Þekking

Hver er tilbúið aðferð við tereftalsýru

Aug 21, 2022 Skildu eftir skilaboð

Terephthalic Acid (PTA)var uppgötvað á 19. öld. Það var ekki fyrr en árið 1949 þegar breska efnaiðnaðarfyrirtækið benemen komst að því að PTA (eða afleiða þess dímetýltereftalat) var aðalhráefnið í pólýesterframleiðslu að farið var að framleiða það víða. Árið 1981 náði heimsframleiðsla PFS 3.485 mt. Fyrsta iðnvædda framleiðsluaðferðin var saltpéturssýruoxun. Með þróun pólýesteriðnaðarins hefur verið þróuð aðferð til að framleiða PTA úr ýmsum hráefnum og með margvíslegum hætti (Mynd 1). Hagkvæmasta og mest notaða aðferðin er háhita vökvafasa oxunaraðferðin með p-xýleni sem hráefni (sjá litakortið), sem hefur mikla ávöxtun og stutt ferli. Lághitaoxun p-xýlens hefur væg hvarfskilyrði og litla tæringu, en ferlið er langt og er aðeins notað í fáum verksmiðjum. Einnig hefur verið lagt til að p-xýlen sé fyrst ammonískt og oxað til að framleiða p-fenýlenítríl og síðan vatnsrofið til að framleiða PTA. Hins vegar hefur þessi aðferð ekki verið framleidd í stórum stíl. Vegna mikils kostnaðar við að aðskilja p-xýlen frá blönduðu xýleni, hafa sumar aðferðir sem byrja á öðru hráefni einnig verið þróaðar. Þó sumar þessara aðferða hafi verið iðnvæddar í langan tíma hafa þær ekki verið þróaðar á meðan aðrar eru aðeins á millitilraunastigi.


Háhita vökvafasa oxun p-xýlens:

Þessi lög voru fyrst sett fram af bandaríska miðaldafyrirtækinu og breska bnemen efnaiðnaðarfyrirtækinu árið 1955, og voru iðnvædd af bandaríska Amoco efnafyrirtækinu árið 1958. Heildarhvarfsformúlan er (mynd 1):

1

Hins vegar er raunverulegt ferli miklu flóknara. Sumir halda að það sé í gegnum eftirfarandi skref (mynd 2):

2

þar sem ekki er auðvelt að oxa seinni metýlhópinn er auðvelt að stöðva hvarfferlið á stigi p-metýlbensósýru eða p-karboxýbensaldehýðs. Til þess að halda áfram oxunarviðbrögðum notar Amoco efnafyrirtækið ferlið við háan hita og bætir við hvatabrómíði (almennt tetrabrómetan) við kóbaltasetat manganasetat hvata.

Bróm framleitt af brómíði getur komið af stað keðjuoxunarviðbrögðum sem framleiðir sindurefna. Oxunarhvarfið er almennt framkvæmt í turn reactor. Viðbragðshitastigið er {{0}} gráður, en flestir þeirra eru hærri en 200 gráður. Hærra hitastig getur flýtt fyrir hvarfinu og dregið úr milliafurðum, en aukaafurðir frá niðurbroti aukast einnig. Þar sem hvarfhitinn er fjarlægður með vatninu og ediksýrunni sem myndast við uppgufunarhvarfið, er hvarfþrýstingurinn tengdur uppgufunarmagninu, yfirleitt 1.5-3.0mpa. Dvalartíminn er 0,5 ~ 3H. Aukning á styrk kóbaltasetats og manganasetats getur stytt dvalartímann eða lækkað hvarfhitastigið. Afrakstur p-xýlens í háhitaoxunarferlinu getur náð meira en 90 prósentum. Vegna mikils hvarfhitastigs og nærveru bróms, sem hefur sterka tæringaráhrif, þarf reactor títan eða títan fóðurefni.


