粗制对苯二甲酸的精制方法技术

在通过采用贵金属负载活性炭催化剂的粗制对苯二甲酸水溶液的氢化反应来制造精制对苯二甲酸时，在由于增产、新设等生产量的变化而设定氢化反应条件时，为了保证品质而进行安全地设定，进行过剩的条件设定、使用过剩的设备。本发明专利技术提供更经济的反应条件的设定和再现好且品质稳定的粗制对苯二甲酸的精制方法。本发明专利技术的粗制对苯二甲酸的精制方法是，将粗制对苯二甲酸溶解在水中制成水溶液之后，与氢气一起供给至该活性炭催化剂层上部，用该反应水溶液填充直到催化剂层上，通过在该水溶液液面上部形成并保持含氢的气相部的反应器形式，该水溶液从气液界面溶解(吸收)上部气相部含有的氢之后，一边在催化剂层流下一边进行氢化反应。作为反应的条件因子之一，导入在该催化剂层流下的该反应水溶液的空塔速度，在基于催化剂层上部的气相部氢分压(H2.PP)与该流下空塔速度(LV)的相关式中计算的分压的范围内，基于与各反应液流下空塔速度的关系保持氢分压进行氢化反应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将粗制对苯二甲酸以水溶液的形式与贵金属负载活性炭催化剂接触而进行氢化精制时，通过稳定的氢化反应，再现好地制造品质稳定的精制对苯二甲酸的方法。特别是涉及在氢化反应器中以稳定速度供给精制反应所需的最佳氢量来制造品质稳定的精制对苯二甲酸的方法，其是与精制对苯二甲酸的制造中的增产、减产以及反应器的新设对应地设定采用追随精制原料供给量的氢分压而经济地制造品质稳定的精制对苯二甲酸的氢化条件的方法。
技术介绍
通过以对二甲苯作为起始原料在乙酸溶剂中在氧化催化剂的存在下，使用含氧气体进行液相氧化而制造的粗制对苯二甲酸，其含有微量的反应中间体4-羧基苯甲醛 (4-CBA)和着色性的副反应生成物等杂质，因此在高温高压下溶解在水中制成水溶液之后， 在氢气气氛中溶解氢气，与贵金属负载活性炭催化剂接触而进行氢化反应。从而将该溶液中的杂质转变成在水中具有溶解性的物质或分解之后，将该反应水溶液冷却而生成对苯二甲酸的结晶，固液分离之后回收，工业化制造杂质含量降低了的精制对苯二甲酸(粉体)。而且，该精制对苯二甲酸作为制造聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的原料，以纤维用为首，随着作为膜用或容器用的聚酯的需要和用途的扩大，在工业上大规模地被制造。因此，采用精制对苯二甲酸制造装置进行增产以及采用新制造设备进行制造时， 由于所制造的精制对苯二甲酸的品质不符合目标品质等，因此需要超过设定的压力设备等，因而有时需要改造这些设备。而且同时，针对向氢化反应器的原料供给量的变化，稳定地制造目标品质的粗制对苯二甲酸的氢化反应的具体条件还不明确。虽然在粗制对苯二甲酸精制的氢化反应器中，在填充了贵金属负载活性炭催化剂的催化剂层上进行气液反应，但是如下述提案所述，可以认为结果是，在穿过催化剂层的流体的流动状态不明确的情况下进行了氢化精制反应的条件探索。因此，使用催化剂层的气液接触反应中，有反应液体以液滴的形式在反应气体的流动气氛(气体连续相)中的催化剂层流下的(滴流，Trickling)方式、和反应气体以气泡的形式通过反应液体的流动(液体连续相)中的催化剂层的(鼓泡，Bubbling)方式，或者强制地供给反应气体和反应液体，在催化剂层中成为混相流而使其流动的方式等。对于粗制对苯二甲酸的精制法，根据专利文献1 (美国专利第3，639，465号)，将粗制对苯二甲酸的水溶液在比该水溶液最初析出结晶的温度超出约10 °F的温度(约440° 575 T )以及该水溶液保持液相的压力下，与氢气一起穿过催化剂层，进行氢化精制反应。而且，该氢化精制反应优选为采用将该水溶液在氢气连续气氛中的催化剂层滴流(Trickle)的方式进行的精制反应，该催化剂层内的该水溶液的氢化处理时间 (Hydrogenation treating time) ^$1 ] (Space velocity) ^J^J 0· 001 10 zj、^t，it 选为0. 01 2小时。此外，该气体气氛中的氢分压为14. 7 150psi或其以上的分压。