[发明专利]间苯二甲酸的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种间苯二甲酸的制备方法。

背景技术

商业化的一系列氧化化合物通常是采用空气或者氧气直接氧化石油或天然气衍生物，例如甲苯氧化制备苯甲醛和苯甲酸，对二甲苯氧化制备对苯二甲酸和苯酚异丙苯，间二甲苯(MX)氧化制备间苯二甲酸(IPA)等。这种氧化反应通常会发生在存在空气或氧气的条件下，形成过氧化物和加氢氧化物。并且，作为自氧化反应，即便在低温条件下，氧化反应也会发生。

一般来说，MX氧化与液相中含氧量有直接关系，在一定限度内，氧分压越大，意味着在一定空气流量下，更多的气泡被封在液面以下，有利于反应速率的提高。但在高氧气分压下，燃烧反应也加剧，因此适宜的氧分压是非常重要的。在工业生产中，空气通入量是根据反应尾气中含氧量来判断的。尾气中含氧量低时反应器中会发生缺氧现象，导致产品质量较差，中间产物增多，产品呈浅黄色，对后续物料的流动影响很大。如果尾气中氧含量过高，不光会加剧燃烧反应而且存在一定的安全威胁。因此，实际生产操作中，为防止反应缺氧将尾气中含氧量适当过剩，但是，尾氧含量过高有爆炸危险，因此Amoco氧化工艺安全规定：尾氧含量达到6％时发出警报，达到8％时自动停止通空气。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中存在的氧气分压和空气通入量难以控制，而引发的尾气中氧含量要么过大存在安全风险、要么过小燃烧副反应严重的问题，而提供了一种间苯二甲酸的制备方法。本发明的制备方法有助于活性过氧碳酸酯的形成，能够有效加快反应速度，减弱燃烧副反应，并且将尾气中O₂含量控制在安全范围内，增加了反应的操作安全性。

本发明提供了一种间苯二甲酸的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：在间二甲苯氧化体系中，间二甲苯经一次氧化，反应得间苯二甲酸；所述间二甲苯氧化体系包括催化剂、氧化剂和溶剂，所述催化剂为Co-Mn-Br催化剂，所述氧化剂含有5～21％的O₂、0.04％～79％的CO₂，以及N₂，所述百分比为体积百分比；所述一次氧化结束时，尾气中氧气分压为1.21％～6％。

较佳地，由上述制备方法制备的间苯二甲酸还经过二次氧化及加氢精制后，再经过滤、洗涤、干燥得到精制后的间苯二甲酸。其中，较佳地，所述二次氧化的氧化体系、工艺条件与所述一次氧化的氧化体系、工艺条件相同。为了简便起见，之后的描述中都统称为反应。

其中，所述加氢精制为本领域常规步骤。所述加氢精制的条件较佳地为：在转筐式反应釜进行，催化剂为铂碳催化剂，搅拌桨的转速为500～1000ppm，温度为180-270℃，反应压力为0.8-3.0MPa，以溶剂的平均停留时间计反应时间为30～90min。

本发明中，较佳地，所述氧化剂为空气和CO₂的混合物，一般是通过气体混合器进行混合，通过改变两股气体的流量，来控制进口气体中O₂、CO₂、CO的浓度和配比。空气和CO₂的体积比较佳地为0.1～9，更佳地为0.1～2。其中，所述空气具有本领域常规含义，其中具体成分包括：氮气的体积分数约为78％，氧气的体积分数约为21％，稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙、氡)的体积分数约为0.934％，二氧化碳的体积分数约为0.04％，其他物质(如水蒸气、杂质等)的体积分数约为0.002％。

本发明中，所述氧化剂中N₂的含量较佳地为0.78％～78％。

本发明中，所述的氧化剂中一般还含有微量的CO，例如0.0002％～0.002％。由于此含量过低，分析仪器很难检测出来，只能通过混合比例大致计算出来。

本发明中，较佳地，所述间二甲苯氧化体系中还含有催化添加剂。

其中，所述催化添加剂较佳地包括稀土金属醋酸盐、碱金属醋酸盐和过渡金属醋酸盐中的一种或多种，所述催化添加剂在间二甲苯氧化体系中的加入量为50～1500ppm。