芳族羧酸的生产工艺制造技术

通过烷基芳族化合物在含有低级脂族羧酸的反应溶剂中、在氧化催化剂的存在下用分子氧进行液相氧化的方法来生产芳族羧酸的工艺，其中通过抑制由于中间体造成的污染和由于副反应所生成的副产物可以用简单的方法有效地生产出其粉状产物的色调得到改善、溶解在碱水溶液中时其透光率得到提高的芳族羧酸，所述工艺包含在含有催化剂的经氢气处理的液体存在下进行烷基芳族化合物的液相氧化。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用分子氧使烷基芳族化合物进行液相氧化来生产芳族羧酸的工艺，该工艺尤其适用于生产对苯二甲酸。迄今为止，芳族羧酸如对苯二甲酸的大规模工业生产一直采用如下工艺，即在由重金属如钴、锰等的化合物和澳化合物的组合物构成的催化剂的存在下、在含有低级脂族羧酸如乙酸的反应溶剂中用分子氧使烷基苯如对二甲苯进行液相氧化的工艺。当用这种生产工艺生产芳族羧酸时，所生产的芳族羧酸的质量低劣，其原因是包含有中间体，和被副反应生成的杂质所污染，以及特别是，其粉状产品的色调极差，且当溶于碱的水溶液中时其透光率很差。本专利技术的目的是提供一种生产芳族羧酸的工艺，其中可以用简单的方法有效地生产出一种4-羧基苯甲醛(4-CBA)含量低、其粉状产品色调获得改善、以及当溶于碱的水溶液中时其透光率得到提高的芳族羧酸。本专利技术在于下述的生产芳族羧酸的工艺(1)芳族羧酸的生产工艺，其中烷基芳族化合物在含有低级脂族羧酸的反应溶剂中、在一种氧化催化剂的存在下用分子氧进行液相氧化，包含在一种含有催化剂的经氢气处理的液体存在下进行烷基芳族化合物的液相氧化。(2)如上述(1)所定义的工艺，其中所述的氧化催化剂由重金属化合物和溴化合物的组合物构成。(3)如上述(1)或(2)所定义的工艺，其中经氢气处理的液体是一种用氢气处理过的含有保持在溶解或分散状态的催化剂的反应溶剂。(4)如上述(1)～(3)中任何一项所定义的工艺，其中用来进行氢气处理的氢气的用量相对于反应溶剂加上要引入到氧化反应步骤的催化剂的总和而言，每克为0.000001～0.05标准升。(5)如上述(1)～(4)中任何一项所定义的工艺，其中所述芳族羧酸是对苯二甲酸。附图说明图1表示按照本专利技术工艺的1个具体实施方案的示意流程图。下面说明使本专利技术具体化的最佳方式。用于按照本专利技术生产芳族羧酸的烷基芳族化合物(下面有时简称为“原料”)是含有1个或几个烷基取代基的芳族化合物，其中偶然存在2个或更多个官能基的部分可以是1个氧化了的烷基。此种烷基芳族化合物可以是单环或多环的。虽然该化合物可以只有1个这样的含官能基的烷基，但它最好含有2个或更多个这样的取代基。作为取代基烷基，可以提及，例如含1-4个碳原子的烷基，如甲基、乙基、正丙基和异丙基。作为氧化烷基，可以提及，例如甲酰基、各种酰基、羧基和羟烷基。作为烷基芳族化合物的具体例子，可以优选提及的是含2-4个有1-4个碳原子的烷基的二或多烷基苯，例如间二异丙苯、对二异丙苯、间繖花烃、对繖花烃、间二甲苯、对二甲苯、三甲苯和四甲苯；含2-4个有1-4个碳原子的烷基的二或多烷基萘，例如二甲基萘、二乙基萘和二异丙基萘；和含2-4个有1-4个碳原子的烷基的多烷基联苯，例如二甲基联苯。这些烷基芳烃可以单独使用，或2种或更多种组合使用。作为有部分氧化的烷基取代基的烷基芳族化合物的具体例子可以提及的有3-甲基苯甲醛、4-甲基苯甲醛、间甲苯甲酸、对甲苯甲酸、3-甲酰基苯甲酸、4-甲酰基苯甲酸、2-甲基-6-甲酰基-萘和甲酰基萘甲酸。它们可以单独使用，或2种或更多种组合使用。含烷基取代基的芳族化合物可以和含部分氧化的烷基的芳族化合物组合用作生产原料。可用于本专利技术工艺的反应溶剂包括低级脂族羧酸。作为低级脂族羧酸，较好使用含6个或少于6个碳原子的脂族羧酸，优选的是含2-3个碳原子的脂族羧酸。作为这种脂族羧酸的具体例子，可以提及的是乙酸、丙酸、丁酸和异丁酸。反应溶剂可单独由各种低级脂族羧酸组成，或由2种或2种以上低级脂族羧酸的混合物，或一种低级脂族羧酸与水的混合物组成。尤其是，优选单独使用乙酸或乙酸与水的混合物。