DE1242212B - Process for the separation of isophthalic acid from hot, saturated solution of isophthalic acid and terephthalic acid - Google Patents
Process for the separation of isophthalic acid from hot, saturated solution of isophthalic acid and terephthalic acidInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Cl.: Int. Cl .:
C07cC07c
Deutsche Kl.: 12 ο-14German class: 12 ο-14
Nummer: 1 242 212Number: 1 242 212
Aktenzeichen: St 14557IV b/12 οFile number: St 14557IV b / 12 ο
Anmeldetag: 11. Dezember 1958Filing date: December 11, 1958
Auslegetag: 15. Juni 1967Open date: June 15, 1967
Die Trennung von Gemischen aus Isophthalsäure und Terephthalsäure in die Komponenten ist schwierig. Man kann zwar auf Grund der Löslichkeitsunterschiede das Gemisch der Rohsäuren mit Hilfe von Lösungsmitteln zerlegen. So kann man durch Auslaugen und/oder Kristallisieren aus einem Lösungsmittel, wie Wasser, Alkohol oder Essigsäure, praktisch reine Terephthalsäure, Phthalsäure und Benzoesäure erhalten.The separation of mixtures of isophthalic acid and terephthalic acid into the components is difficult. Although one can, due to the differences in solubility, the mixture of the crude acids with the help of Disassemble solvents. So you can by leaching and / or crystallization from a solvent, such as water, alcohol or acetic acid, practically pure terephthalic acid, phthalic acid and benzoic acid obtain.
Die Gewinnung reiner Isophthalsäure (über 95°/o Reinheit) bietet jedoch besondere Schwierigkeiten. Lösungen, die hinsichtlich Isophthalsäure und Terephthalsäure gesättigt sind, enthalten Isophthalsäure zu Terephthalsäure im Verhältnis von etwa 9:1. Eingehende Untersuchungen haben ergeben, daß dieses konstante Verhältnis als ein binäres Eutektikum aus Isophthalsäure und Terephthalsäure in ternären Systemen, die ein Lösungsmittel als dritte Komponente enthalten, bei der Kristallisation aus diesen Lösungsmitteln, z. B. Wasser, Alkoholen, wie Methanol oder Äthanol, organischen Säuren, wie Essigsäure sowie Dimethylformamid und Dimethylsulfoxid, auftritt. Das genannte Verhältnis scheint auch über einen weiten Temperaturbereich erhalten zu bleiben. Obwohl bei einigen Lösungsmitteln oder in Gegenwart einer dritten gelösten Komponente, wie Phthalsäure, geringfügige Unterschiede festgestellt wurden, scheint die Abtrennung einer Komponente des konstant ausfallenden Gemisches von einer anderen durch fraktionierte Kristallisation in einem technisch in Betracht kommenden Maßstab nicht möglich. Wie festgestellt werden konnte, liegt das Verhältnis der Säuren in dem konstant ausfallenden Gemisch bei verschiedenen Lösungsmitteln und verschiedenen Temperaturen bei etwa 85 bis 95% Isophthalsäure und 5 bis 15% Terephthalsäure. Für Wasser wurde gefunden, daß dieses Verhältnis im Bereich von 85 bis 89% Isophthalsäure zu 11 bis 15% Terephthalsäure liegt. Es wird angenommen, daß diese Abweichungen aus den analytischen und experimentellen Schwierigkeiten resultieren. Nach bestem Wissen dürfte das Verhältnis in dem konstant ausfallenden Gemisch bei 87 bis 89 % Isophthalsäure zu 11 bis 13% Terephthalsäure oder bei einem Verhältnis von etwa 9:1 liegen, worauf im folgenden Bezug genommen wird.Obtaining pure isophthalic acid (over 95% purity), however, presents particular difficulties. Solutions that are saturated with isophthalic acid and terephthalic acid contain isophthalic acid to terephthalic acid in a ratio of about 9: 1. In-depth research has shown that this constant ratio as a binary eutectic of isophthalic acid and terephthalic acid in ternary Systems that contain a solvent as a third component when crystallizing from them Solvents, e.g. B. water, alcohols such as methanol or ethanol, organic acids such as acetic acid as well as dimethylformamide and dimethyl sulfoxide. The said ratio also seems to be maintained over a wide temperature range. Although with some solvents or in Slight differences were noted for the presence of a third dissolved component, such as phthalic acid appears to be the separation of one component of the constantly precipitating mixture from another by fractional crystallization on a technically feasible scale not possible. As could be determined, the ratio of the acids is in the constant precipitating Mixture at different solvents and different temperatures at about 85 to 95% isophthalic acid and 5 to 15% terephthalic acid. For water it has been found that this ratio im Ranges from 85 to 89% isophthalic acid to 11 to 15% terephthalic acid. It is believed, that these deviations result from analytical and experimental difficulties. To To the best of our knowledge, the ratio in the constantly precipitating mixture is 87 to 89% isophthalic acid to 11 to 13% terephthalic acid or at a ratio of about 9: 1, followed by the following Is referred to.
Auf Grund dieses Befundes ist die Abtrennung von Isophthalsäure mit mehr als 90%iger Reinheit aus einem Gemisch, das 10% oder mehr Terephthalsäure enthält, außerordentlich schwierig. Die rohe Isophthalsäure kann nicht durch Destillation gereinigt werden. Ferner wurde noch kein Lösungs-Based on this finding, the separation of isophthalic acid is more than 90% pure from a mixture containing 10% or more terephthalic acid is extremely difficult. The raw one Isophthalic acid cannot be purified by distillation. Furthermore, no solution has yet been
Verfahren zur Abscheidung von Isophthalsäure
aus an Isophthalsäure und Terephthalsäure
heiß gesättigter LösungProcess for the separation of isophthalic acid
from isophthalic acid and terephthalic acid
hot saturated solution
Anmelder:Applicant:
Standard Oil Company,
Chicago, JIl. (V. St. A.)Standard Oil Company,
Chicago, JIl. (V. St. A.)