另一方面，专利文献2(美国专利4，405，809号)中，虽然氢化精制时的反应条件与上述提案大致相同，但是以对粗制对苯二甲酸水溶液的溶解氢保持相对于饱和为约 10 75 %的溶解氢浓度的方式供给氢气，不存在气相(气体气氛相)，通过用该水溶液充满催化剂层后的液体单相流动(液体连续相)方式来进行精制反应。根据该反应形式，实现了氢气使用量的降低，得到了 ΔΥ值(精制对苯二甲酸中的碳(黑色)粒子的存在量的指标)降低了的精制对苯二甲酸。然而，如该专利技术人所述，粗制对苯二甲酸水溶液中的溶解氢的饱和量根据温度、压力(氢分压)和对苯二甲酸浓度而变化，作为反应条件是难以测定的因子。此外，关于本精制工艺中的氢气使用量，专利文献3 (美国专利第6，407，286号) 中，使用超出溶解在反应水溶液中的杂质G-CBA、着色副产物等)的氢化(还原)所需量的量的氢，具体而言，使用将溶解在粗制对苯二甲酸水溶液中的4-CBA还原成对甲基苯甲酸的化学计量所需量的1 7摩尔倍的量的氢。因此，4-CBA被还原为对甲基苯甲酸的反应如下所述，权利要求1.一种，其特征在于，是将粗制对苯二甲酸溶解在水中制成水溶液之后，穿过负载有贵金属的活性炭催化剂层而进行氢化精制的方法，其中，用粗制对苯二甲酸水溶液填充直到催化剂层之上，在该水溶液液面上部保持含氢的气相部，通过将该气相部中的氢分压(H2.PP)保持为与该水溶液在催化剂层流下的空塔速度 (LV)的下述关系式以上的分压，该水溶液在催化剂层连续流下，从而进行氢化反应，(H2. PP) = -0. 000413 X (LV) 2+0. 224 X (LV) -1.11。2.根据权利要求1所述的，其特征在于，将粗制对苯二甲酸水溶液液面保持在催化剂层之上，将该液面上部的含氢的气相部中的氢分压(H2.PP)保持为与该水溶液在催化剂层流下的空塔速度(LV)的下述关系式以下的分压，进行氢化反应，(H2. PP) = -0. 0020 X (LV) 2+0. 569 X (LV)-L 93。3.根据权利要求1或2所述的，其特征在于，将粗制对苯二甲酸水溶液液面保持在催化剂层之上，将该液面上部的含氢的气相部中的氢分压(H2. PP) 保持为与该水溶液在催化剂层流下的空塔速度(LV)的下述关系式的士约25%的分压范围，进行氢化反应，(H2. PP) = -0. 000550 X (LV) 2+0. 299 X (LV)-L 48。4.根据权利要求1 3的任一项所述的，其特征在于，使用 4-CBA含量为2，000 3，500ppm的粗制对苯二甲酸进行氢化反应，所述粗制对苯二甲酸是通过以对二甲苯作为原料、以乙酸作为溶剂，在催化剂的存在下，用含氧气体进行液相氧化来制造的。5.根据权利要求1 4的任一项所述的，其特征在于，使对苯二甲酸浓度23 30重量％、温度275 300°C的粗制对苯二甲酸水溶液穿过催化剂层而进行氢化反应。全文摘要在通过采用贵金属负载活性炭催化剂的粗制对苯二甲酸水溶液的氢化反应来制造精制对苯二甲酸时，在由于增产、新设等生产量的变化而设定氢化反应条件时，为了保证品质而进行安全地设定，进行过剩的条件设定、使用过剩的设备。本专利技术提供更经济的反应条件的设定和再现好且品质稳定的。本专利技术的是，将粗制对苯二甲酸溶解在水中制成水溶液之后，与氢气一起供给至该活性炭催化剂层上部，用该反应水溶液填充直到催化剂层上，通过在该水溶液液面上部形成并保持含氢的气相部的反应器形式，该水溶液从气液界面溶解(吸收)上部气相部含有的氢之后，一边在催化剂层流下一边进行氢化反应。作为反应的条件因子之一，导入在该催化剂层流下的该反应水溶液的空塔速度，在基于催化剂层上部的气相部氢分压(H2.PP)与该流下空塔速度(LV)的相关式中计算的分压的范围内，基于与各反应液流下空塔速度的关系保持氢分压进行氢化反应。文档编号C07C51/487GK102548947SQ20098016029公开日2012年7月4日 申请日期2009年7月7日 优先权日2009年7月7日专利技术者丰岛弘幸, 原德明, 山崎初太郎 申请人:株式会社日立工业设备技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：原德明，丰岛弘幸，山崎初太郎，
申请(专利权)人：株式会社日立工业设备技术，
类型：发明
国别省市：