固体对苯二甲酸组合物制造技术

本发明专利技术涉及固体对苯二甲酸组合物及从对-二甲苯制备对苯二甲酸的方法。该方法包括形成包含该对-二甲苯、溶剂、溴源及催化剂的混合物；及通过在氧化条件下使该混合物与氧化剂接触来氧化该对-二甲苯以制备固体氧化产物，该固体氧化产物包含对苯二甲酸、对-甲基苯甲酸、4-羧基苯甲醛。该溶剂包含具有1个至7个碳原子的羧酸及二烷基咪唑鎓离子液体；且该催化剂包含下列中的至少一种：钴、钛、锰、铬、铜、镍、钒、铁、钼、锡、铈及锆。该固体对苯二甲酸组合物包含小于约4,000ppm-wt的4-羧基苯甲醛含量及大于约2,000ppm-wt的对-甲基苯甲酸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】优先权声明本申请主张于2010年6月30日提交的美国临时申请案第61/360,247号的优先权。专利
本专利技术涉及固体对苯二甲酸组合物及从包含对-二甲苯的原料制备对苯二甲酸的方法。更具体而言，本专利技术涉及在包含羧酸及离子液体的溶剂存在下氧化对-二甲苯。
技术介绍
烷基芳族化合物(例如，甲苯及二甲苯)的氧化是重要的商业方法。可获得多种氧化产物，包括芳族羧酸，例如对苯二甲酸(1，4-苯二甲酸)，其用于例如聚合物工业中。US 2,833,816揭示将芳族化合物氧化成相应芳族羧酸的方法。在酸存在下液相氧化烷基芳族化合物的方法使用分子氧、金属或金属离子、及溴或溴离子。金属可包括钴及/或锰。示例性酸是含有1个至8个碳原子的低碳数脂肪族单羧酸，尤其乙酸。US 6,355,835揭示通过二甲苯异构体的液相氧化来制备苯二甲酸的方法，其使用氧或空气通过在乙酸作为溶剂、钴盐作为催化剂及引发剂存在下氧化来实施。在氧化步骤后闪蒸该反应混合物以去除挥发性物质并冷却且过滤，得到粗制苯二-甲酸作为固体产物及滤液。也公开了重结晶粗制苯二-甲酸以获得至少99%纯度及回收滤液。US 7,094,925揭示氧化烷基-芳族化合物的方法，其中在离子液体存在下将芳族化合物与氧化剂或硫化合物混合。优选使用空气、双氧、过氧化物、超氧化物、任何其它形式的活性氧、亚硝酸盐、硝酸盐、硝酸或氮的其它氧化物(或卤氧化物)(水合或无水)作为氧化剂。该方法通常在布朗斯台德酸性条件下进行。氧化反应的产物优选为羧酸或酮或氧化中的中间体化合物(例如醛或醇)。优选在含有酸促进剂(例如甲磺酸)的离子液体中实施氧化。US 2009/0326265A1揭示通过液相氧化二-或三-取代苯或萘化合物来制备芳族多元羧酸的方法，该方法包括在反应区中在羧酸溶剂、金属催化剂及促进剂存在下使芳族化合物与氧化剂接触的步骤，其中该促进剂是包含有机阳离子及溴阴离子或碘阴离子的离子液体。此方法的优点包括高转化率且另外不存在与含卤素化合物作为促进剂相关的严重腐蚀问题。该方法无需在工艺设备中使用特定抗腐蚀材料或衬垫；因此节约投资及维护成本并提高工厂可靠性。该专利技术方法尤其适于从对-二甲苯制备对苯二甲酸。业内亦已知氧化产物(例如芳族醛、芳族醇、芳族酮及芳族羧酸)在氧化条件下及/或在反应混合物冷却时可固化或结晶。因此，可制备氧化产物的混合物，其需要进一步处理以提高所需产物的纯度。在对苯二甲酸制备中，氧化产物通常称为粗制对苯二甲酸，因其含有杂质，包括有色体及中间体氧化产物(尤其4-羧基苯甲醛(4-CBA))。为获得聚合物级或经纯化对苯二甲酸，本领域已知的各种纯化步骤包括：用水及/或溶剂洗涤该粗制对苯二甲酸、额外氧化或结晶步骤及在氢化条件下(通常包括包含钯和碳的催化剂)使溶有粗制对苯二甲酸的溶液与氢反应。通常使用数个纯化步骤。US 7,692,036揭示用于更有效地且更经济地实施可氧化化合物液相氧化的优化方法及装置。该液相氧化是在泡罩塔式反应器中实施，该反应器可在相对低温度下提供高效反应。当氧化化合物是对-二甲苯且氧化反应的产物是粗制对苯二甲酸(CTA)时，该CTA产物可通过比在CTA是通过常规高温氧化方法形成的情况下可使用的更经济的技术纯化并分离。业内仍需要制备对苯二甲酸的替代方法。另外，纯化成本较低且耗时较少的制备对苯二甲酸及对苯二甲酸组合物的方法是合意的。具有不同比率污染物的对苯二甲酸组合物可提供新的中间体，该中间体可在其它应用中用作原料。