Vertreter:Representative:
Dr. F. Zumstein,Dr. F. Zumstein,
Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. AssmannDipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Assmann
und Dipl.-Chem. Dr. R. Koenigsberger,and Dipl.-Chem. Dr. R. Koenigsberger,
Patentanwälte, München 2, Bräuhausstr. 4Patent Attorneys, Munich 2, Bräuhausstr. 4th
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Charles Albert Spiller jun., Joliet, JlL;Charles Albert Spiller Jr., Joliet, JIL;
Russell Victor MaIo, Munster, Ind. (V. St. A.)Russell Victor MaIo, Munster, Ind. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 11. Dezember 1957
(701 970)Claimed priority:
V. St. v. America December 11, 1957
(701 970)
mittel gefunden, das die Abtrennung durch fraktionierte Kristallisation in technischem Maßstab ermöglicht. In ihren physikalischen Eigenschaften unterscheiden sich die beiden Säuren nicht so sehr, daß hierauf eine technische Trennmethode aufgebaut werden könnte. Die isomeren Säuren können zwar auf chemischem Wege, ζ. Β. durch Überführung in Produkte, die durch Destillation oder auf andere Weise getrennt werden können, zerlegt werden, doch sind diese Methoden sehr kostspielig.found medium that enables the separation by fractional crystallization on an industrial scale. In their physical properties, the two acids do not differ so much, that a technical separation method could be built on this. The isomeric acids can by chemical means, ζ. Β. by conversion into products, by distillation or to others Can be separated, disassembled, but these methods are very costly.
Es wurde nun gefunden, daß man Isophthalsäure aus an Isophthalsäure und Terephthalsäure heiß gesättigter Lösung dadurch abscheiden kann, daß man die Lösung mit solcher Geschwindigkeit abkühlt, daß in der Zeitspanne der Kristallisationskernbildung, die nach Übersättigung der Lösung an Isophthalsäure eintritt, etwa 30 bis 40% des Feststoffanteils ausfallen, die Lösung dann bei Normaldruck abkühlt und die hierbei erhaltenen Kristalle mit Hilfe bekannter mechanischer Klassierverfahren in eine aus verhältnismäßig großen Kristallen bestehende, an Isophthalsäure angereicherte und eine aus verhältnis-It has now been found that isophthalic acid can be obtained from hot isophthalic acid and terephthalic acid Solution can be deposited by cooling the solution at such a rate that in the period of nucleation after the supersaturation of the solution with isophthalic acid occurs, about 30 to 40% of the solids content precipitate, the solution then cools at normal pressure and the crystals obtained in this way into one of with the aid of known mechanical classification processes relatively large crystals, enriched in isophthalic acid and a relatively large
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mäßig kleinen Kristallen bestehende, an Terephthalsäure angereicherte Fraktion trennt.moderately small crystals, enriched in terephthalic acid fraction separates.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine Lösung der Säuren in einem Lösungsmittel hergestellt, die etwa einem Verhältnis von 9 Teilen Isophthalsäure und 1 Teil Terephthalsäure entspricht. Die Lösung wird übersättigt und einige Zeit in einem Zustand der Übersättigung gehalten, wodurch eine Kristallkernbildung ohne wesentliche Ausfällung von kristallinem Material stattfindet. Die Kristallisation wird durch gelenktes Abkühlen des Kristallbreies vervollständigt. Die gebildeten Kristalle werden dann einer Größenaufteilung unterworfen. Bei der mechanischen Auftrennung wird eine an Isophthalsäure angereicherte Großkristallfraktion von einer Kleinkristallfraktion abgetrennt. Bei der Durchführung der Größenaufteilung ist die Begrenzung der Fraktionen eine Sache des Beliebens und hängt von der Vorrichtung sowie der Reinheit des Produktes und der Wirksamkeit der Trennanlage ab. In einem einzigen Durchgang werden so bis zu 95% Isophthalsäure des Ausgangsgemisches in 95 bis 98 °/o Reinheit gewonnen, wobei eine feinteilige Fraktion anfällt, die etwa 50 bis 85 °/o Terephthalsäure enthält, die erneut zur Gewinnung von reiner Terephthalsäure und bzw. oder zusätzlicher Gewinnung von Isophthalsäure eingesetzt werden kann.In one embodiment of the method, a solution of the acids in a solvent is prepared, which corresponds approximately to a ratio of 9 parts isophthalic acid and 1 part terephthalic acid. The solution becomes supersaturated and kept in a state of supersaturation for some time, creating a Nucleation takes place without substantial precipitation of crystalline material. The crystallization is completed by controlled cooling of the crystal pulp. The crystals formed are then subject to a size division. In the case of mechanical separation, one is enriched in isophthalic acid Large crystal fraction separated from a small crystal fraction. During execution The size division, the limitation of the fractions is a matter of preference and depends on the Device as well as the purity of the product and the effectiveness of the separation system. In a single Up to 95% isophthalic acid of the starting mixture in 95 to 98% purity is passed through obtained, whereby a finely divided fraction is obtained which contains about 50 to 85% terephthalic acid, which again used for the production of pure terephthalic acid and / or additional production of isophthalic acid can be.
Es hat sich ferner gezeigt, daß die Verwendung von Wasser als Lösungsmittel für die Kristallisation des Isophthalsäure-Terephthalsäure-Gemisches beträchtliche Vorteile besitzt. Die Löslichkeit der Säuren in Wasser ist zwar bei normalen Temperaturen gering, doch steigt sie mit der Erhöhung der Temperatur rasch an. So steigt die Löslichkeit von Isophthalsäure, die bei 121° C etwa 0,8 kg in 100 kg Wasser beträgt, auf etwa 33 kg bei 204° C an. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, bei Temperaturen von >· 93° C zu arbeiten, wobei gegebenenfalls Druck angewandt wird, um die flüssige Phase aufrechtzuerhalten. Vorzugsweise wird das zu trennende Säuregemisch in heißem Wasser unter Druck gelöst und das Konzentrieren und bzw. oder Kühlen der Lösung zur Erzielung der Übersättigung, an die sich die Kernbildung und Kristallisation anschließt, durch Druck gesteuert, um die wechselnde Abkühl- und Abdampfgeschwindigkeit des Wassers zu erzielen.It has also been shown that the use of water as a solvent for the crystallization of the isophthalic acid-terephthalic acid mixture has considerable advantages. The solubility of the acids in water is small at normal temperatures, but it increases as the temperature increases quickly. This increases the solubility of isophthalic acid, which is around 0.8 kg in 100 kg at 121 ° C Water amounts to about 33 kg at 204 ° C. It has been found to be beneficial at temperatures of > · 93 ° C to work, with pressure if necessary is used to maintain the liquid phase. Preferably the one to be separated Acid mixture dissolved in hot water under pressure and concentrating and / or cooling the Solution to achieve supersaturation, which is followed by nucleation and crystallization Pressure controlled to achieve the changing cooling and evaporation speed of the water.
