidon (NMP), N,N-Dimethylacetamid, N,N-Dimethylformid, N-Formylpiperidin, N-Alkyl-2-pyrrolidon (einschließlich N-Alkylpyrrolidon), N-Mercaptoalkyl-2-pyrrolidon (einschließlich N-Mercapto-2-pyrrolidon), N-Alkyl-2-thiopyrrolidon (einschließlich N-Methyl-2-pyrrolidon), N-Hydroxy-2-pyrrolidon (einschließlich N-Hydroxyethyl-2-pyrrolidon), Morpholinen (einschließlich Morpholin und N-Formylmorpholin), Carbitolen, C1 bis C12-Alkoholen, Ethern, Aminen, Amiden und Estern sowie Gemischen davon.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Lösungsmittel für das TPA N-Pyrrolidon oder N,N-Dimethylacetamid ist.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das selektive Kristallisationslösungsmittel für die TPA-Aufreinigung N-Methylpyrrolidon ist.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Lösungsmittel für das IPA N-Methylpyrrolidon, N,N-Dimethylacetamid oder Methanol ist.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Lösungsmittel für das IPA N-Methylpyrrolidon ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Löser für das rohe TPA (oder das IPA) auch als CBA-Oxidierer dient und bei 50 bis 250°C betrieben wird mit einem Druck von 1 Atm bis 20 Atm.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Löser für das rohe TPA (oder das IPA) auch als CBA-Oxidierer dient und betrieben wird mit einem Molverhältnis von Wasserstoffperoxid zu CBA von 0,5 bis 15.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Löser für das rohe TPA (oder das IPA) auch als CBA-Oxidierer dient und betrieben wird mit einem Molverhältnis von Wasser zu CBA von 0 bis 5 unter Verwendung von Wasserstoffperoxid stabilisiert in NMP, als Oxidationsmittel.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Löser für das Roh-TPA (oder das IPA) auch als CBA-Oxidierer dient und betrieben wird mit einem Molverhältnis von Luft zu CBA von 1 bis 100, wobei Luft als Oxidationsmittel verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Reaktionsverweilzeit des Oxidationsmittels in dem Löser für das rohe TPA (oder IPA), der auch als CBA-Oxidierer dient, 0,1 Minuten bis 6 Stunden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Oxidierer für das Roh-CBA bei 20 bis 100°C mit einem Druck von 1 bis 5 Atm betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der CBA-Oxidierer mit einem Molverhältnis von Wasserstoffperoxid zu CBA von 2 bis 5 betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der CBA-Oxidierer betrieben wird mit einem Molverhältnis von Wasser zu CBA von 1 bis 5 unter Verwendung von Wasserstoffperoxid, stabilisiert in NMP, als Oxidationsmittel.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der CBA-Oxidierer mit einem Molverhältnis von Luft zu CBA von 1 bis 20 betrieben wird unter Verwendung von Luft als Oxidationsmittel.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Reaktionsverweilzeit in dem CBA-Oxidierer 1 bis 5 Minuten beträgt.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Löser für das rohe TPA (oder IPA) auch als CBA-Oxidierer dient und betrieben wird bei 100 bis 180°C mit 1 bis 5 Atmosphärendruck.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Löser für das rohe TPA (oder IPA) auch als CBA-Oxidierer dient und betrieben wird mit einem Molverhältnis von Wasserstoffperoxid zu CBA von 2 bis 5.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Löser für das rohe TPA (oder das IPA) als CBA-Oxidierer dient und betrieben wird mit einem Molverhältnis von Wasser zu CBA von 1 bis 5 unter Verwendung von Wasserstoffperoxid, stabilisiert in NMP, als Oxidationsmittel.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Löser für das rohe TPA (oder IPA) auch als CBA-Oxidierer dient und betrieben wird mit einem Molverhältnis von Luft zu CBA von 1 bis 20 unter Verwendung von Luft als Oxidationsmittel.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Reaktionsverweilzeit des Oxidationsmittels in dem Löser für das rohe TPA (oder IPA), der auch als CBA-Oxidierer dient, 1 bis 5 Minuten beträgt.