[发明专利]芳香羧酸生产方法

说明书

本发明涉及芳香羧酸的生产方法，具体讲就是将烷基芳香族化合物进行液/气相催化氧化的方法，该法可生产出优质的芳香羧酸，同时又避免了反应器中液面上产生泡沫带来的麻烦。

已经提出过在氧化催化剂存在下将烷基芳香族化合物，例如对二甲苯等，用含氧气体进行液相氧化，以生产芳香羧酸的一些方法，其中，（1）将反应器中蒸发出来的溶剂蒸气通过冷凝与反应废气分离，再将冷凝后的溶剂由反应器底部返回反应器以进行循环（日本专利申请书公布号112044/1986，相应的美国专利号4，593，122，欧洲专利申请书公布号125，341A），（2）将反应器排出的反应气体以预定比例送回反应器的液相区内，进行循环（日本专利申请书公布号36439/1985，相应的比利时专利号903542，巴西专利申请书公布号8505367，西班牙专利号8609191）。

已经公认，按照上述方式，通过将溶剂或反应气体送回反应器进行循环，可以采用较低的反应温度和较低的反应压力，而能生产出透光率较高的对苯二甲酸（TPA）。尤其是，在上述第（2）种情况下，提高反应体系气相中氧的分压，可促进氧化反应，从而制得一种反应混合物，其中所含对苯二甲酸的透光率较高。据报道，当制得的聚酯经后氧化处理后，即使4-羧基苯甲醛（以下缩写为4-CBA）的含量高达500ppm以上，其色泽还是优异的，并且如果反应在4-CBA含量为200～300ppm的条件下进行话，则可制得透光率（T₃₄₀）约95%的超纯产品。

在上述第（2）种方法中，将反应器排出的反应气体以预定比例连续送回反应器中液层区的某一部位进行循环，虽然可以获得前面建议的效益，但是却有相当多的泡沫在液体表面产生。当在一种重金属化合物和/或一种含溴化合物存在下，将烷基芳香族化合物用含氧气体进行液相氧化，以连续生产一种芳香羧酸时，该含氧气体通常在液层区的某一部位加入反应器，并且反应在搅拌下进行，所以在液层表面产生泡沫。由于泡沫塌瘪而产生的含有悬浮状态或溶解状态芳香羧酸的反应液雾沫，会被夹带在上升的蒸气中带入设备，如换热器、蒸馏塔等，以及随后的生产管道中，从而带来管道被沉淀的羧酸堵塞等问题。

在上述旧有的第（2）种方法中，反应气体通过反应器中的液层后，被送回到液层区的某一部位，进行循环，从而使上述泡沫问题更加容易产生。

由于近年来采用大型设备的倾向日益增长，反应器上部气体层中蒸气的上升速度随之增高，从而上述由于泡沫引起的麻烦问题变得更加严重。所以，解决采用大型设备中的泡沫问题，已成为不可避免的技术需要。

将分离掉冷凝组分的反应气体的一部分送回反应器中液相区的某一部位，以进行循环，所面临的另一重要问题是气体循环鼓风机的功率消耗高。此问题也构成此法的重大缺点，因为为了克服由于采用大型设备而增厚的液层的静水压头所需的气体压缩能量消耗，是相当巨大的。

本发明的一个目的是提供一种生产芳香羧酸的方法，在该法中，避免了旧工艺中的技术问题，并体现出更多的优点。

本发明的另一目的是提供一种生产芳香羧酸的方法，在该法中，不会发生上述泡沫问题，并且降低了能量消耗。

本发明的又一目的是提供一种通过在反应器内气相中采用较高的氧气分压，来生产优质芳香羧酸的方法。

本发明还有一个目的，是提供一种生产芳香羧酸的方法，在该法中，氧化反应中因燃烧而损失的溶剂量能相对地降低。

因此，本发明涉及一种在重金属化合物和/或含溴化合物的存在下，用含氧气体将烷基芳香族化合物液相氧化连续生产芳香羧酸的方法，其特点在于，将反应器排出的并分离掉冷凝化合物的一部分反应气体送回反应器内气相层的某一部位，以进行循环。

附图给出实现本发明所述方法所用装置的一个实施例的说明性流程图。

（关于烷基芳香族化合物和芳香羧酸）

本发明所述方法中使用的烷基芳香族化合物，除对甲苯甲醛、对甲苯甲酸等化合物外，还包括甲苯，邻、间和对二甲苯，三甲基苯，甲基萘，二甲基萘等等。

由上述化合物制得的芳香羧酸包括苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、苯三甲酸、萘甲酸、萘二甲酸等等。

在本发明的一个优选实施例中，将对二甲苯氧化成为对苯二甲酸。

（关于溶剂）

因为本发明涉及的是液相氧化，所以氧化在溶剂中进行。至于反应所用溶剂，可以列举出乙酸、丙酸、正丁酸、异丁酸、正戊酸、三甲基乙酸、己酸等脂肪酸及其与水的混合物。其中以乙酸及其与水的混合物较好，后面将加以介绍。

（关于催化剂）