Bei der experimentellen Auswertung des Verfahrens hat sich gezeigt, daß eine Reihe von Methoden zur Größenaufteilung angewandt werden können, um die Kristalle in verschiedene Fraktionen zu zerlegen, die in der Größenverteilung von praktisch lOOVoig reinen Isophthalsäurekristallen über Fraktionen mit abnehmendem Größenbereich und abnehmender Konzentration von Isophthalsäure bis zu praktisch 100°/oiger Terephthalsäure von geringer Größe reichen. Die Trennung kann durch Sieben erfolgen, vorzugsweise unter Anwendung von Naßsiebmethoden, wobei man eine Aufschlämmung der Kristalle durch Siebe leitet, die mit Harken oder Rechen versehen sind. Aufschlämmen, Zentrifugieren und verschiedene andere bekannte Klassierverfahren sind anwendbar, woraus hervorgeht, daß eine Vielzahl physikalischer Aufteilungsmethoden angewandt werden können, die auf Unterschiede von Größe, Form oder Dichte der Kristalle beruhen. Es wurde jedoch gefunden, daß unter dem Handelsnamen DORR-CLONE bekannte Flüssigkeitscyclone besondere Vorteile bieten, da sie eine hohe Kapazität bei scharfer Trennung vereinen. Unter Verwendung eines lOjlo-cm-Flüssigkeitscyclons können beispielsweise über 95 % Isophthalsäure in einem 87gewichtsprozentigen Beschickungsgemisch in Form einer 95°/oig oder höher gereinigten Isophthalsäure gewonnen werden, und zwar als Unterstrom, wie er für eine Teilchengröße von mehr als 0,043 mm typisch ist.The experimental evaluation of the method has shown that a number of methods can be used for size division, in order to split the crystals into different fractions, those in the size distribution of practically lOOVoig pure isophthalic acid crystals over fractions with decreasing size range and decreasing concentration of isophthalic acid up to practical 100% terephthalic acid of small size range. The separation can be done by sieving, preferably using wet sieving techniques, making a slurry of the crystals passes through sieves that are provided with rakes or rakes. Slurrying, centrifuging and various other known classification methods are applicable, from which it can be seen that a plurality Physical apportionment methods can be applied based on differences in size, shape or density of the crystals. However, it has been found that under the trade name DORR-CLONE known liquid cyclones offer particular advantages because they have a high capacity unite sharp separation. Using a 100 cm liquid cyclone, for example over 95% isophthalic acid in an 87 weight percent feed mixture in the form of a 95% or more purified isophthalic acid can be obtained, as an undercurrent like him is typical for a particle size greater than 0.043 mm.
Bei der Erzeugung von reiner Phthalsäure hat sichIn the production of pure phthalic acid has proven
ίο das erfindungsgemäße Verfahren als außerordentlich wertvoll erwiesen, da dadurch das konstante Mischungsverhältnis von Isophthalsäure zu Terephthalsäure in Lösung umgangen wird. Bei der praktischen Durchführung dieses Merkmals der Erfindung ist es am besten, das Gelöste mit konstantem Mischungsverhältnis von Isophthalsäure und Terephthalsäure durch Auslaugen von der überschüssigen Terephthalsäure abzutrennen. Die erfindungsgemäß gesteuerte Kristallisation, die zu einer Größendifferenzierung führt, wird dann auf die gebildete Lösung angewandt. Die im Verlauf der Größenaufteilung als Strom feiner Teilchen abgetrennte unreine Terephthalsäure wird mit Vorteil in die Terephthalsäuregewinnung zurückgeleitet. Bei diesem Merkmal der Erfindung wird daher eine Verbesserung der erzielbaren Ausbeute an Terephthalsäure, die bei einem zu einem Säuregemisch führenden Oxydati ons verfahren gebildet wird, mit Hilfe des erfindungsgemäßen Trennverfahrens erzielt.ίο the inventive method as extraordinary proven to be valuable because it ensures the constant mixing ratio of isophthalic acid to terephthalic acid is bypassed in solution. In practicing this feature of the invention it is best to use the dissolved solution with a constant mixing ratio of isophthalic acid and terephthalic acid separated from the excess terephthalic acid by leaching. According to the invention controlled crystallization, which leads to a size differentiation, is then applied to the solution formed applied. The impure terephthalic acid separated as a stream of fine particles in the course of the size division is advantageously fed back into the production of terephthalic acid. With this feature of the Invention is therefore an improvement in the achievable yield of terephthalic acid, which in a to an acid mixture leading Oxydati ons process is formed with the aid of the invention Separation process achieved.
Es wurde ferner gefunden, daß das erfindungsgemäße Verfahren beträchtliche Vorteile bei der Reinigung von roher Isophthalsäure bringt, die mit weniger als 10 Gewichtsprozent Terephthalsäure verunreinigt und damit den Trennungsschwierigkeiten des Gelösten mit konstantem Mischungsverhältnis nicht unterworfen ist. So kann man beispielsweise eine Ausbeute von über 85 Gewichtsprozent einer 99,8%igen Isophthalsäure erhalten, wenn man das rohe Material einer gelenkten Kernbildung und Kristallisation unterwirft und anschließend eine Größen auf teilung durchführt. In dieser Hinsicht hat das erfindungsgemäße Verfahren einen beträchtlichen Wert, da damit Arbeitsmittel zur Erzeugung reiner Isophthalsäure (über 99%) aus rohem m-Xylol zur Verfügung stehen, das bis zu 10% p-Xylol enthält, wenn man es mit einem beliebigen Oxydationsverfahren verbindet. Rohes m-Xylol von etwa 90- bis 95%iger Reinheit kann aus technischem Xylol verhältnismäßig leicht gewonnen werden, wohingegen über 98%iges m-Xylol (bezogen auf den p-Xylolgehalt) eine weitgehende und kostspielige Verunreinigung erforderlich macht.It has also been found that the process of the invention has considerable advantages in Purification of crude isophthalic acid, which contaminates with less than 10 weight percent terephthalic acid and thus the difficulties in separating the solute with a constant mixing ratio is not subject. So you can, for example, a yield of over 85 percent by weight of a 99.8% isophthalic acid obtained when the crude material is guided and nucleated Subjects to crystallization and then performs a size division. In this regard it has the method according to the invention is of considerable value, since it makes working materials for the production of purer Isophthalic acid (over 99%) is available from crude m-xylene, which contains up to 10% p-xylene, if it is combined with any oxidation process. Raw m-xylene from about 90 to 95% purity can be obtained relatively easily from technical grade xylene, whereas over 98% m-xylene (based on the p-xylene content) requires extensive and costly pollution.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.The following examples illustrate the invention.
