Procedimiento para la producción de ácido tereftálico.

Método para producir ácido tereftálico, caracterizado porque comprende:

someter un compuesto de p-fenileno a reacción de oxidación en fase líquida mediante el uso de un gas que contiene oxígeno molecular en presencia de un catalizador que contiene al menos un compuesto de metal pesado y un compuesto de bromo, y ácido acético acuoso que tiene un contenido en agua del 1 al 15% en masa, para producir de ese modo una suspensión;

regular la temperatura de la suspensión a de 35 a 140ºC, para provocar de ese modo que el ácido tereftálico precipite;

extraer el ácido tereftálico a través de separación sólido-líquido, para recuperar de ese modo las aguas madres; y

recuperar el catalizador de las aguas madres a través de una serie de las siguientes etapas de

(1) a (4) para reutilizar al menos una porción del catalizador en la reacción de oxidación en fase líquida: (1) una etapa de adsorción que incluye regular la razón "cantidad en moles de iones bromuro en las aguas madres/cantidad total en moles de iones de metal pesado en las aguas madres" a de 0,6 a 3, y entonces exponer las aguas madres a una resina de quelato que contiene anillo de piridina que se ha calentado hasta de 35 a 140ºC, de modo que la resina adsorba iones bromuro e iones de metales pesados derivados del catalizador, y también adsorba una mezcla de ácido carboxílico que se ha producido como subproducto a través de la reacción de oxidación en fase líquida (a continuación en el presente documento la mezcla de ácido carboxílico se denominará "mezcla de ácido carboxílico producido como subproducto"),

(2) una etapa de elución (A) de exponer ácido acético acuoso que tiene un contenido en agua del 1 al 15% en masa a la resina de quelato que contiene anillo de piridina que ha experimentado la etapa de adsorción, produciendo de ese modo un eluato que contiene la mezcla de ácido carboxílico producido como subproducto,

(3) una etapa de elución (B) de exponer agua o ácido acético acuoso que tiene un contenido en agua del 20% en masa o más a la resina de quelato que contiene anillo de piridina que ha experimentado la etapa de elución (A), produciendo de ese modo un eluato que contiene iones bromuro e iones de metales pesados derivados del catalizador, y

(4) una etapa de desplazamiento de exponer ácido acético acuoso que tiene un contenido en agua del 1 al 15% en masa a la resina de quelato que contiene anillo de piridina que ha experimentado la etapa de elución (B), que sirve como líquido de desplazamiento, regenerando de ese modo la resina.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2007/073650.

Solicitante: MITSUBISHI GAS CHEMICAL COMPANY, INC..

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 5-2, MARUNOUCHI 2-CHOME CHIYODA-KU, TOKYO 100-8324 JAPON.

Inventor/es: INARI, MASATO, Fujita,Hideaki, ZAIMA,FUMIYA, NAMIKI,NOBUO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de ácidos carboxílicos o sus sales,... > C07C51/265 (teniendo cadenas laterales alquiladas que se oxidan a grupos carboxilo)

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la producciïn de ïcido tereftïlico

Campo de la invenciïn La presente invenciïn se refiere a un mïtodo para producir ïcido tereftïlico. El ïcido tereftïlico se emplea eficazmente como, por ejemplo, un material de partida para poli (tereftalato de etileno) .

Antecedentes de la tïcnica Generalmente, se produce ïcido tereftïlico a travïs de reacciïn de oxidaciïn en fase lïquida de un compuesto de pfenileno (por ejemplo, p-xileno) en ïcido acïtico que sirve como disolvente en presencia de un catalizador (por ejemplo, cobalto o manganeso) , o en presencia de un catalizador junto con un promotor (por ejemplo, un compuesto de bromo o acetaldehïdo) . Una suspensiïn que contiene ïcido tereftïlico bruto producida a travïs de tal reacciïn de oxidaciïn en fase lïquida se somete generalmente a cristalizaciïn a presiïn ambiental y temperatura reducida, seguido por separaciïn sïlido-lïquido.

