Verfahren zur Reinigung von Terephthalsäure Das bei der Herstellung von Terephthal- säure durch Oxydation p-substituierter, aro matischer Verbindungen, wie p-Xylol, er haltene rohe Produkt enthält stets kleine Mengen p-Toluylsäure. Die Gewinnung reiner Terephthalsäure aus dem Rohprodukt bot bisher gewisse Schwierigkeiten.
Es ist vorgeschlagen worden, die mit p- Toluylsäure verunreinigte Terephthalsäure bei einer zwischen 100 und 200 C liegenden Temperatur mit Wasser zu behandeln und die Mischung dann bei einer zwischen 100 und 200 C liegenden Temperatur zu filtrie- ren, um-. die gereinigte Terephthalsäure ab zutrennen.
Dieses Verfahren erwies sich aber als langsam und viel Raum erfordernd, da grosse Wasservolumina notwendig sind, um verhältnismässig kleine Terephthalsäuremen- gen zu reinigen, weil die Löslichkeit der Terephthalsäure bei der genannten Tempera tur unter 2 % liegt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von mit p-Toluyl- säure verunreinigter Terephthalsäure. Dieses ist dadurch gekennzeichnet, dass die rohe.
verunreinigte Terephthalsäure mit Wasser auf eine Temperatur zwischen 230 und 280 C erhitzt, die entstandene Lösung auf eine nicht unter<B>165'C</B> liegende Temperatur ab gekühlt und die auskristallisierte Tere- phthalsäure abgetrennt wird. Wenn gewünscht, kann aus der zurück bleibenden wässerigen Lösung durch weiteres Abkühlen auch die p-Toluylsäure gewonnen werden. Die durch die Oxydation von z.
B. p-Xylol erhaltene rohe Terephthalsäure erweist sich als mit etwa 50/,) p-Toluylsäure verunreinigt. Nach dem erfindungsgemässen Verfahren kann aus einem solchen Rohprodukt sehr, reine Terephthalsäure erhalten und die p ToluyIsäure vollständig abgetrennt werden. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens liegt darin, dass das Produkt in grobkristalliner und damit leicht filtrier- und waschbarer Form anfällt.
Es wurde gefunden, dass die Löslichkeit der Terephthalsäure in Wasser beim Erhöhen der Temperatur über 200 C sprunghaft zu- nimmt. Währenddem die Löslichkeit bei 200 C weniger als 2% beträgt, ist sie z. B. bei 250 C 13 /o und bei<B>270'</B> C sogar 25 %.
Es wurde auch festgestellt, dass die verun reinigende p-Toluylsäure bei Temperaturen über 165 C praktisch vollständig löslich ist, währenddem bei niedrigeren Temperaturen ihre Auskristallisation zu erwarten ist. Es ist deshalb von grösster Bedeutung, bei der zur Ausscheidung der Terephthalsäure vorge nommenen Abkühlung nicht unter 165 C zu gehen. Im folgenden Beispiel bedeuten alle Mengenangaben Gewichtsteile.
Beispiel Ein Teil mit 70/, p-Toluylsäure verunrei nigte Terephthalsäure wurde mit 7,5 Teilen Wasser in einen Autoklaven gebracht und die Mischung unter 13,7 Atmosphären während 2 Stunden auf 200' C erhitzt.
Dann wurde die Terephthalsäure abfiltriert. Es zeigt sich, dass unter diesen Bedingungen die p-Toluylsäure nur teilweise entfernt worden war und die erhaltene Terephthalsäurenur einen Rein heitsgrad von 96 bis 971/1, aufwies.
Ein Teil der gleichen rohen Terephthal- säure wurde mit wiederum 7,5 Teilen Wasser während- einer Stunde unter 51 Atmosphären auf 260 C erhitzt. Die Mischung wurde dann bei 10,5 Atmosphären Druck auf 180 C abgekühlt und die auskristallisierte Tere- phthalsäure unter diesen Bedingungen ab- filtriert.-Das so erhaltene Produkt besass eine Reinheit von 99 bis 100%.
Aus diesem Beispiel ist der Fortschritt ersichtlich, den das erfindungsgemässe Ver fahren gegenüber der bisher üblichen Arbeits weise darstellt.
Für das Arbeiten mit technischen Mengen bringt das. erfindungsgemässe Verfahren den Vorteil mit sich, dass zum vollständigen Auf lösen der rohen Terephthalsäure verhältnis- mässig geringe Wassermengen ausreichen.