,,. Bei spiel 1,,. Example 1
Ein Gemisch aus 85,9% Isophthalsäure, 11,6% Terephthalsäure und 2,5% Phthalsäure wird in Wasser von 174° C gelöst und innerhalb von 5 Stunden mit einer Geschwindigkeit von 5° C in der ersten Stunde, 4,40C in der zweiten Stunde, 6,10C in der dritten Stunde und 26° C in der vierten und fünften Stunde langsam abgekühlt. Der gebildete Kristallbrei wird dann rasch auf Zimmertemperatur abgekühlt und die Kristalle abfiltriert. Eine Probe dieser Kristalle wird durch Waschen mit Wasser durch Standardsiebe getrennt. Im folgenden werden die analytischen Daten für die verschiedenen Siebe wiedergegeben.A mixture of 85.9% of isophthalic acid, 11.6% terephthalic acid and 2.5% of phthalic acid is dissolved in water of 174 ° C and within 5 hours at a rate of 5 ° C in the first hour, 4.4 0 C , cooled 0 6.1 C in the third hour and 26 ° C in the fourth and fifth hour slowly in the second hour. The crystal slurry formed is then rapidly cooled to room temperature and the crystals are filtered off. A sample of these crystals is separated through standard sieves by washing with water. The analytical data for the various sieves are given below.
Maschen-Light
Mesh
94,291.2
94.2
gen scheint das Wachstum der Isophthalsäurekristalle gegenüber dem der Terephthalsäurekristalle begünstigt zu sein. Die Teilchengrößenverteilung der Kristalle und ihre Analysen, wie sie nach Naßsieben erhalten werden, ist folgende:The growth of isophthalic acid crystals seems to be favored over that of terephthalic acid crystals to be. The particle size distribution of the crystals and their analyzes, as they are after wet sieving obtained is as follows:
Bei der vorstehenden und den folgenden Siebanalysen mit Sieben verschiedener lichter Maschen- *o weiten bedeutet der unter »kum. Gewichtsprozent« angeführte Wert die durch die verschiedenen Siebgrößen passierende Gesamtmenge.In the above and the following sieve analyzes with sieves of different clear mesh * o to widen the under »kum. Percentage by weight «the value given by the various sieve sizes total amount passing.
Eine zweite Probe der Kristalle wird durch Aufschlämmen in einer 91,4-cm-Säule unter Verwendung von Wasser als Träger zur kontinuierlichen Überführung eines geringen Prozentsatzes der Kristalle getrennt. Der in der Säule zurückbleibende Rückstand ist an Isophthalsäure angereichert. Die erhaltenen Daten sind im Ergebnis den oben ausgeführten Siebdaten ziemlich ähnlich. Etwa 20% des Gemisches werden als 98%ige Isophthalsäure oder etwa 60% als 95%ige Isophthalsäure erhalten. Diese Fraktionen können durch Umkristallisieren oder auf Basis des erfindungsgemäßen Verfahrens weitergereinigt werden. Die zurückbleibenden, an Terephthalsäure reichen Anteile können mit Wasser extrahiert werden, um reine Terephthalsäure und weitere 85 bis 90% Isophthalsäure für die Rückführung in das Verfahren zu ergeben. Auf diese Weise kann das Ausgangsgemisch vollständig in die zwei reinen Komponenten zerlegt werden.A second sample of the crystals is obtained by slurrying in a 91.4 cm column using of water as a carrier for the continuous transfer of a small percentage of the Crystals separated. The residue left in the column is enriched in isophthalic acid. the The result is that the data obtained are quite similar to the sieving data set out above. About 20% of the Mixtures are obtained as 98% isophthalic acid or about 60% as 95% isophthalic acid. These Fractions can be further purified by recrystallization or on the basis of the method according to the invention will. The remaining terephthalic acid-rich fractions can be mixed with water can be extracted to provide pure terephthalic acid and a further 85 to 90% isophthalic acid for recycle to surrender in the proceedings. In this way, the starting mixture can be completely converted into the two pure components are broken down.
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In diesem Beispiel wird die Erzeugung einer höheren Ausbeute einer über 95%igen Isophthalsäure erläutert. Ein großer Autoklav wird mit 834 Teilen destilliertem Wasser und 53 Teilen eines Gemisches, das 46 Teile Isophthalsäure, 6 Teile Terephthalsäure und 1 Teil Phthalsäure enthält, beschickt. Der Autoklavinhalt wird auf 169° C erhitzt, bis eine homogene Lösung gebildet ist. Die Lösung wird dann durch Verdampfungskühlung eingeengt, um Übersättigung zu erzielen. In der ersten Konzentrierungsstufe wird die Temperatur innerhalb von etwa 15 Minuten auf etwa 164° C gesenkt, wobei eine gesättigte Lösung von 97% der eingesetzten Isophthalsäure erhalten wurde; der Wasserverlust ist berücksichtigt. Bei der nächsten Stufe des Abkühlens bilden die Isophthalsäurekerne Impfkristalle, ehe man durch Verdampfung so stark abkühlen läßt, daß große Isophthalsäurekristalle wachsen. In dieser Stufe wird die Temperatur innerhalb von etwa 2 Stunden von 164 auf etwa 149° C gesenkt. Die Temperatur wird dann rascher durch Zurückgehen auf Atmosphärendruck innerhalb von etwa 30 Minuten bis zu 1 Stunde erniedrigt. Unter den oben beschriebenen Bedingun-This example illustrates the production of a higher yield of over 95% isophthalic acid. A large autoclave is filled with 834 parts of distilled water and 53 parts of a mixture, containing 46 parts of isophthalic acid, 6 parts of terephthalic acid and 1 part of phthalic acid. The contents of the autoclave is heated to 169 ° C until a homogeneous solution is formed. The solution will then concentrated by evaporative cooling to achieve supersaturation. In the first stage of concentration the temperature is lowered to about 164 ° C within about 15 minutes, with a saturated Solution of 97% of the isophthalic acid used was obtained; the water loss is taken into account. In the next stage of cooling, the isophthalic acid nuclei form seed crystals before going through Evaporation cools so much that large crystals of isophthalic acid grow. At this stage will the temperature decreased from 164 to about 149 ° C within about 2 hours. The temperature will then more rapidly by returning to atmospheric pressure in about 30 minutes to 1 hour humiliated. Under the conditions described above
MaschenLight
Meshes
Ausbeute an Isophthalsäure (auf 100% Basis) = 87,2%.Isophthalic acid yield (on a 100% basis) = 87.2%.