Las aguas madres recuperadas a travïs de la separaciïn sïlido-lïquido contienen componentes de catalizador ïtiles derivados del catalizador tales como iones bromuro e iones de metales pesados, y un procedimiento industrial requiere el reciclaje de estos componentes de catalizador para la reducciïn del coste de producciïn. En el mïtodo de reciclaje mïs conveniente, se devuelven las aguas madres, tal como estïn, a y se reutilizan en el sistema de reacciïn. Sin embargo, tal como se ha conocido, puesto que las aguas madres contienen, por ejemplo, diversas impurezas orgïnicas producidas como subproductos a travïs de la reacciïn de oxidaciïn en fase lïquida, e impurezas inorgïnicas derivadas de la corrosiïn del aparato empleado, cuando las aguas madres se reutilizan tal como estïn en el sistema de reacciïn, la concentraciïn de estas impurezas aumenta gradualmente en el sistema de reacciïn, y un aumento en la concentraciïn de impurezas mïs allï de un nivel predeterminado afecta de manera adversa a la reacciïn de oxidaciïn en fase lïquida. Por ejemplo, en el caso de la producciïn de ïcido tereftïlico, las aguas madres se devuelven generalmente al sistema de reacciïn en una proporciïn del 70 al 98%, y la porciïn restante (del 2 al 30%) de las aguas madres (es decir, una porciïn de las aguas madres que no se reutiliza en el sistema de reacciïn) se alimenta a una etapa de recuperaciïn de ïcido acïtico que sirve como disolvente. En vista de lo anterior, se han propuesto diversos mïtodos para recuperar componentes de catalizador a partir de las aguas madres alimentadas a una etapa de recuperaciïn de ïcido acïtico de este tipo, y reutilizar los componentes de catalizador.

Por ejemplo, tales mïtodos conocidos incluyen un mïtodo en el cual se aïaden agua y una sal de carbonato de metal alcalino a un residuo obtenido a travïs de la recuperaciïn de un disolvente a partir de unas aguas madres, para provocar de ese modo que un componente de catalizador en forma de sal de carbonato precipite, y se disuelve el componente de catalizador en una cantidad predeterminada de ïcido acïtico que sirve como disolvente, y se reutiliza para la reacciïn (vïase el documento de patente 1) ; y un mïtodo en el que se aïaden el ïcido oxïlico y un hidrïxido de metal alcalino a unas aguas madres, para provocar de ese modo que un componente de catalizador en forma de sal de oxalato precipite, y el componente de catalizador se disuelve en ïcido acïtico que sirve como disolvente, seguido por oxidaciïn para la recuperaciïn del componente de catalizador (vïase el documento de patente 2) . Tambiïn se han conocido mïtodos para recuperar un componente de catalizador a partir de unas aguas madres mediante el uso de una resina de intercambio aniïnico (vïanse los documentos de patente 3 a 11) , que incluye un mïtodo en el que se expone una resina de intercambio aniïnico de tipo ion bromuro a unas aguas madres para la adsorciïn de iones cobalto e iones manganeso sobre la resina, se hacen pasar ïcido acïtico acuoso que tiene un contenido en agua del 2% en masa y agua a travïs de la resina, para recuperar de ese modo iones cobalto e iones manganeso a travïs de eluciïn, se expone una resina de intercambio aniïnico dïbilmente bïsica de tipo ion monocarboxilato alifïtico inferior a un eluato obtenido a travïs de la adsorciïn mencionada anteriormente para la adsorciïn de iones bromuro e iones nïquel sobre la resina, y se hacen pasar ïcido acïtico acuoso que tiene un contenido en agua del 2% en masa y agua a travïs de la resina, para recuperar de ese modo iones bromuro e iones nïquel a travïs de eluciïn (vïase el documento de patente 3) ; un mïtodo en el que la concentraciïn de cobalto y la razïn bromo/cobalto de las aguas madres se regulan respectivamente de manera que se encuentren dentro de intervalos especïficos, seguido por adsorciïn de cobalto y bromo sobre una resina de intercambio aniïnico fuertemente bïsica, y se eluyen cobalto y bromo de la resina de intercambio aniïnico fuertemente bïsica con ïcido acïtico acuoso que tiene un contenido en agua del 10% en masa o mïs, para recuperar de ese modo un catalizador de cobalto (vïase el documento de patente 4) ; un mïtodo en el que se provoca que se adsorban juntos iones cobalto, iones manganeso e iones bromuro sobre una resina de intercambio aniïnico que contiene un anillo de piridina que sirve como grupo de intercambio iïnico, y se recuperan estos iones a travïs de eluciïn mediante una tïcnica conocida (vïanse los documentos de patente 5 y 12) ; y un mïtodo en el que se recupera un componente de catalizador a partir de unas aguas madres mediante el uso de una resina de quelato de tipo intercambio aniïnico (vïase el documento de patente 7) .

