固體對苯二甲酸組合物制造技術

本發明專利技術涉及固體對苯二甲酸組合物及從對-二甲苯制備對苯二甲酸的方法。該方法包括形成包含該對-二甲苯、溶劑、溴源及催化劑的混合物；及通過在氧化條件下使該混合物與氧化劑接觸來氧化該對-二甲苯以制備固體氧化產物，該固體氧化產物包含對苯二甲酸、對-甲基苯甲酸、4-羧基苯甲醛。該溶劑包含具有1個至7個碳原子的羧酸及二烷基咪唑鎓離子液體；且該催化劑包含下列中的至少一種：鈷、鈦、錳、鉻、銅、鎳、釩、鐵、鉬、錫、鈰及鋯。該固體對苯二甲酸組合物包含小于約4,000ppm-wt的4-羧基苯甲醛含量及大于約2,000ppm-wt的對-甲基苯甲酸。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】優先權聲明本申請主張于2010年6月30日提交的美國臨時申請案第61/360,247號的優先權。專利
本專利技術涉及固體對苯二甲酸組合物及從包含對-二甲苯的原料制備對苯二甲酸的方法。更具體而言，本專利技術涉及在包含羧酸及離子液體的溶劑存在下氧化對-二甲苯。
技術介紹
烷基芳族化合物(例如，甲苯及二甲苯)的氧化是重要的商業方法。可獲得多種氧化產物，包括芳族羧酸，例如對苯二甲酸(1，4-苯二甲酸)，其用于例如聚合物工業中。US?2,833,816揭示將芳族化合物氧化成相應芳族羧酸的方法。在酸存在下液相氧化烷基芳族化合物的方法使用分子氧、金屬或金屬離子、及溴或溴離子。金屬可包括鈷及/或錳。示例性酸是含有1個至8個碳原子的低碳數脂肪族單羧酸，尤其乙酸。US?6,355,835揭示通過二甲苯異構體的液相氧化來制備苯二甲酸的方法，其使用氧或空氣通過在乙酸作為溶劑、鈷鹽作為催化劑及引發劑存在下氧化來實施。在氧化步驟后閃蒸該反應混合物以去除揮發性物質并冷卻且過濾，得到粗制苯二-甲酸作為固體產物及濾液。也公開了重結晶粗制苯二-甲酸以獲得至少99%純度及回收濾液。US?7,094,925揭示氧化烷基-芳族化合物的方法，其中在離子液體存在下將芳族化合物與氧化劑或硫化合物混合。優選使用空氣、雙氧、過氧化物、超氧化物、任何其它形式的活性氧、亞硝酸鹽、硝酸鹽、硝酸或氮的其它氧化物(或鹵氧化物)(水合或無水)作為氧化劑。該方法通常在布朗斯臺德酸性條件下進行。氧化反應的產物優選為羧酸或酮或氧化中的中間體化合物(例如醛或醇)。優選在含有酸促進劑(例如甲磺酸)的離子液體中實施氧化。US?2009/0326265A1揭示通過液相氧化二-或三-取代苯或萘化合物來制備芳族多元羧酸的方法，該方法包括在反應區中在羧酸溶劑、金屬催化劑及促進劑存在下使芳族化合物與氧化劑接觸的步驟，其中該促進劑是包含有機陽離子及溴陰離子或碘陰離子的離子液體。此方法的優點包括高轉化率且另外不存在與含鹵素化合物作為促進劑相關的嚴重腐蝕問題。該方法無需在工藝設備中使用特定抗腐蝕材料或襯墊；因此節約投資及維護成本并提高工廠可靠性。該專利技術方法尤其適于從對-二甲苯制備對苯二甲酸。業內亦已知氧化產物(例如芳族醛、芳族醇、芳族酮及芳族羧酸)在氧化條件下及/或在反應混合物冷卻時可固化或結晶。因此，可制備氧化產物的混合物，其需要進一步處理以提高所需產物的純度。在對苯二甲酸制備中，氧化產物通常稱為粗制對苯二甲酸，因其含有雜質，包括有色體及中間體氧化產物(尤其4-羧基苯甲醛(4-CBA))。為獲得聚合物級或經純化對苯二甲酸，本領域已知的各種純化步驟包括：用水及/或溶劑洗滌該粗制對苯二甲酸、額外氧化或結晶步驟及在氫化條件下(通常包括包含鈀和碳的催化劑)使溶有粗制對苯二甲酸的溶液與氫反應。通常使用數個純化步驟。US?7,692,036揭示用于更有效地且更經濟地實施可氧化化合物液相氧化的優化方法及裝置。該液相氧化是在泡罩塔式反應器中實施，該反應器可在相對低溫度下提供高效反應。當氧化化合物是對-二甲苯且氧化反應的產物是粗制對苯二甲酸(CTA)時，該CTA產物可通過比在CTA是通過常規高溫氧化方法形成的情況下可使用的更經濟的技術純化并分離。業內仍需要制備對苯二甲酸的替代方法。另外，純化成本較低且耗時較少的制備對苯二甲酸及對苯二甲酸組合物的方法是合意的。具有不同比率污染物的對苯二甲酸組合物可提供新的中間體，該中間體可在其它應用中用作原料。