Ein Gemisch aus etwa 65 Teilen Isophthalsäure und 35 Teilen Terephthalsäure wird mit Wasser von 171° C extrahiert. Die gesättigte wäßrige Lösung von 1710C enthält 8 kg eines Gemisches aus 88% Isophthalsäure und 12% Terephthalsäure je 100 kg Wasser. Der Extraktionsrückstand enthält reine (über 99%ige) Terephthalsäure. Die gesättigte Lösung von 171° C wird innerhalb von 5 Minuten durch Verdampfung des Lösungsmittels auf 169° C abgekühlt. Danach wird die Lösung innerhalb von 60 Minuten von 169 auf 166° C gebracht. Die Lösung wird dann so rasch wie möglich auf 100° C abgekühlt (30 Minuten). Nach diesem Abkühlungsverfahren erhält man eine Kristallverteilung, die nach der Aufteilung in einem Flüssigkeitscyclonsystem mit einem 40-Mikron-Trennpunkt zur Gewinnung von mehr als 90% der gesamten in dem ursprünglich eingesetzten Gemisch vorhandenen Isophthalsäure in über 95%iger Reinheit führt.A mixture of about 65 parts of isophthalic acid and 35 parts of terephthalic acid is extracted with water at 171 ° C. The saturated aqueous solution at 171 ° C. contains 8 kg of a mixture of 88% isophthalic acid and 12% terephthalic acid per 100 kg of water. The extraction residue contains pure (over 99%) terephthalic acid. The saturated solution at 171 ° C. is cooled to 169 ° C. within 5 minutes by evaporation of the solvent. The solution is then brought from 169 to 166 ° C. in the course of 60 minutes. The solution is then cooled to 100 ° C as quickly as possible (30 minutes). After this cooling process, a crystal distribution is obtained which, after division in a liquid cyclone system with a 40 micron separation point, leads to the recovery of more than 90% of the total isophthalic acid present in the mixture originally used in over 95% purity.
Dieses Beispiel erläutert eine Zweistufenreinigungsarbeitsweise zur Erzeugung von Isophthalsäure sehr hoher Reinheit. Das bei der im Beispiel 2 beschriebenen Aufteilung erhaltene Produkt wird in zwei Fraktionen verschiedener Teilchengröße, nämlich größer und kleiner als 0,074 mm, getrennt. Die aus dem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm zurückgehaltenen Kristalle ergeben im Mittel 96,1% Isophthalsäure, 3,2% Terephthalsäure und 0,7% Phthalsäure.This example greatly illustrates a two stage purification procedure to produce isophthalic acid high purity. The product obtained in the division described in Example 2 is divided into two Fractions of different particle sizes, namely larger and smaller than 0.074 mm, separated. From The crystals retained on the sieve with a mesh size of 0.074 mm result in the Medium 96.1% isophthalic acid, 3.2% terephthalic acid and 0.7% phthalic acid.
Ein Autoklav wird mit 222 Teilen Wasser und 12,7 Teilen einer 96,l%igen Isophthalsäure beschickt. Der Autoklavinhalt wird auf 170° C erhitzt, um eine homogene Lösung zu erhalten. Diese Lösung wird durch Verdampfen in etwa 15 Minuten auf 165° C und dann in einem Zeitraum von 3 Stunden langsam auf etwa 127° C abgekühlt. Das Gemisch wird dann rasch innerhalb von etwa 5 bis 10 Minuten auf den normalen Siedepunkt des Wassers abgekühlt.An autoclave is charged with 222 parts of water and 12.7 parts of 96.1% strength isophthalic acid. The contents of the autoclave are heated to 170 ° C. in order to obtain a homogeneous solution. This solution is by evaporation to 165 ° C in about 15 minutes and then over a period of 3 hours slowly cooled to about 127 ° C. The mixture then becomes rapidly within about 5 to 10 minutes cooled to the normal boiling point of water.
Der gebildete Brei wird auf Zimmertemperatur abgekühlt und die Kristalle durch Naßsieben entsprechend ihrer Größe aufgetrennt. Die Kristalle mit einer Teilchengröße von mehr als 0,043 mm ergeben eine Ausbeute von 85% Isophthalsäure, von 99,7°/oiger Reinheit. Der Terephthalsäuregehalt der Fraktionen verschiedener Teilchengröße wird durch Vergleich des entsprechenden Ultraviolettspektrums mit dem eines Laboratoriumpräparats von Isophthalsäure ermittelt, das aus 99,7%igem m-Xylol hergestellt wurde und nach weiterer Reinigung angenommenermaßen zu lOO°/oiger reiner Isophthalsäure geführt hat. Die analytischen Daten werden in der folgenden Tabelle wiedergegeben.The slurry formed is cooled to room temperature and the crystals separated by wet sieving according to their size. The crystals with a particle size greater than 0.043 mm gives a yield of 85% isophthalic acid, from 99.7% purity. The terephthalic acid content of the fractions of different particle sizes is determined by Comparison of the corresponding ultraviolet spectrum with that of a laboratory preparation of isophthalic acid determined that was made from 99.7% m-xylene and assumed after further purification led to 100% pure isophthalic acid. The analytical data is stored in the reproduced in the following table.
