DE1135885B - Verfahren zur Reinigung von roher Terephthalsaeure - Google Patents

Description

• Verfahren zur Reinigung von roher Terephthalsäure Die üblichen Reinigungsmethoden, wie Destillation oder Umkristallisation, konnten bislang für die Reinigung von Terephthalsäure infolge der geringen Flüchtigkeit bzw. Löslichkeit keine Bedeutung erlangen.
• Erst in den letzten Jahren sind einzelne Lösungsmittel und Verfahren bekanntgeworden, die die Abtrennung von Verunreinigungen aus Terephthalsäure durch Lösen und Aukristallisieren der Säure gestatten. Als Lösungsmittel werden bei allen Verfahren stickstoffhaItige Verbindungen, wie Dialkylformamide, N-Alkylpyrrolidone, N-Formylmorpholin- oder N-Formylpiperidin, verwendet. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß die von den umkristallisierten Kristallen festgehaltenen Lösungsmittelanteile entweder als stickstoffhaltige Verunreinigungen in der Säure verbleiben oder nur durch intensives Waschen mit relativ großen Mengen an Waschlösung entfernt werden können.
• Es wurde nun gefunden, daß man rohe Terephthalsäure, wie sie bei der Oxydation von zwei oxydierbare Seitenketten enthaltenden Benzolderivaten mit Salpetersäure oder molekularen Sauerstoff enthaltenden Gasen erhalten wird, durch Umkristallisieren aus organischen Lösungsmitteln ohne die erwähnten Nachteile rein erhält, wenn man als Lösungsmittel Lactone von aliphatischen Monocarbonsäuren, zweckmäßig als wäßrige Lösungen, die das Lacton und Wasser im molaren Verhältnis bis etwa 1:10 enthalten, verwendet.
• Geeignete Lactone sind vor allem Butyrolacton, Valerolacton, Caprolacton und Capryllacton.
• Die Lactone werden vorteilhaft im Gemisch mit Wasser verwendet, da der Zusatz von kleinen, begrenzten Mengen Wasser die Löslichkeit der Terephthalsäure in den Lactonen günstig beeinflußt. Im allgemeinen wird durch eine Erhöhung des Wassergehaltes bis zu etwa gleichen molaren Anteilen an Lacton und Wasser eine Steigerung der Löslichkeit der rohen Terephthalsäure erreicht. Man arbeitet zweckmäßig mit Gemischen, die das Lacton und das Wasser im molaren Verhältnis bis zu etwa 1:5 enthalten, wobei die bevorzugten Molverhältnisse zwischen etwa 1 :0,3 und 1 :3 liegen. Gemische, die einen größeren Anteil an Wasser aufweisen, z. B. bis zu etwa 10 Mol je Mol des Lactons, sind jedoch brauchbar. Die zum Lösen der Terephthalsäure erforderliche Menge an Lösungsmittel, beispielsweise bei der Siedetemperatur des Lösungsmittels, ist für die einzelnen Lactone verschieden. Sie kann durch Vorversuche leicht ermittelt werden.
• Das Verfahren wird z. B. so durchgeführt, daß man die verunreinigte Terephthalsäure mit dem Lösungsmittel etwa im Gewichtsverhältnis von 1:15 bis 1 :40 vermischt und das Gemisch, vorteilhaft unter Rühren, auf erhöhte Temperatur, z. B. Siedetemperatur,. unter RückfLuß erhitzt, bis die Säure entweder vollkommen gelöst ist oder eine gesättigte Lösung erhalten wird Die gegebenenfalls nach Abtrennung von ungelösten Anteilen erhaltene Lösung kann, soweit ge wünscht, zur Entfärbung mit aktiver Kohle oder anderen Adsorptionsmitteln behandelt werden. Die Auskristallisation der Säure kann, gegebenenfälls nach Abdampfen eines Teils des Lösungsmittels, oder nach Zugabe von Verdünnungsmitteln, wie Wasser oder Mineralsäure, wie Salzsäure, durch Abkühlen der Lösung erfolgen, z. B. indem man die heiße, gegebenenfalls eingeengte, Lösung auf gewöhnliche oder eine niedrigere Temperatur langsam abkühlen läßt.
• Von der Mutterlauge können die Kristalle, die aus reiner Terephthalsäure bestehen, dann nach üblicher Methode durch Filtrieren, Schleudern oder Dekantieren abgetrennt werden. Weitere Anteile von etwa gleicher Reinheit lassen sich aus der Mutterlauge durch Einengen, z. B. auf etwa ein Drittel, erhalten oder indem man in die Mutterlösung Wasser einbringt, ohne daß eine Ausfällung von Terephthalsäure eintritt und die Lösung dann einige Zeit, z. B. etwa 1 bis 12 Stunden, zur Kristallisation stehen läßt.
• Statt Wasser kann man dabei auch Mineralsäuren, z. B. wäßrige, etwa 1- bis 10molare Lösungen von Salzsäure, Schwefelsäure oder Phosphorsäure, verwenden.
