粗混合酸的纯化制造技术

本发明专利技术总地涉及一种纯化粗芳香酸混合物的方法，所述粗芳香酸包括至少一种苯羧酸和至少一种萘羧酸。本发明专利技术的纯化方法提供了一种纯芳香酸混合物，其可用于生产耐紫外线聚酯。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总地涉及一种纯化粗芳香酸混合物的方法，所述粗芳香酸包括至少一种苯羧酸和至少一种萘羧酸。本专利技术的纯化方法提供纯芳香酸混合物，可用于生产耐紫外线聚酯。
技术介绍
本文的苯羧酸的定义为包含被至少两个羧酸基取代的苯环的化合物。苯羧酸的例子包括邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸。苯羧酸如对苯二甲酸为用于多种聚酯的单体和起始原料，所述聚酯可用于多种应用，包括膜、瓶子、和其它容器。在某些应用中，耐紫外线(UV)辐射(波长为250nm到360nm)是由苯羧酸制成的聚酯需要的性质。对于用于保藏各种受紫外辐射有害影响的物质如粮食、果汁、软饮料、化妆品、和药物的这些聚酯，耐紫外线性是特别需要的。因为与单独由苯羧酸制成的聚酯相比，结合了萘羧酸单体的聚酯可提供优异的耐紫外线性，已经考虑通过使用萘二甲酸单体与苯羧酸单体一起生产耐紫外线的聚酯。本文的萘羧酸的定义为包括被至少两个羧基取代的萘环的化合物。萘羧酸的例子包括萘二甲酸(NDA)如1，6-NDA、2，7-NDA、1，5-NDA、和2，6-NDA。使用萘羧酸作为单体赋予耐紫外线性的重要问题是对生产聚酯的适当的纯净单体起始原料的需要。粗苯羧酸可通过溶解于溶剂中、氢化、然后结晶相对容易地纯化。粗萘羧酸由于它们在溶剂中的低溶解度，相对难以纯化。因此，由于涉及到溶解萘羧酸所必需的极高温度和压力，以与纯化苯羧酸同样的方法纯化萘羧酸在商业上不可行。这个问题的解决方案是使粗萘羧酸(如2，6-萘二甲酸)经历酯化方法，使其与醇(如甲醇)反应生成相应的可通过蒸馏纯化的羧酸酯(如2，6-萘二甲酸酯)。然后纯羧酸酯可水解除去醇，得到纯萘二甲酸。因为如此得到纯萘二甲酸即复杂又昂贵，通常不进行水解，代之以用纯羧酸酯(如2.6-萘二甲酸酯)作为生产聚酯的单体原料，例如英国专利申请(GB 2 222 940 A)公开了使用2，6-萘二甲酸酯作为单体以产生耐紫外线性。令人遗憾的是，在生产聚酯的过程中，羧酸酯单体的使用导致形成不希望的废产物醇，需要进一步的加工和/或处理。因此希望使用萘羧酸(通过其萘环)赋予苯羧酸衍生聚酯以耐紫外线性，同时避免昂贵的萘二甲酸的纯化方法，或避免通过酯化制备相应的萘二甲酸酯。附图简述附图说明图1描述本专利技术的纯对苯二甲酸和纯芳香酸混合物的粒子大小分布。图2描述本专利技术的纯对苯二甲酸和纯芳香酸混合物的粒子大小分布。图3描述本专利技术的纯对苯二甲酸和两种纯芳香酸混合物的粒子大小分布。专利技术概述令人惊讶的是，已经发现用于纯化苯羧酸的典型条件可用于使粗苯羧酸和粗萘羧酸的混合物共同纯化。本专利技术的方法涉及使包括至少一种粗苯羧酸和至少一种粗萘羧酸的粗芳香酸混合物纯化，从而生产纯芳香酸混合物。通过本专利技术的方法生产的纯芳香酸混合物可用作生产具有耐紫外线性的聚合物的单体起始原料，所述耐紫外线性通过引入含萘环的单体单元获得。可使用本专利技术来获得耐紫外线性，同时有利地避免了萘二甲酸的分离和昂贵的纯化。本专利技术还可用于获得耐紫外线性，同时有利地避免使用萘二甲酸酯，萘二甲酸酯在聚酯生产过程中生成不希望的醇。本文的粗芳香酸混合物定义为包括至少一种粗苯羧酸和至少一种粗萘羧酸的混合物。粗苯羧酸可通过使被至少两个可氧化基团取代的苯环氧化形成，可氧化基团选自烷基、酰基、或其组合。粗萘羧酸可通过使被至少两个可氧化基团取代的萘环氧化形成，可氧化基团选自烷基、酰基、或其组合。优选地，粗苯羧酸和粗萘羧酸分别通过氧化方法产生，随后混合得到粗芳香酸混合物。本专利技术的纯化粗芳香酸混合物的方法包括使粗芳香酸混合物及其溶剂加料到含有氢化催化剂的反应器中。该反应器维持在一定的温度和压力下，以使粗芳香酸混合物保持增溶。使氢气进料到反应器中以生产增溶纯芳香酸混合物。