[发明专利]生产高纯度对苯二甲酸的方法

说明书

本发明涉及一种生产高纯度对苯二甲酸的方法。具体地，它涉及一种通过将由对-二甲苯氧化而得的对苯二甲酸粗品，在铂族金属存在下与氢进行接触，对该粗品进行纯化并同时抑制杂质生成来生产高度纯净对苯二甲酸的方法。

由对二甲苯氧化而得的对苯二甲酸粗品通常含有相当大量的包括-羧基苯甲醛(此后简称“4CBA”)在内的各种杂质。因此，按常规，这种对苯二甲酸要进行纯化后才被用作聚酯的起始原料。

关于这种对苯二甲酸粗品的纯化方法，一种对该对苯二甲酸进行氢化处理或氧化处理的方法是已知的。关于将对苯二酸粗品进行氢化处理的方法，已提出了一种方法，即在高温高压并在有氢化催化剂存在下，对该对苯二甲酸水溶液进行氢化还原处理，而将对苯二甲酸的催化剂从处理过的水溶液中回收(日本经实审专利公报16860/1966)。    

通过这样一种由氢化作用来纯化对苯二甲酸粗品的方法，能显著地减少作为对苯二甲酸中无机杂质的金属离子及占了有机杂质量大部分的4CBA的量。然而，通过该方法，彻底除去除4CBA外的具有未知结构的有机杂质(此后称作“有色杂质”)，是不可能的，这些有色杂质的一部分将保留在纯化后的对苯二酸中并导致，例如，在聚酯的生产中产生颜色，而使聚合物的白度遭到破坏。

本发明旨在解决用于生产高纯度对苯二甲酸的通常方法中所存在的上述问题。本发明的一个目的是提供一种用于生产高纯度对苯二甲酸的方法，它通过氢化还原纯化前在高温下抑制有色杂质的生成，而纯化则是通过在高温高压下将对苯二甲酸粗品水溶液与氢进行接触，即通过氢化还原来进行纯化的一种方法。

基于上述目的，本发明的发明者们进行了广泛的研究，并已发现通过在氢化还原纯化前，限定对苯二甲酸暴露于高温的时间，尤其是限定暴露于250℃或更高温度的时间，能够抑制有色杂质的生成并能由此得到纯化后具有极高纯度的的对苯二甲酸。本发明基于上述发现而得以完成。

因而，本发明提供了一种产生高纯度对苯二甲酸的方法，其中包括加热由对二甲苯氧化而得的对苯二甲酸粗品并将其溶解在水中，通过在260-320℃在铂族金属催化剂存在下将该水溶液与氢相接触以将其纯化，这种纯化是在加热下的水溶液的温度达到250℃之后的三分钟内就开始进行的。

另外，当水溶液温度达到250℃后直到纯化开始的时间被缩短，由于粗对苯二甲酸晶体粒径的缘故溶解有时可能会不充分，这时如果将未溶解的对苯二甲酸晶体送到铂族金属催化剂填充层，那么就不可能进行持续恒定的操作。

作为一种能彻底溶解对苯二甲酸粗品的方法，常用的是在管型加热器和由催化剂填充(packed)层组成的反应器之间增加一个独立的缓冲溶解容器，以在容器内将对苯二甲酸粗品完全溶解(如，日本经实审专利公报32618/1976)。

然而，在此缓冲溶解容器中的滞留时间是从几分钟至几十分钟。因此，该方法并不适用于在水溶液达到250℃后至开始纯化仅限于三分钟的这种工艺方法。

在这样的条件下，本发明的发明者们发明了一种使用填料(packed)塔型反应器的方法，它能保证在短时间内，将对苯二甲酸粗品溶解，它不用缓冲溶解容器，并能将温度达到250℃后至纯化开始之间的时间限制在不超过3分钟的水平。该填充塔型反应器其上部入口部分被溢流堰分离成滞留区而催化剂层则处于滞留区下面，将对苯二甲酸水溶液送入滞留区并令其溢流越过溢流堰，然后再允许它流过催化剂层。

现在，来详尽地说明本发明。

在附图中，图1是本发明使用填料型反应器的一个实例的结构示意图。

图2是本发明使用填料型反应器的另一个实例的结构示意图。

对二甲苯的氧化反应通常是经分子氧液相氧化来进行，反应溶剂由低级脂族羧酸组成，具体的反应是在乙酸溶剂中，并在过渡金属化合物及溴化物作为催化剂的存在下进行。作为催化剂的过渡金属化合物可以是例如过渡金属如锰，钴，铁，镍或铬的溴化物，苯甲酸盐，环烷酸盐，羧酸盐如乙酸盐或乙酰丙酮酸盐。溴化物可以例如是如镁，钴，铁，镍或铬的溴化物，氢溴酸，溴化钠，二溴乙烯，或四溴乙烷。过渡金属的溴化物可同时用来作为过渡金属化合物组分和作为溴化物组分。分子氧可以是例如纯氧，空气，或纯氧与某一惰性气体的混合物。