[发明专利]对苯二甲酸的制备方法

说明书

公开了一种用于生产对苯二甲酸的方法。该方法包括在均相催化剂溶液存在下，在180℃至195℃的反应温度下将对二甲苯与含有氧气(O₂)的气体流股接触，以氧化至少一部分对二甲苯并形成含有对苯二甲酸的产品流股，所述均相催化剂溶液含有350ppm至450ppm的钴(Co)、170ppm至270ppm的锰(Mn)和410ppm至510ppm的溴(Br)，其中Br/(Co+Mn)wt.％比例为0.5:1至1:1，且Co与Mn wt.％比例为1.5:1至2:1。

相关申请的引证

本申请是要求2020年2月28日提交的美国临时申请第62/983,531号的优先权的国际申请，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及使用包含钴(Co)、锰(Mn)和溴(Br)的催化剂(例如，CMB催化剂)制备对苯二甲酸的方法。

背景技术

对苯二甲酸是一种商品化学品，并且可用作各种工业过程的原料。例如，对苯二甲酸是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的前体，其可用于服装材料和塑料瓶。一些目前商购的对苯二甲酸生产过程通常依赖于用氧气氧化对二甲苯。然而，此类过程往往产生不需要的杂质，例如4-羧基苯甲醛(4-CBA)、对甲苯甲酸(p-toluic acid)和/或其他有色杂质。

虽然已经尝试生产更高效的CMB催化剂，但这些尝试可能产生额外的问题，并且可能无法解决与产生上述不需要的杂质相关的问题。例如，日本公开JP2017095391公开了一种使用CMB催化剂组合物生产对苯二甲酸的方法，该催化剂组合物可包含超过百万分之10,000份(按重量计)(ppm)的Co和Mn。这种催化剂的潜在问题之一是，大量的Co和Mn可能对对苯二甲酸的生产经济性产生负面影响。在另一个实例中，美国专利号4,051,178公开了CMB催化剂的用途，该CMB催化剂优选使用700ppm至1500ppm的Br。然而，Br可以具有腐蚀性，尤其是对于对苯二甲酸生产过程中使用的设备具有腐蚀性。

一些目前的CMB催化剂在大规模对苯二甲酸生产中可能经济效率低下，可能腐蚀此类过程中使用的设备，和/或可能导致不需要的杂质产生，如4-CBA、对甲苯甲酸和/或其他有色杂质。这些和其他低效和改进机会通过本发明的系统、方法和过程得到解决和/或克服。

发明内容

本发明提供了已经取得的有利发现，为上述与对苯二甲酸生产过程相关的至少一些问题提供了答案。在一个方面，改进的对苯二甲酸生产过程可包括使用可具有相对较低量的Co、Mn和Br的CMB催化剂组合物。此外，在对苯二甲酸生产中使用CMB催化剂可以降低对苯二甲酸产品中的杂质水平。在一个实施方案中，发现具有350ppm至450ppm的Co、170ppm至270ppm的Mn和410ppm至510ppm的Br的CMB催化剂可导致对苯二甲酸产品中的降低的4-CBA水平。这些降低的4-CBA水平是有利的，因为它们可导致与对苯二甲酸和随后的PET相关的生产成本降低。