用乙酸与水的混合物作为反应溶剂时，水的含量最好不高于20％(重量)。按每重量份用作生产原料的烷基芳族化合物为基准，包含低级脂族羧酸的反应溶剂的用量较好为1-2，优选2-10重量份。本专利技术工艺中的氧化反应是在氧化催化剂的存在下进行的。作为氧化催化剂，虽然没有特别的限制，但是较好使用由能溶于反应溶剂的一种重金属化合物和一种澳化合物的组合物构成的任何一种催化剂。作为重金属化合物中的重金属，可以提及例如钴、锰、镍、铬、锆、铜、铅、铪和铈。它们即可以单独使用，也可以组合使用。作为重金属化合物，可以提及，例如这些重金属的澳化物、乙酸盐、硝酸盐、乙酰基丙酮酸盐配合物、环烷酸盐、硬脂酸盐和苯甲酸盐，特别优选的是乙酸盐和澳化物。作为溴化合物，可以提及，例如无机溴化合物如分子澳、澳化氢、澳化钠、溴化钾、澳化铵、澳化钴和澳化锰；和有机溴化合物如二澳甲烷、溴仿、四澳甲烷、苄基澳、澳甲基甲苯、溴甲基苯甲酸、二溴乙烷、三澳乙烷、四澳乙烷和N-澳琥珀酰亚胺。它们可以单独使用，或2种或更多种组合使用。在本专利技术的生产工艺中，由重金属化合物和溴化物的组合物构成的氧化催化剂的原子比较好是每克原子重金属有0.05-10克原子澳，优选每克原子重金属有0.1-2克原子溴。就反应溶剂中的金属浓度而言，该催化剂通常以10-5，000ppm，优选以100-5，000ppm使用，而就反应溶剂中的溴原子浓度而言，通常为10-10，000ppm，优选为100-5，000ppm。作为在反应溶剂中实施作为原料的烷基芳族化合物的液相氧化用的分子氧，可以使用含分子氧的气体，如纯氧、常压空气、富氧空气或氧与惰性气体的混合物。进行氧化反应时要往芳族羧酸中供入使烷基芳族化合物氧化的化学计量过量的分子氧。在氧化对二甲苯时，供入氧化反应中的含分子氧的气体的量可以是这样的，即每1kg对二甲苯供入0.1-3Nm3(换算成0℃，1大气压条件下的体积)的氧。在用常压空气作为含分子氧的气体时，每1kg对二甲苯供入氧化反应器中的气体量优选为0.5-15Nm3。在本专利技术的生产工艺中，用分子氧使作为原料的烷基芳族化合物在含有低级脂族羧酸的反应溶剂中进行液相氧化时，要在含有催化剂的氢气处理的液体存在下进行氧化反应，目的是为了改善所得到的粉状芳族羧酸结晶产物的色调和提高由该芳族羧酸溶于碱的水溶液中而得到的溶液的透光率。作为要进行氢气处理的液体，可以提及的是由含有催化剂的反应溶剂和/或掺入其中的原料组成的液体混合物、反应溶剂本身、不含所生成的芳族羧酸的反应混合物的母液，以及甚至原料本身。要进行氢气处理的液体较好在引入到氧化反应之前进行氢气处理。可以和其中包含的催化剂一起进行氢气处理。当不含催化剂的液体进行氢气处理时，如此处理后的液体可以和掺入其中的催化剂一起引入到氧化反应中。氢气处理是通过使要进行氢气处理的液体与气态氢接触而实现的。这里，催化剂可以以固体、液体或分散体的状态存在于其中。可以只使反应溶剂与氢气接触，同时也可以使含有溶解或分散形式的催化剂的液体，或甚至这种液体和原料的混合物与氢气接触。在含有反应产物的反应混合物的浆料的母液在不含反应产物之后要再用于氧化反应的情况下，可以对含有废催化剂的母液或该母液与新加入的催化剂的混合物进行氢气处理。在反应溶剂是从氧化废气回收的，且要再用于氧化反应的情况下，可以对回收的溶剂或对用该回收的溶剂洗涤芳族羧酸结晶粗产物时产生的废洗液进行氢气处理。实现氢气处理的实用方法可以是将氢气或含氢气的气体混合物鼓泡进入要进行氢气处理的液体如反应溶剂或含催化剂的液体或浆料中。可以采用纯氢气、氢气与惰性气体如氮或氩的气体混合物，或甚本文档来自技高网...

【技术保护点】
芳族羧酸的生产工艺，其中烷基芳族化合物在含有低级脂族羧酸的反应溶剂中、在一种氧化催化剂的存在下用分子氧进行液相氧化，包含：在一种含有催化剂的经氢气处理的液体存在下进行烷基芳族化合物的液相氧化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：石桥正安，冨田博，
申请(专利权)人：三井化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]