技術實現思路
本專利技術提供新的對苯二甲酸組合物。在另一方面中，本專利技術是將對-二甲苯氧化成對苯二甲酸的方法。已發現相對于常規方法中所觀察到的那些，本專利技術可用于制備具有不同量污染物的固體對苯二甲酸組合物。在一個實施方案中，本專利技術提供純化成本較低的對苯二甲酸組合物。在另一實施方案中，本專利技術在不使用催化氫化的情況下制備聚合物級或經純化對苯二甲酸。在一個實施方案中，本專利技術是從對-二甲苯制備對苯二甲酸的方法，該方法包括形成包含該對-二甲苯、溶劑、溴源及催化劑的混合物；及通過在氧化條件下使該混合物與氧化劑接觸來氧化該對-二甲苯以制備包含對苯二甲酸、4-羧基苯甲醛及對-甲基苯甲酸的固體氧化產物。該溶劑包含具有1個至7個碳原子的羧酸及二烷基咪唑鎓離子液體；且該催化劑包含下列中的至少一種：鈷、鈦、錳、鉻、銅、鎳、釩、鐵、鉬、錫、鈰及鋯。在另一方面中，本專利技術是包含對苯二甲酸、對-甲基苯甲酸及4-羧基苯甲醛的固體對苯二甲酸組合物；其中該組合物具有小于約4,000ppm-wt的4-羧基苯甲醛含量及大于約2,000ppm-wt的對-甲基苯甲酸含量。在一個實施方案中，該固體對苯二甲酸組合物具有小于約100ppm-wt的4-羧基苯甲醛含量及大于約2,000ppm-wt的對-甲基苯甲酸含量。專利技術詳述一般而言，本專利技術是關于對苯二甲酸組合物及將對-二甲苯氧化成對苯二甲酸的方法。廣而言之，本專利技術是從對-二甲苯制備對苯二甲酸的方法，其包括形成包含該對-二甲苯、溶劑、溴源及催化劑的混合物；及通過在氧化條件下使該混合物與氧化劑接觸來氧化該對-二甲苯以制備包含對苯二甲酸、4-羧基苯甲醛及對-甲基苯甲酸的固體氧化產物。對-二甲苯可以純進料料流形式供應給該方法或該進料料流還可包括其它化合物。在一個實施方案中，該進料料流具有至少98wt%的對-二甲苯含量。在另一個實施方案中，該進料料流具有至少99wt%的對-二甲苯含量。由于氧化反應通常以連續氧化程度進行，故適宜的進料化合物亦包括部分氧化對-二甲苯化合物。實例包括對-甲基苯甲酸、4-羧基苯甲醛(4-CBA)、對苯二甲醛、對-甲基苯甲醇、對-甲基苯甲醛及4-羧基芐基醇。在一個實施方案中，至少98wt%的進料料流是對-二甲苯及部分氧化對-二甲苯化合物。除對-二甲苯以外，該混合物亦包含溶劑、溴源及催化劑。該溶劑包含具有1個至7個碳原子的羧酸及離子液體。在一個實施方案中，該羧酸包含乙酸。該溶劑可含有一種以上羧酸。舉例而言，該溶劑可進一步包含苯甲酸。在另一個實施方案中，該溶劑的羧酸是乙酸。該溶劑亦包含離子液體。當使用離子液體時，該羧酸溶劑的量相對于常規方法減少，以避免過量溶劑體積。通常，離子液體是由離子組成的非水有機鹽，其中正離子與負離子電荷平衡。此等材料具有低熔點(通常低于100℃)、不可檢測的蒸氣壓及良好的化學及熱穩定性。該鹽的陽離子電荷位于本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.06.30 US 61/360,2471.一種固體對苯二甲酸組合物，其包含對苯二甲酸、對-甲基苯甲酸及
4-羧基苯甲醛；其中該組合物具有小于約4,000ppm-wt的4-羧基苯甲醛含量
及大于約2,000ppm-wt的對-甲基苯甲酸含量。
2.如權利要求1所述的固體對苯二甲酸組合物，其中該4-羧基苯甲醛含
量小于約3,000ppm-wt。
3.如權利要求1所述的固體對苯二甲酸組合物，其中該4-羧基苯甲醛含
量小于約1,000ppm-wt。
4.如權利要求1所述的固體對苯二甲酸組合物，其中該4-羧基苯甲醛含
量小于約100ppm-wt。
5.如權利要求1所述的固體對苯二甲酸組合物，其中該對-甲基...

【專利技術屬性】
技術研發人員：A·巴塔查里亞，J·A·科賈爾，J·T·瓦倫加，N·Y·阿杜寧，N·I·庫茲耐特索瓦，B·S·巴利日尼馬夫，
申請(專利權)人：環球油品公司，博列斯科夫催化研究所，
類型：
國別省市：