MaschenweiteLight
Mesh size
des auf dem SiebWeight percent
the one on the sieve
Ein aus der Oxydation eines Xylolgemisches stammender roher Phthalsäurekuchen wird zur Abtrennung von Essigsäureresten getrocknet und zur Herauslösung der Phthalsäure mit Wasser von etwa 96° C ausgelaugt. Isophthalsäure und Terephthalsäure werden durch Zentrifugieren der gebildeten Aufschlämmung gewonnen. Die Phthalsäure von etwa 98°/oiger Reinheit wird aus dem Filtrat durch Kristallisation gewonnen und kann in üblicherweise über Phthalsäureanhydrid durch Destillation und Entwässerung gereinigt werden. Reine Terephthalsäure wird durch Auslaugen des Isophthalsäure- und Terephthalsäure-Kristallgemisches mit Wasser von etwa 1850C gewonnen. Die gebildete Terephthalsäureaufschlämmung kann mit Hilfe einer Eindickvorrichtung, z. B. eines Flüssigkeitscyclons, eingedickt werden, wobei Sorge dafür zu tragen ist, daß die gesamte Isophthalsäure in Lösung bleibt. Die eingedickte Terephthalsäureaufschlämmung wird dann zur Gewinnung von 99%iger Terephthalsäure zentrifugiert. Die rohe Isophthalsäurelösung, die etwa 10 Gewichtsprozent Terephthalsäure enthält, wird vorteilhafterweise zur Verbesserung der Farbe und Abtrennung von Verunreinigungen mit Kohle behandelt. Das dabei erhaltene Filtrat wird durch Verdampfen auf etwa 38° C durch Verminderung des Drucks von etwa 10 atü auf Atmosphärendruck abgekühlt. Die Abkühlgeschwindigkeit wird in der Weise gelenkt, daß die Lösung etwas unterhalb der Isophthalsäuresättigungstemperatur unter Berücksichtigung des Wasserverlustes während der ersten 30 bis 60 Minuten gehalten wird. Dann wird die Lösung so rasch wie möglich auf etwa 38° C abgekühlt. Die gebildete Aufschlämmung wird zur Trennung der Isophthalsäure und Terephthalsäure durch einen Flüssigkeitscyclon gepumpt. Der Unterstrom macht etwa 90% der ursprünglichen Isophthalsäure mit einer Reinheit von 95% aus. Der Isophthalsäure und Terephthalsäure im Verhältnis von etwa 1:1 enthaltende Oberstrom wird in einem Flüssigkeitscyclon von 1 auf 30% eingedickt. Die eingedickte Aufschlämmung wird in die Isophthalsäure-Terephthalsäure-Trennstufe zurückgeführt; das klare Filtrat wird für die erneute Verwendung als Laugflüssigkeit aufbewahrt.A crude phthalic acid cake resulting from the oxidation of a xylene mixture is dried to remove acetic acid residues and leached with water at about 96 ° C. to dissolve the phthalic acid. Isophthalic acid and terephthalic acid are recovered by centrifuging the resulting slurry. The phthalic acid of about 98% purity is obtained from the filtrate by crystallization and can usually be purified using phthalic anhydride by distillation and dehydration. Pure terephthalic acid is obtained by leaching out the isophthalic acid and terephthalic acid crystal mixture with water at about 185 ° C. The terephthalic acid slurry formed can be prepared with the aid of a thickening device, e.g. B. a liquid cyclone, where care must be taken that all of the isophthalic acid remains in solution. The thickened terephthalic acid slurry is then centrifuged to recover 99% terephthalic acid. The crude isophthalic acid solution, which contains about 10 weight percent terephthalic acid, is advantageously treated with charcoal to improve color and remove impurities. The filtrate obtained is cooled to about 38 ° C. by evaporation by reducing the pressure from about 10 atmospheres to atmospheric pressure. The cooling rate is controlled in such a way that the solution is kept somewhat below the isophthalic acid saturation temperature, taking into account the water loss during the first 30 to 60 minutes. The solution is then cooled to about 38 ° C as quickly as possible. The resulting slurry is pumped through a liquid cyclone to separate the isophthalic acid and terephthalic acid. The undercurrent makes up about 90% of the original isophthalic acid with a purity of 95%. The overflow containing isophthalic acid and terephthalic acid in a ratio of about 1: 1 is thickened in a liquid cyclone from 1 to 30%. The thickened slurry is returned to the isophthalic acid-terephthalic acid separation stage; the clear filtrate is saved for reuse as a leaching liquid.
Die 95%igen Isophthalsäurekristalle werden durchThe 95% isophthalic acid crystals are through
ίο Zusatz von heißem Wasser bei etwa 10 atü erneut gelöst und aus der gebildeten Lösung auskristallisieren gelassen. Das Isophthalsäure-Terephthalsäure-Kristallgemisch wird erneut aufgeteilt, indem man es durch einen Flüssigkeitscylon leitet. Als Produkt wird eine über 99,5%ige Isophthalsäure mit einer Teilchengröße oberhalb 0,043 mm als Unterstrom gewonnen. Das Produkt wird zentrifugiert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Die verdünnte Terephthalsäureaufschlämmung und das Waschwasser werden zu der Terephthalsäuregewinnungsstufe zurückgeführt. ίο Adding hot water again at about 10 atm dissolved and allowed to crystallize from the resulting solution. The isophthalic acid-terephthalic acid crystal mixture is redistributed by passing it through a fluid cylon. As a product an over 99.5% isophthalic acid with a particle size above 0.043 mm is used as an undercurrent won. The product is centrifuged, washed with water and dried. The dilute terephthalic acid slurry and the wash water are returned to the terephthalic acid recovery stage.
