[发明专利]一种对苯二甲酸的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种对苯二甲酸的制备方法。

背景技术

精纯对苯二甲酸是用于生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)原料，而PET是可用于生产纤维、聚酯膜，瓶用树脂。自甲基芳烃液相催化氧化生产芳香羧酸的MC方法(US2245528)出现以来，该方法在工业上生产芳香羧酸中得到广泛使用。其中采用此方法生产化工产品量最大的是对苯二甲酸,用MC法生产的对苯二甲酸占所有对苯二甲酸总产量的80%以上。

工业上多元芳香羧酸的生产方法是甲基苯（如对二甲苯等），在醋酸溶剂和钴－锰－溴催化剂的作用下，被氧气氧化，生成含有对应的对苯二甲酸浆料，然后通过结晶、过滤和干燥等工序，得到含0.3wt%—0.4wt%对羧基苯甲醛的粗对苯二甲酸，然后经过Pd/C加氢精制处理,再进行结晶、过滤和干燥处理，得到含0.025wt%对羧基苯甲醛含量的精对苯二甲酸产品。

整个生产工艺过程中，氧化反应方法是生产过程的关键，而氧化装置是核心装置。在整个氧化反应过程中，通常用对苯二甲酸产物的透光度和对羧基苯甲醛含量判别和控制氧化反应的深度和产物的质量。

通常通过选择氧化反应的条件（如反应温度、催化剂类型和浓度和氧化反应的停留时间）调节氧化反应转化率和对苯二甲酸的质量。然而，为了得到高转化率，低对羧基苯甲醛的含量和透光度高的高质量对苯二甲酸，通常需要选择苛刻的氧化条件，这样通常导致醋酸溶剂的氧化或分解。最终使生产过程中醋酸的消耗增加，进而增加对苯二甲酸的生产成本。降低氧化反应温度可以防止醋酸被氧化或分解，但是反应活性会降低，转化率降低，透光度降低，而对羧基苯甲醛含量上升。为解决这个问题，有采用添加催化添加剂的方法进行改进：

1)US47867530、US4992580、US5110984和US6153790公开了添加镍（Ni）、钼（Mo）、铬（Cr）、钨（W）、锆（Zr）、铪（Hf）等过渡金属的可溶盐类化合物的方法，公开的专利表明这些可溶盐类化合物，对主反应活性都有不同程度的提高；

2)专利US6194607和CN1333743A提出在Co-Mn-Br催化剂体系中添加碱金属离子和碱土金属离子的方法，该方法也能显著地提高TA收率及产品质量，其中添加的碱土金属离子中以钾离子效果最佳；

3)CN200310106324.5、CN200310106325.X公开了在原催化体系中添加二氨基化合物、胍类化合物和氮氧化合物的方法，这些化合物的添加可增加钴—锰—溴体系催化活性、改善反应的选择性和降低体系的腐蚀性。研究发现这类化合物都对主反应活性都有不同程度的提高，使反应过程得到加速，多氨基和胍类化合物的引入还可以提高反应过程的选择性，减少燃烧副反应；

4)CN200610085515.1发明氮氧化物作为催化添加剂，以改善现有MC催化剂的性能。这些包括N=O基、N－羟基、N－酰氧基等基团能使甲基芳烃氧化反应得到更为显著的加速，同时还降低了副反应，提高了反应过程的选择性。

催化添加剂虽然具有可降低氧化反应副产物含量、加速主氧化反应速率的特点，但是也带来了操作费用的增加。由于很多添加剂都价格昂贵，是否用昂贵的添加剂来取得期望的氧化效果的提升，需要进行经济性的评价。

在液相空气催化氧化对二甲苯制备精对苯二甲酸（PTA）的方法中，也有采用改善反应器内局部或整体气液混合效果进行改进：

1)CN200610088386.1是将冷凝的饱和凝液部分进一步除去热量，然后和对二甲苯进料反应区充分混合，从而提高转化率。但是，饱和凝液部分从反应器上部分流到反应下部的进料区，使氧化反应器上部反应温度增高，导致燃烧反应和氧化副反应严重；

2)US4593122揭示了一种生产透光度很好的对苯二甲酸的方法。即在将一部分氧化废气循环进入到反应器的液相中而增加反应系统气相中的氧分压的条件进行氧化反应，用该方法可以改进对苯二甲酸的透光度。但是在用于生产等量的对羧基苯甲醛的对苯二甲酸时，醋酸的氧化或分解与传统方法没有实质区别；

3)EP673910A揭示了一种富氧浓度气体用作氧源时，使部分氧化废气循环的方法，该方法可以提高对苯二甲酸的透光度，然而，从生产成本看，使用富氧气体是十分不经济的。

由上述的专利可以看出，用上述方法进行氧化反应时可以观察到对苯二甲酸的透光度的改善或转化率的提高，并使其中对羧基苯甲醛含量保持不变。然而，无法减少醋酸的氧化或分解导致的溶剂的损失。

发明内容

本发明目的是在于提供一种对苯二甲酸的制备方法。