Documento de patente 1: Solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el pïblico (kokai) n.ï S48-066090 Documento de patente 2: Solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el pïblico (kokai) n.ï H02-203939

Documento de patente 3: Solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el pïblico (kokai) n.ï S53-104590

Documento de patente 4: Solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el pïblico (kokai) n.ï S53-133574

Documento de patente 5: Solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el pïblico (kokai) n.ï S53-102290

Documento de patente 6: Solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el pïblico (kokai) n.ï H10-015390

Documento de patente 7: Solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el pïblico (kokai) n.ï H11-152246

Documento de patente 8: Solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el pïblico (kokai) n.ï 2002-012573

Documento de patente 9: Memoria descriptiva de la patente estadounidense n.ï 4162991

Documento de patente 10: Memoria descriptiva de la patente estadounidense n.ï 4238294

Documento de patente 11: Publicaciïn de patente japonesa Kohyo n.ï 2003-507160

Documento de patente 12: Documento EP 0902 004 A2

Descripciïn de la invenciïn Problemas que van a solucionarse mediante la invenciïn El mïtodo descrito en el documento de patente 1 ï 2 requiere, por ejemplo, una sal de carbonato de metal alcalino o ïcido oxïlico en una cantidad equivalente a o mayor que la de un metal catalïtico, y por tanto es desventajoso econïmicamente. Ademïs, el mïtodo requiere un procedimiento complicado y una gran cantidad de trabajo para la recuperaciïn de un componente de catalizador en forma de sal de carbonato o sal de oxalato, lo que no se prefiere.

Las resinas de intercambio aniïnico descritas en los documentos de patente 3 a 6 y 8 a 11 muestran una baja resistencia al calor (lïmite de temperatura permisible: de 80 a 100ïC) , y por tanto pueden experimentar degradaciïn quïmica (reducciïn en la capacidad de intercambio) o degradaciïn fïsica (por ejemplo,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Mïtodo para producir ïcido tereftïlico, caracterizado porque comprende:

someter un compuesto de p-fenileno a reacciïn de oxidaciïn en fase lïquida mediante el uso de un gas que contiene oxïgeno molecular en presencia de un catalizador que contiene al menos un compuesto de metal pesado y un compuesto de bromo, y ïcido acïtico acuoso que tiene un contenido en agua del 1 al 15% en masa, para producir de ese modo una suspensiïn;

regular la temperatura de la suspensiïn a de 35 a 140ïC, para provocar de ese modo que el ïcido tereftïlico precipite;

extraer el ïcido tereftïlico a travïs de separaciïn sïlido-lïquido, para recuperar de ese modo las aguas madres; y

recuperar el catalizador de las aguas madres a travïs de una serie de las siguientes etapas de (1) a (4) para reutilizar al menos una porciïn del catalizador en la reacciïn de oxidaciïn en fase lïquida:

(1) una etapa de adsorciïn que incluye regular la razïn “cantidad en moles de iones bromuro en las aguas madres/cantidad total en moles de iones de metal pesado en las aguas madres” a de 0, 6 a 3, y entonces exponer las aguas madres a una resina de quelato que contiene anillo de piridina que se ha calentado hasta de 35 a 140ïC, de modo que la resina adsorba iones bromuro e iones de metales pesados derivados del catalizador, y tambiïn adsorba una mezcla de ïcido carboxïlico que se ha producido como subproducto a travïs de la reacciïn de oxidaciïn en fase lïquida (a continuaciïn en el presente documento la mezcla de ïcido carboxïlico se denominarï “mezcla de ïcido carboxïlico producido como subproducto”) ,

(2) una etapa de eluciïn (A) de exponer ïcido acïtico acuoso que tiene un contenido en agua del 1 al 15% en masa a la resina de quelato que contiene anillo de piridina que ha experimentado la etapa de adsorciïn, produciendo de ese modo un eluato que contiene la mezcla de ïcido carboxïlico producido como subproducto,