Dieses Beispiel zeigt, daß die Gegenwart weiterer Komponenten in dem Gemisch der gelösten Stoffe oder in dem Lösungsmittel die Kristallisation nicht beeinflußt. In ein großes Gefäß werden 136 Teile eines Gemisches aus Isophthalsäure mit Terephthalsäure im Verhältnis 9:1, 2179 Teile Wasser, 6 Teile Phthalsäure, 1,2 Teile Benzoesäure und 22,7 Teile Essigsäure eingebracht. Der Gefäßinhalt wird auf 170° C erhitzt und wie folgt adiabatisch abgekühlt:This example shows that the presence of additional components in the solute mixture or does not affect crystallization in the solvent. There are 136 parts in one large jar of a mixture of isophthalic acid with terephthalic acid in the ratio 9: 1, 2179 parts of water, 6 parts Phthalic acid, 1.2 parts of benzoic acid and 22.7 parts of acetic acid were introduced. The contents of the vessel will open Heated to 170 ° C and adiabatically cooled as follows:
Die Größenverteilung der Teilchen und die chemische Analyse der gebildeten Kristalle werden im folgenden wiedergegeben:The size distribution of the particles and the chemical analysis of the crystals formed are in the reproduced the following:
säurePhthal
acid
MaschenLight
Meshes
Wasser stellt zwar ein besonders geeignetes Lösungsmittel für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dar, doch scheint die Art des Lösungsmittels nicht kritisch zu sein. So erscheinenAlthough water is a particularly suitable solvent for carrying out the invention Method, but the nature of the solvent does not appear to be critical. Appear like that
9 109 10
viele Lösungsmittel geeignet, beispielsweise orga- steine« aufweisen. Es wurde beispielsweise gefunden,
nische Säuren, wie Essigsäure, Alkohole, wie Metha- daß die Erhöhung der Geschwindigkeit von 0,0337
nol oder Äthanol, und polare organische Lösungs- auf 0,0675 kg Isophthalsäure je 100 kg Wasser je
mittel, wie Dimethylformamid. Bei der Behandlung Minute zu einer Erhöhung des Terephthalsäureeiner
verhältnismäßig reinen Beschickung wie 90 bis 5 gehalts der Fraktion mit einer Teilchengröße ober-98%
Isophthalsäure, die mit 2 bis 10% Terephthal- halb 0,043 mm des schließlich kristallisierten Matesäure
verunreinigt ist und die man durch Oxydation rials von 3 auf 5 Gewichtsprozent führt,
eines entsprechenden Gemisches aus m- und p-Xylol Auf Grund der vergleichsweise viel größeren Löserhalten
kann, hat Essigsäure den Vorteil, daß man lichkeit von Isophthalsäure als von Terephthalsäure
sie sowohl als Lösungsmittel für die Oxydation als io ist es zweckmäßig, die Geschwindigkeit der Feststoffauch
als Lösungsmittel verwenden kann, aus dem fällung als Kilogramm Isophthalsäure je Volumdie
Kristallisation der Isophthalsäure bewirkt wird. einheit je Zeiteinheit auszudrücken. Es ist zweck-many solvents are suitable, for example organic stones ”. It has been found, for example, niche acids such as acetic acid, alcohols such as metha- that the increase in the rate of 0.0337 nol or ethanol, and polar organic solvent to 0.0675 kg of isophthalic acid per 100 kg of water per medium, such as dimethylformamide. In the treatment minute to an increase in the terephthalic acid of a relatively pure feed such as 90 to 5 content of the fraction with a particle size above -98% isophthalic acid, which is contaminated with 2 to 10% terephthalic acid 0.043 mm of the finally crystallized matic acid and which is by oxidation rials from 3 to 5 percent by weight,
a corresponding mixture of m- and p-xylene. Because of the comparatively much greater solubility, acetic acid has the advantage that it can be used both as a solvent for the oxidation and as a solvent for the oxidation as well as terephthalic acid Can use solvent from which precipitation as kilograms of isophthalic acid per volume causes the isophthalic acid to crystallize. express unit per unit of time. It is purposeful
Die Kristallisation kann unter verschiedenen mäßig, die Geschwindigkeit in der Weise zu steuern, Temperaturbedingungen durchgeführt werden, die daß bis zu etwa 30 bis 40% der Feststoffe während von dem jeweiligen Lösungsmittel und der jeweiligen 15 der sich an die Übersättigung anschließenden Zeit-Kristallisationsanlage abhängen. Die Kristallisation spanne des Impfkristallwachstums ausfallen. Während soll jedoch, wie bereits beschrieben, gelenkt werden, dieser Zeit ist es zweckmäßig, eine wirksame Rühum eine gewisse Zeitspanne zu schaffen, in der die rung aufrechtzuerhalten, um die Bildung von Kon-Kernbildung das Kristallwachstum überwiegt. Die zentrationsgradienten von gesättigter und überErscheinung der Kernbildung und die Faktoren, die 20 sättigter Lösung zu verhindern. Wenn die Kristallisie als Stufe in der Kristallisation beeinflussen, sind sation in dieser Weise gelenkt wird, ist das Verallgemein bekannt (vgl. beispielsweise Warren fahren von Temperatur, Volumen und Art des L. McCabe in Engineers' Handbook — McGraw- Lösungsmittels unabhängig. Wenn einmal die Dauer Hill, 1950, S. 1051 bis 1070). (Ferner wird auf den der Kernbildung und des Impfwachstums zu Ende Abschnitt »Kristallisation« in der Encyclopedia of 25 ist, kann die Stufe der tatsächlichen Kristallisation so Chemical Technology von Kirk und Othmer, schnell durchgeführt werden, wie es in der zur Ver-Bd. 4, S. 619, hingewiesen.) Bei der Kristallbildung fügung stehenden Anlage angebracht ist. Die Lösung treten sowohl die eKrnbildung als auch das Kristall- kann also so rasch, wie es die Bedingungen und die wachstum als gesonderte Erscheinungen des über- Anlage erlauben, auf die minimale Kristallisationssättigten Zustands auf. Die Wirkung der Kernbildung 30 temperatur abgekühlt werden. Gegenüber dieser kann in Form des sogenannten Tyndalleffekts beob- großen Abkühlungsgeschwindigkeit ist daher die Abachtet werden, wenn die Periode der Übersättigung kühlungsgeschwindigkeit in der Stufe, in der die verlängert wird. Bei der Durchführung der erfin- Kernbildung bewirkt wird, gering. Bei der Durchdungsgemäßen Verfahrens kann der Kristallisations- führung von Kristallisationsversuchen wurde festprozeß eingeleitet werden, indem man die Über- 35 gestellt, daß das Gemisch aus Isophthalsäure und Sättigung der Lösung durch bekannte Mittel des Terephthalsäure, wenn die Übersättigungszeit nicht Kühlens und bzw. oder Einengens hervorruft. Es ist ausgedehnt wird, um die Kernbildung zu ermögjedoch von Bedeutung, die Zeitspanne der Über- liehen, und die Lösung rasch auf die minimale Sättigung hinsichtlich der Isophthalsäure so lange Kristallisationstemperatur abgekühlt wird, als eine auszudehnen, daß eine beträchtliche Kernbildung 40 Kristallmasse ausfällt, die nicht den ausgeprägten ohne gleichzeitiges Kristallwachstum ermöglicht wird. Unterschied in der Teilchengrößenverteilung zeigt, Gewöhnlich ist eine Kernbildungszeitspanne von die man gemäß der bevorzugten Ausführungsform mehr als etwa 15 Minuten zweckmäßig, Vorzugs- der Erfindung zur Trennung der Säuren ausnutzt. Es weise von etwa 30 bis 60 Minuten, doch hängt die ist ferner offensichtlich, daß die Kristalle sowohl der tatsächlich erforderliche Zeit von der Konzentration 45 Isophthalsäure als auch der Terephthalsäure verder Lösung, der Temperatur, der Stärke des Rührens größert werden können, wenn man die Bedingungen