[发明专利]对苯二甲酸水性浆料的配制方法

说明书

本发明涉及将对二甲苯在乙酸中进行液相氧化，制得对苯二甲酸，将其乙酸浆料的分散剂用水替换，制成对二甲苯水性浆料的方法。

对苯二甲酸通常是把对二甲苯在乙酸中，在含钴、锰和溴等的催化剂存在下，与分子态氧反应，即用所谓SD法制备的。从所得的反应混合物对苯二甲酸的乙酸浆料中，结晶分离出粗对苯二甲酸。此粗对苯二甲酸中，通常含杂质4-羧基苯甲醛(以下称作“4CBA”)，按重量计为100—10000ppm，因此多数还要将其还原精制。

在还原精制过程中，含残存乙酸的粗对苯二甲酸，通常为除去乙酸加以回收而充分干燥。接着，采用如下方法：把干燥的粗对苯二甲酸在水中分散成浆料状，加压、加热完全溶解后，在高压、高温下，一般在氢的存在下，与铂族金属催化剂接触进行还原精制，再通过析晶，得到对苯二甲酸结晶。此方法在粗对苯二甲酸的干燥、贮存和再浆料化过程中必须要设备，因此这种方法存在制造费用中设备成本高、操作复杂之类问题。

于是，提出了几种将对苯二甲酸的乙酸浆料的分散剂用水替代的改进方法。例如，美国专利No.5008450说明书中提出的方法是，从多级塔上部导入对苯二甲酸的乙酸浆料，从该塔下部导入水，在多级塔内形成上升液流的同时，对苯二甲酸颗粒沉降，从多塔上部取出乙酸、从下部取出对苯二甲酸水性浆料。此置换方法中，在依赖于塔内对苯二甲酸颗粒沉降性质上，操作条件的设定和生产规模的扩大是不容易的。而且，相当量水与乙酸的混合不可避免，则该混合液的分离费用增大。

还有人提出的方法是，将对苯二甲酸的乙酸浆料导入过滤带或过滤槽，用水逆流多级洗涤，置换成水浆料(欧洲专利公开报第502628号、国际专利公开公报93/24440号、美国专利第5200557号说明书等)。这些方法均有省略干燥工序的优点，但仍然产生大量水与乙酸的混合液，该混合液的分离费用非常大，是令人担心的。

本发明的目的在于提供代替粗对苯二甲酸干燥、贮藏、水浆料配制过程的简便、有效的改进方法，同时可抑制需液体置换的乙酸与水的混合，从而这是一种控制分离经费的经济的方法。

本发明者鉴于上述课题，进行锐意探讨，结果发现，采用含对二甲苯洗涤析晶分离后的对苯二甲酸结晶工序的溶剂置换方法，可完成本课题，从而完成了本发明。

即，本发明为对苯二甲酸水性浆料的配制方法，其特征在于，将对二甲苯在乙酸溶剂中，在催化剂存在下，用分子态氧进行液相氧化，得到对苯二甲酸的乙酸浆料。从该乙酸浆料分离出对苯二甲酸结晶，用对二甲苯或乙酸酯洗涤该含乙酸的对苯二甲酸结晶，然后与水混合。

以下详细地阐明本发明。

对二甲苯的氧化反应采用将对二甲苯在乙酸溶剂中、在催化剂存在下、用分子态氧进行液相氧化的方法。催化剂通常使用过渡金属化合物与溴化合物的混合物。过渡金属化合物可用锰、钴、铁、镍、铬等过渡金属的溴盐、苯甲酸盐、环烷酸盐、乙酸盐等羧酸盐、乙酰丙酮配位体等，而溴化合物可用锰、钴、铁、镍、铬等的溴盐、氢溴酸、溴化铵、二溴乙烷、四溴乙烷等。过渡金属的溴盐可兼有过渡金属化合物成分和溴化合物成分。分子氧可用纯氧、空气、纯氧与惰性气体的混合物等。

相对于原料对二甲苯1重量份，溶剂乙酸可用1—10重量份，乙酸中可含有约30重量％以下的水分。用钴化合物和/或锰化合物与溴化合物作催化剂时，这些化合物相对于溶剂，通常可用到钴原子10-5000重量ppm、锰原子10—5000重量ppm、溴原子10—10000重量ppm。在氧化反应器中供给的分子态氧，其可用的比例通常为对应于对二甲苯1摩尔，氧为2-30摩尔。反应条件是，通常在150—230℃温度、2—200大气压的压力下进行。也可适当变更以上反应条件，完成阶段性氧化反应。

由以上方法所得反应混合物对苯二甲酸的乙酸浆料中，析晶分离出对苯二甲酸。将对苯二甲酸的乙酸浆料通常冷却至200—50℃，较好为冷却至150—80℃，将对苯二甲酸析晶，再进行固液分离，回收对苯二甲酸结晶。固液分离以采用离心分离、过滤等熟悉手段为好，也可使用离心沉降器、离心过滤器、加压过滤器、真空过滤器等分离仪器。

结晶分离后母液的主要成分为乙酸和催化剂，通常仅含少量对苯二甲酸、氧化中间体和其他氧化副产品作为其它成分，较满意的通常是将母液的10—90重量％在反应系统中循环。对于不在反应系统中循环的其余部分，可经蒸馏回收乙酸，从蒸馏残渣中可回收催化剂等有效成分。

对苯二甲酸结晶必要时可用乙酸洗涤，此乙酸洗液可与上述母液合并，循环于反应系统中。