(3) una etapa de eluciïn (B) de exponer agua o ïcido acïtico acuoso que tiene un contenido en agua del 20% en masa o mïs a la resina de quelato que contiene anillo de piridina que ha experimentado la etapa de eluciïn (A) , produciendo de ese modo un eluato que contiene iones bromuro e iones de metales pesados derivados del catalizador, y

(4) una etapa de desplazamiento de exponer ïcido acïtico acuoso que tiene un contenido en agua del 1 al 15% en masa a la resina de quelato que contiene anillo de piridina que ha experimentado la etapa de eluciïn (B) , que sirve como lïquido de desplazamiento, regenerando de ese modo la resina.

2. Mïtodo para producir ïcido tereftïlico segïn la reivindicaciïn 1, en el que se recupera ïcido acïtico acuoso a partir de las aguas madres que han experimentado la etapa de adsorciïn, a partir del eluato obtenido a travïs de la etapa de eluciïn (A) y a partir del lïquido de desplazamiento empleado en la etapa de desplazamiento, y el ïcido acïtico acuoso recuperado se reutiliza en la reacciïn de oxidaciïn en fase lïquida como al menos una porciïn de ïcido acïtico acuoso que tiene un contenido en agua del 1 al 15% en masa.

3. Mïtodo para producir ïcido tereftïlico segïn la reivindicaciïn 1 ï 2, en el que se recupera ïcido acïtico acuoso a partir de las aguas madres que han experimentado la etapa de adsorciïn, a partir del eluato obtenido a travïs de la etapa de eluciïn (A) y a partir del lïquido de desplazamiento empleado en la etapa de desplazamiento, y el ïcido acïtico acuoso recuperado se reutiliza en la etapa de eluciïn (A) como al menos una porciïn de ïcido acïtico acuoso que tiene un contenido en agua del 1 al 15% en masa.

4. Mïtodo para producir ïcido tereftïlico segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que se recupera ïcido acïtico acuoso a partir de las aguas madres que han experimentado la etapa de adsorciïn, a partir del eluato obtenido a travïs de la etapa de eluciïn (A) y a partir del lïquido de desplazamiento empleado en la etapa de desplazamiento, y el ïcido acïtico acuoso recuperado se reutiliza en la etapa de desplazamiento como lïquido de desplazamiento.

5. Mïtodo para producir ïcido tereftïlico segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el eluato obtenido a travïs de la etapa de eluciïn (B) se devuelve a la reacciïn de oxidaciïn en fase lïquida, y se reutiliza como al menos una porciïn del catalizador.

6. Mïtodo para producir ïcido tereftïlico segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que una

resina de quelato que contiene anillo de piridina regenerada que se ha obtenido a travïs de la etapa de desplazamiento se reutiliza en la etapa de adsorciïn como resina de quelato que contiene anillo de piridina.

7. Mïtodo para producir ïcido tereftïlico segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el ïcido

acïtico acuoso que tiene un contenido en agua del 1 al 15% en masa y empleado en la etapa de eluciïn (A) contiene iones bromuro en una cantidad de 1 a 1.000 ppm en masa.

8. Mïtodo para producir ïcido tereftïlico segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el ïcido acïtico acuoso que tiene un contenido en agua del 1 al 15% en masa y empleado en la etapa de desplazamiento como lïquido de desplazamiento contiene iones bromuro en una cantidad de 1 a 1.000 ppm en masa.

9. Mïtodo para producir ïcido tereftïlico segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que, en la etapa de adsorciïn, la razïn “cantidad en moles de iones bromuro en las aguas madres/cantidad total en 15 moles de iones de metales pesados en las aguas madres” se regula a de 1, 6 a 2, 5.

10. Mïtodo para producir ïcido tereftïlico segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que cuando Q representa la cantidad total (g) de ïcido acïtico acuoso que tiene un contenido en agua del 1 al 15% en masa suministrada en la etapa de eluciïn (A) , y V representa el volumen (ml) de una capa de resina de quelato que contiene anillo de piridina, la razïn Q/V es de 0, 5 a 10.