• Die erhaltelie und gegebenenfalls'mit' Wasser nachgewaschene Terephthalsäure ist sehr rein und kann ohne weitere Zwischenreinigung direkt zur Veresterung mit Glykolen verwendet werden. -Das Verfahren eignet sich zur Abtrennung von Terephthalsäure von Begleitstoffen aller Art, wie sie in roher, technischer Terephthalsäure, die durch Oxydation von Benzolabkömmlingen mit zwei oxydierbaren Seitenketten, z. B. Dialkylbenzolen oder halogensubstituierten Dialkylb enzolen, mit Salpetersäure oder Luft unter Mitverwendung von Oxydationskatalysatoren erhalten wird, vorkommen.
• Aus der französischen Patentschrift 1 048 821 ist ein Verfahren zur Reinigung von in Wasser oder saurem Medium schwer löslichen organischen Verbindungen bekannt, durch das es gelingt, reduzierbare, schwer wasserlösliche Verunreinigungen aus rohen organischen Verbindungen durch Umwandlung der Verunreinigungen in wasserlösliche Produkte mit Hilfe von Reduktionsmitteln abzutrennen. Nach die sem Verfahren können z. B. reduzierbare Stickstoffverbindungen, wie sie z. B. in technischer, durch Salpetersäureoxydation von Dialkylbenzolen erhaltener roher Terephthalsäure vorkommen, entfernt werden. Nachteilig bei diesem Verfahren ist jedoch, daß man von einer alkalischen Lösung der zu reimgenden Verbindungen ausgehen muß und die Bereitung solcher Lösungen mit einem Verbrauch an Chemikalien verbunden ist. Weitere Nachteile bestehen darin, daß die beim Ansäuern bzw. beim Freimachen der gereinigten Verbindung nach der Reinigungsoperation anfallenden Salzlösungen ein Problem für die Abwasserfortführnng darstellen und zudem auch nùr reduzierbare - Verunreinigungen abgetrennt werden können. so daß man für die Entfernung von anderen Verunreinigungen noch zusätzliche Schritte, z. B. eine Extraktion mit heißem Wasser oder organischen Lösungsmitteln, durchführen muß, was Zeit und Aufwand erfordert. Die bei dem bekannten Verfahren nach der Reinigungsoperation wieder ausgefällte Terephthalsäure ist zudem schlecht filtrierbar unds - ist, wie das Beispiel2~der Patentschrift zeigt, noch schwach verfärbt.
• - Àll diese - Nachteile treten bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht auf. Das Verfahren läßt sich vielmehr in einfacher Weise durchführen, erfordert keinen besonderen apparativen Aufwand und läßt sich auch praktisch ohne nennenswerte Verluste an Lösungsmitteln durchführen, da die Lösungsmittel für mehrere Reinigungsoperationen wieder verwendet und auch leicht regeneriert werden können.
• Die in den Beispielen angegebenen Teile sind Ge wichtsteile.
• Beispiel 1 13 Teile einer technisch reinen Terephthalsäure werden in einem Gemisch aus 500 Teilen Butyrolacton und 40 Teilen Wasser bei 1600 C gelöst. Die Ausgangsterephthalsäure, die eine Säurezahl von 672 und einen Stickstoffgehalt von 0,45 % hatte, wurde durch Oxydation von p-Diisopropylbenzol mit Salpetersäure erhalten. Die Lösung wird heiß filtriert und dann auf 150 C abgekühlt. Die auskristallisierte Terephthalsäure filtriert man ab und wäscht sie mit 100 Teilen Wasser nach. Man erhält nach dem Trocknen bei 1200 C 12,6 Teile Terephthalsäure, die einen Stickstoffgehalt von 0,002 % aufweist.
• Beispiel 2 In 140 Teilen Capryllacton werden bei 2400 C 4,6 Teile einer im Beispiel 1 näher beschriebenen Ausgangsterephthalsäure gelöst Nach dem Filtrieren der heizen Lösung wiid sie auf Zimmertemperatur abgekühlt und~die auskristallisierte reine Terephthalsäure abfiltriert. Man erhält nach dem Trocknen 4,2 Teile Terephthalsäure mit einem Stickstoffgehalt von 0,008 Olo.
• Beispiel 3 In einem- -Gemisch aus 1200 Teilen Butyrolacton und 100 Teilen Wasser werden 30 Teile einer rohen Tererlithalsäure-, - die durch katalytische Luftoxydation von p-Diisopropylbenzol erhalten wurde, durch Erwärmen auf 1500 C gelöst. Die ungelöst gebliebenen Rückstände werden abfiltriert und die klare Lösung auf +10t gekühlt. Die durch Auskristallisieren abgeschiedenen Kristalle werden abfiltriert und dann bei -1200,C getro'cknet. Man erhält 29 Teile Terephthalsäure in reiner, grobkristalliner Form.
• PATEN'TAN'PRUCH: Verfahren zur Reinigung von roher Terephthalsäure, wie sie durch Oxydation von zwei oxydierbare Seitenketten enthaltenden Benzolderivaten mit Salpetersäure oder molekularen Sauerstoff enthaltenden Gasen erhalten wird, durch Umkristallisieren aus organischen Lösungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungs-'mittel Lactone von aliphatischen Monocarbonsäuren, zweckmäßig als wäßrige Lösungen, die das Lacton und das Wasser im molaren Verhältnis bis etwa 1 :10 enthalten, verwendet.

Claims (1)

1. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nn 1 048 821.