Bei der Anwendung von Temperaturen in der Grössenordnung von 280 C sind pro Teil roher Terephthalsäure nur 3 Teile Wasser er- forderlich. Dem ist gegenüberzustellen, dass bei, Temperaturen unter<B>200'C</B> und der dort weni ger als 2% betragenden Löslichkeit zur voll ständigen Lösung pro Teil roher Terephthal- säure mehr als 50 Teile Wasser nötig sind, was die Verwendung grossräumiger Gefässe bedingt.
Ferner wird die Leichtigkeit und Vollständigkeit der Auskristallisation durch das Arbeiten mit höheren Säurekonzentra tionen in der Lösung wesentlich begünstigt.
Terephthalsäure wird zur Herstellung von Polyäthylenterephthalat, eines faser- und filmbildenden, sehr wertvollen Materials @ver- wendet. Für diesen Verwendungszweck ist ein möglichst hoher Reinheitsgrad der verwende ten Terephthalsäure von wesentlicher Bedeu tung.
Das erfindungsgemässe Verfahren weist einen einfachen und gut brauchbaren Weg zur Herstellung solcher reiner Terephthal- säure.
Process for purifying terephthalic acid The crude product obtained in the manufacture of terephthalic acid by oxidation of p-substituted aromatic compounds such as p-xylene always contains small amounts of p-toluic acid. The recovery of pure terephthalic acid from the crude product has previously presented certain difficulties.
It has been proposed to treat the terephthalic acid contaminated with p-toluic acid with water at a temperature between 100 and 200 ° C. and then to filter the mixture at a temperature between 100 and 200 ° C. in order to. to separate the purified terephthalic acid.
However, this process turned out to be slow and requires a lot of space, since large volumes of water are necessary to purify relatively small amounts of terephthalic acid, because the solubility of terephthalic acid at the temperature mentioned is below 2%.
The present invention relates to a process for the purification of terephthalic acid contaminated with p-toluic acid. This is characterized by the fact that the raw.
contaminated terephthalic acid is heated with water to a temperature between 230 and 280 ° C., the resulting solution is cooled to a temperature not below 165 ° C. and the crystallized terephthalic acid is separated off. If desired, p-toluic acid can also be obtained from the remaining aqueous solution by further cooling. The by the oxidation of z.
B. p-xylene obtained crude terephthalic acid turns out to be contaminated with about 50 /,) p-toluic acid. According to the process according to the invention, very pure terephthalic acid can be obtained from such a crude product and the p-toluic acid can be completely separated off. Another advantage of the process is that the product is obtained in a coarsely crystalline form that is easy to filter and wash.
It has been found that the solubility of terephthalic acid in water increases sharply when the temperature is increased above 200.degree. While the solubility at 200 C is less than 2%, it is z. B. at 250 C 13 / o and at <B> 270 '</B> C even 25%.
It was also found that the polluting p-toluic acid is practically completely soluble at temperatures above 165 ° C., while at lower temperatures it is to be expected to crystallize out. It is therefore of the utmost importance not to go below 165 C when cooling down to remove the terephthalic acid. In the following example, all quantitative data are parts by weight.
EXAMPLE One part of terephthalic acid contaminated with 70% p-toluic acid was placed in an autoclave with 7.5 parts of water and the mixture was heated to 200 ° C. under 13.7 atmospheres for 2 hours.
Then the terephthalic acid was filtered off. It can be seen that under these conditions the p-toluic acid was only partially removed and the terephthalic acid obtained only had a purity of 96 to 971/1.
Part of the same crude terephthalic acid was again heated to 260 ° C. with 7.5 parts of water under 51 atmospheres for one hour. The mixture was then cooled to 180 ° C. at 10.5 atmospheric pressure and the terephthalic acid which had crystallized out was filtered off under these conditions. The product obtained in this way had a purity of 99 to 100%.
From this example, the progress can be seen that the inventive method represents compared to the usual way of working.
When working with technical quantities, the process according to the invention has the advantage that relatively small quantities of water are sufficient to completely dissolve the crude terephthalic acid.
When using temperatures of the order of magnitude of 280 C, only 3 parts of water are required per part of crude terephthalic acid. This must be contrasted with the fact that at temperatures below <B> 200'C </B> and the solubility there is less than 2%, more than 50 parts of water per part of crude terephthalic acid are required for complete dissolution, which is the use large vessels conditionally.
Furthermore, the ease and completeness of the crystallization is significantly favored by working with higher acid concentrations in the solution.
Terephthalic acid is used for the production of polyethylene terephthalate, a very valuable fiber and film-forming material @. For this purpose, the highest possible degree of purity of the terephthalic acid used is essential.
The process according to the invention has a simple and useful way of producing such pure terephthalic acid.