降低压力和温度使纯芳香酸混合物结晶，随后回收。粗苯羧酸可选自如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、及其混合物。优选的粗苯羧酸为对苯二甲酸。粗萘羧酸可选自如1，6-萘二甲酸、2，7-萘二甲酸、2，6-萘二甲酸、其异构体、及其混合物。优选的粗萘羧酸为2，6-萘二甲酸。粗芳香酸混合物应包括至少94重量％的粗苯羧酸和至多6重量％的粗萘羧酸。优选地，粗芳香酸混合物应包括至少99重量％的粗苯羧酸和至多1重量％的粗萘羧酸。最优选地，粗芳香酸混合物应包括至少99.5重量％的粗苯羧酸和至多0.5重量％的粗萘羧酸。为获得更好的耐紫外线性，粗芳香酸混合物优选应包括至少0.25重量％的粗萘羧酸。可通过使纯芳香酸混合物与二醇反应从本专利技术的纯芳香酸混合物制成具有改进的耐紫外线性的聚酯。优选实施方案详述根据本专利技术，通过使至少一种粗苯羧酸和至少一种粗萘羧酸的混合物(粗芳香酸混合物)中的杂质减少而共同纯化。存在于粗芳香酸混合物中的杂质可能随着芳香酸混合物制备过程中的氧化反应条件、所选择的芳香族原料、氧化催化剂或催化剂、和所选择的催化剂的量的变化而变化。除期望的芳香族羧酸之外，在氧化反应中产生的反应混合物包含多种杂质和反应副产品。例如，当从包括对二甲苯的芳香族原料氧化生产粗对苯二甲酸时，存在几种类型的杂质，包括4-对羧基苯甲醛(4-CBA)，其为对二甲苯氧化的中间产物。还典型地存在未识别的颜色形成前体和有色体，可能为芴酮或蒽醌结构。典型地，粗对苯二甲酸的4-CBA含量为至少约3000ppmw。在聚酯生产的起始原料中4-CBA的可接受量典型地为低于300ppmw。纯度也可通过如下详述的L*和b*三刺激颜色测量法测量。典型地，粗对苯二甲酸的色值为L*小于97和b*大于2。在聚酯生产的起始原料中可接受的色值典型地为L*大于97和b*小于2。当通过使用包括钴、锰和溴组分的催化剂从包括2，6-二甲基萘的芳香族原料生产粗2，6-萘二甲酸时，存在几种类型的杂质。这些杂质典型地包括偏苯三酸(TMLA)、溴代-2，6-萘二甲酸(BrNDA)、2-甲酰基-6萘甲酸(2-FNA)、和2-萘甲酸(2-NA)。典型地，粗萘二甲酸的FNA含量最少为约50ppmw，BrNDA含量最少为约80ppmw。典型地，在聚酯生产的起始原料中这些杂质的可接受量为FNA含量低于5ppmw，和BrNDA含量低于25ppmw。纯度也可通过以下详述的L*和b*三刺激颜色测量法测量。典型地，粗萘二甲酸的色值为L*小于97和b*大于2。在聚酯生产的起始原料中可接受的色值为L*小于97和b*大于2。根据本专利技术，使包括至少一种粗苯羧酸和至少一种粗萘羧酸的粗芳香酸混合物经历共同纯化工艺，所述纯化在压力反应容器中，在氢气和包含固体载体(优选碳)的催化剂(具有一种或多种活性催化氢化组分)的存在下，在高温和高压下进行。把粗芳香酸混合物溶解于纯化溶剂(优选水或相似的极性溶剂)中以形成溶液，得到粗苯羧酸和粗萘羧酸的期望的重量百分数。然后，使粗芳香酸混合物氢化并冷却以使纯化的粗芳香酸混合物结晶。这样，本专利技术能够减少杂质和改善粗芳香酸混合物的颜色，达到典型的聚酯生产工艺可接受的水平，即，4-CBA含量小于300ppmw、FNA含量小于5ppmw、BrNDA含量小于25ppmw、L*色值大于97和b*色值小于2。因为苯羧酸相对易溶而萘羧酸相对难溶，粗芳香酸混合物应包括至少94重量％的粗苯羧酸和至多6重量％的粗萘羧酸，以使粗芳香酸混合物在525-550°F(274-287℃)的温度范围内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纯化粗芳香酸混合物的方法，其包括在氢气和氢化催化剂的存在下氢化所述混合物以生产纯芳香酸混合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁斯I罗森，
申请(专利权)人：BP北美公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]