技术实现思路
本专利技术提供新的对苯二甲酸组合物。在另一方面中，本专利技术是将对-二甲苯氧化成对苯二甲酸的方法。已发现相对于常规方法中所观察到的那些，本专利技术可用于制备具有不同量污染物的固体对苯二甲酸组合物。在一个实施方案中，本专利技术提供纯化成本较低的对苯二甲酸组合物。在另一实施方案中，本专利技术在不使用催化氢化的情况下制备聚合物级或经纯化对苯二甲酸。在一个实施方案中，本专利技术是从对-二甲苯制备对苯二甲酸的方法，该方法包括形成包含该对-二甲苯、溶剂、溴源及催化剂的混合物；及通过在氧化条件下使该混合物与氧化剂接触来氧化该对-二甲苯以制备包含对苯二甲酸、4-羧基苯甲醛及对-甲基苯甲酸的固体氧化产物。该溶剂包含具有1个至7个碳原子的羧酸及二烷基咪唑鎓离子液体；且该催化剂包含下列中的至少一种：钴、钛、锰、铬、铜、镍、钒、铁、钼、锡、铈及锆。在另一方面中，本专利技术是包含对苯二甲酸、对-甲基苯甲酸及4-羧基苯甲醛的固体对苯二甲酸组合物；其中该组合物具有小于约4,000ppm-wt的4-羧基苯甲醛含量及大于约2,000ppm-wt的对-甲基苯甲酸含量。在一个实施方案中，该固体对苯二甲酸组合物具有小于约100ppm-wt的4-羧基苯甲醛含量及大于约2,000ppm-wt的对-甲基苯甲酸含量。专利技术详述一般而言，本专利技术是关于对苯二甲酸组合物及将对-二甲苯氧化成对苯二甲酸的方法。广而言之，本专利技术是从对-二甲苯制备对苯二甲酸的方法，其包括形成包含该对-二甲苯、溶剂、溴源及催化剂的混合物；及通过在氧化条件下使该混合物与氧化剂接触来氧化该对-二甲苯以制备包含对苯二甲酸、4-羧基苯甲醛及对-甲基苯甲酸的固体氧化产物。对-二甲苯可以纯进料料流形式供应给该方法或该进料料流还可包括其它化合物。在一个实施方案中，该进料料流具有至少98wt%的对-二甲苯含量。在另一个实施方案中，该进料料流具有至少99wt%的对-二甲苯含量。由于氧化反应通常以连续氧化程度进行，故适宜的进料化合物亦包括部分氧化对-二甲苯化合物。实例包括对-甲基苯甲酸、4-羧基苯甲醛(4-CBA)、对苯二甲醛、对-甲基苯甲醇、对-甲基苯甲醛及4-羧基苄基醇。在一个实施方案中，至少98wt%的进料料流是对-二甲苯及部分氧化对-二甲苯化合物。除对-二甲苯以外，该混合物亦包含溶剂、溴源及催化剂。该溶剂包含具有1个至7个碳原子的羧酸及离子液体。在一个实施方案中，该羧酸包含乙酸。该溶剂可含有一种以上羧酸。举例而言，该溶剂可进一步包含苯甲酸。在另一个实施方案中，该溶剂的羧酸是乙酸。该溶剂亦包含离子液体。当使用离子液体时，该羧酸溶剂的量相对于常规方法减少，以避免过量溶剂体积。通常，离子液体是由离子组成的非水有机盐，其中正离子与负离子电荷平衡。此等材料具有低熔点(通常低于100℃)、不可检测的蒸气压及良好的化学及热稳定性。该盐的阳离子电荷位于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.30 US 61/360,2471.一种固体对苯二甲酸组合物，其包含对苯二甲酸、对-甲基苯甲酸及
4-羧基苯甲醛；其中该组合物具有小于约4,000ppm-wt的4-羧基苯甲醛含量
及大于约2,000ppm-wt的对-甲基苯甲酸含量。
2.如权利要求1所述的固体对苯二甲酸组合物，其中该4-羧基苯甲醛含
量小于约3,000ppm-wt。
3.如权利要求1所述的固体对苯二甲酸组合物，其中该4-羧基苯甲醛含
量小于约1,000ppm-wt。
4.如权利要求1所述的固体对苯二甲酸组合物，其中该4-羧基苯甲醛含
量小于约100ppm-wt。
5.如权利要求1所述的固体对苯二甲酸组合物，其中该对-甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·巴塔查里亚，J·A·科贾尔，J·T·瓦伦加，N·Y·阿杜宁，N·I·库兹耐特索瓦，B·S·巴利日尼马夫，
申请(专利权)人：环球油品公司，博列斯科夫催化研究所，
类型：
国别省市：