PTA er lítið leysanlegt í ediksýru og oxunarafurðin er í formi slurry. Eftir skilvindu og þurrkun fæst óhreint PTA í föstu formi. Skaðlegasta óhreinindin eru p-karboxýbensaldehýð (innihald: 1000-5000ppm). Hægt er að nota hrátt PTA til að framleiða pólýester í gegnum dímetýltereftalat, en betri aðferð er hreinsun, með því að nota hreinsað PTA sem hráefni pólýesters beint. Algengt notaða hreinsunaraðferðin er vetnunaraðferðin sem Amoco hefur notað, það er að segja að hrá PTA er leyst upp í vatni við háan hita og þrýsting, síðan eru óhreinindi vetnuð í viðurvist palladíumhvata og síðan kristallað og síað til að fá trefjagráðu. (Hreinleikalýsing hentugur fyrir spuna). Innihald p-karboxýbensaldehýðs í vörunni getur verið minna en 25 ppm. Afrakstur tereftalsýru í hreinsunarferlinu er meira en 97 prósent. Auk vetnunar innihalda hreinsunaraðferðirnar sublimation.

4_

Lághitaoxun p-xýlens hvarfhitastig þessarar aðferðar er almennt lægra en 150 gráður. Þó að kóbaltasetat sé einnig notað sem hvati, er brómíð ekki notað. Á þessum tíma, til þess að breyta öðrum metýlhópnum í karboxýlhóp, er almennt nauðsynlegt að bæta við Co oxíði sem er hætt við að framleiða peroxíð meðan á oxunarhvarfinu stendur. Til dæmis notar American Mobil Chemical Company metýletýlketón, bandaríska Eastman Kodak fyrirtækið notar asetaldehýð og japanska Toray fyrirtækið notar trimetýl asetaldehýð. Þessi efni framleiða einnig ediksýru eftir oxun og ediksýra er leysirinn sem notaður er til oxunar. Viðbragðsskilyrðin eru sem hér segir: hitastigið er 120 ~ 150 gráður, þrýstingurinn er 3Mpa og afraksturinn er 96 prósent. Lághita oxunaraðferðin hefur ekkert brómíð og lágt hvarfhitastig, þannig að reactor getur ekki notað títan efni.


Þalsýruanhýdríð umfærsluaðferð:

Einkaleyfi Henkel fyrirtækis (ferli 11, 12, 13 og 16 á mynd 4) er einnig kallað Henkel I aðferð. Iðnvæðing var að veruleika af japanska Teijin fyrirtækinu. Í þessari aðferð er þalsýruanhýdríði fyrst umbreytt í tvíkalíumþalat, díkalíumtereftalat er hægt að fá með umbreytingarhvarfi og síðan er hægt að fá PTA með súrnun (eða sýruútfellingu). Í þessum skrefum eru lögleiðingarviðbrögðin erfiðust. Kadmíum eða sink hvati er notaður í þessu hvarfi. Hvarfhitastigið er 350-450 gráður, þrýstingurinn er 1-5mpa og uppbygging reactors er líka mjög flókin. Það er mjög erfitt að umbreyta kalíumsúlfati sem myndast eftir súrnun með brennisteinssýru í kalíumhýdroxíð til endurvinnslu, þannig að það er aðeins hægt að nota sem kalíum áburð. Henkel I ferli er dýrt í hráefni og flókið í tækni. Þess vegna, þó að það hafi verið iðnvædd, hefur það ekki verið vinsælt.


Tólúenoxunarmishlutfallsaðferð:

Einnig þekkt sem Henkel II aðferð (þ.e. 1, 12, 14 og 16 ferli á mynd 4). Það er að segja, tólúen er notað sem hráefni og bensósýra er fyrst framleidd með oxun og kalíumsalt þess er misjafnt til að framleiða bensen og díkalíumtereftalat, sem er sýrt til að mynda PTA. Það mikilvægasta er hlutfallshvarf, sem er framkvæmt við 400 gráður, 2MPa og tilvist koltvísýrings. Þessi lög voru iðnvædd í Japan af Mitsubishi Chemical Industry Corporation árið 1963. Það var hætt árið 1975 vegna mikils kostnaðar. Hins vegar, þar sem hráefnið tólúen er mun ódýrara en p-xýlen, eru sum fyrirtæki í sumum löndum enn að rannsaka og bæta þessa aðferð.

Hringdu í okkur