und anderen Faktoren ab. Die Abkühlgeschwindig- der Berührung zwischen den wachsenden Kristallen keit ist daher gering, wobei die Übersättigung auf- und der übersättigten Lösung verbessert, daß aber rechterhalten wird, bis eine im wesentlichen gelenkte die Isophthalsäurekristalle immer noch vergleichs-Kernbildung eingetreten ist. 50 weise größer sein werden.The crystallization can be moderate under different, to control the rate in the way Temperature conditions are carried out that are up to about 30 to 40% of the solids during of the respective solvent and the respective 15 of the time crystallization system following the supersaturation depend. The crystallization span of the seed crystal growth fails. While However, as already described, should be steered, this time it is advisable to have an effective Rühum to create a certain period of time in which to maintain the formation of the formation of con-nucleation the crystal growth predominates. The concentration gradients of saturated and above appearance of nucleation and the factors that prevent 20 saturated solution. When the crystallization As a stage in the crystallization affect, sation are directed in this way, that is general known (see, for example, Warren drive regardless of temperature, volume and type of L. McCabe in Engineers' Handbook - McGraw solvent. If once the duration Hill, 1950, pp. 1051-1070). (Furthermore, nucleation and inoculum growth come to an end In the "Crystallization" section of the Encyclopedia of 25, the stage of actual crystallization may be so Chemical Technology by Kirk and Othmer, to be carried out quickly as described in the Ver-Vol. 4, p. 619, pointed out. The solution Both the nucleation and the crystal can occur as quickly as the conditions and the Allow growth as separate phenomena of the over- plant, to the minimum saturated crystallization State on. The effect of nucleation 30 temperature can be cooled. Compared to this can be observed in the form of the so-called Tyndall effect be when the period of supersaturation cooling speed in the stage in which the is extended. When carrying out the inven- tion nucleation caused is slight. In the case of the proper Process can lead to crystallization of crystallization attempts became solid process be initiated by placing the over-35 that the mixture of isophthalic acid and Saturation of the solution by known means of terephthalic acid, if the supersaturation time is not Causes cooling and / or constriction. It is expanded to allow nucleation, however of importance, the length of time of the loan, and the solution quickly to the minimum Saturation in terms of isophthalic acid as long as the crystallization temperature is cooled as one to extend that a considerable nucleation 40 crystal mass precipitates, which is not the pronounced one is made possible without simultaneous crystal growth. Difference in particle size distribution shows Usually a nucleation period is that of the preferred embodiment More than about 15 minutes is expedient, the preferred embodiment utilizes the invention for separating the acids. It wise from about 30 to 60 minutes, but it is also evident that the crystals are both the actually required time from the concentration 45 isophthalic acid as well as the terephthalic acid verder Solution, the temperature, the strength of the stirring can be increased if you consider the conditions and other factors. The cooling rate - the contact between the growing crystals speed is therefore low, the supersaturation on and the supersaturated solution improves, but that is maintained until a substantially directed the isophthalic acid crystals still comparable nucleation has occurred. 50 will be wise bigger.
Es wurde gefunden, daß die beste Art der Kon- Man kann verschiedene Arten von Kristallisationstrolle während dieser Periode des Impfwachstums anlagen einschließlich kontinuierlich oder diskontidarin
besteht, die Geschwindigkeit zu begrenzen, mit nuierlich arbeitender Kristallisiervorrichtungen verder
die Feststoffe aus der Lösung ausfallen und die wenden. Die diskontinuierlich arbeitenden Kristalliin
Form des Gewichts der Feststoffe, die je Volum- 55 siervorrichtungen können mantelgekühlt sein oder
einheit der Lösung oder des Kristallbreies je Zeit- auf dem Prinzip der Verdampfungskühlung beruhen,
einheit ausfallen, ausgedrückt wird. Die in dieser In der Praxis hat sich die Verwendung von Kristalli-Weise
ausgedrückte Kristallisationsgeschwindigkeit siervorrichtungen, die durch Verdampfung gekühlt
soll gering genug sein, um eine wesentliche Bildung werden, als besonders nützlich erwiesen. Bei Verkristallinen
Materials zu verhüten. Während der Zeit 60 wendung von Wasser liegt offenbar der günstigste
der Kernbildung oder des Impfwachstums verändert Bereich der Bedingungen zwischen etwa 121 und
der Kristallbrei sein Aussehen zu einer Vergleichs- etwa 250° C und bei etwa 1 bis 21 atü.
weise steiferen oder viskoseren opaken flüssigen Die Kristallmasse kann verschiedenen Arten der
Masse. In der Konsistenz ist er glatt und eindeutig Größentrennung unterworfen werden, doch ist es
flüssig, und selbst ohne Rühren besteht nur eine ge- 65 vorteilhaft, das Gemisch als Aufschlämmung in der
ringe Neigung, daß sich festes Material absetzt. Bei Kristallisationsmutterlauge zu behandeln. Sieben oder
der Beobachtung des Breies mit einer Taschenlampe Naßsieben stellt zwar eine zweckmäßige Trennung in
soll er praktisch keine freien Kristalle oder »Rhein- kleinem Maßstab dar, doch wird beim Arbeiten inIt has been found that the best way to control various types of crystallization trolls during this period of seed growth, including continuous or intermittent, is to limit the rate of natural crystallizers that cause solids to fall out of solution and turn. The discontinuously working crystals are expressed in the form of the weight of the solids, which per volumetric device can be jacket-cooled or unit of solution or crystal slurry per time based on the principle of evaporative cooling, unit. In practice, the use of crystallization-rate devices, which are cooled by evaporation and should be low enough to cause substantial formation, has proven particularly useful. To be prevented in the case of crystalline material. During the time when water is used, the most favorable for nucleation or seed growth is evidently the range of conditions between about 121 and the crystal pulp changes its appearance to a comparative temperature of about 250 ° C. and about 1 to 21 atmospheres.
wise more rigid or more viscous opaque liquid The crystal mass can have different types of mass. It is smooth in consistency and clearly subject to size segregation, but it is liquid, and even without stirring there is only one advantage, the mixture as a slurry has a slight tendency for solid material to settle out. To be treated with crystallization mother liquor. Sieving or observing the pulp with a flashlight, wet sieving, is a useful way of separating it into practically no free crystals or small-scale Rhine, but when working in
großem Maßstab die Trennung durch Zentrifugieren oder durch Absetzenlassen unter Ausnutzung der Schwerkraft in hydraulischen Vorrichtungen bevorzugt. Auch teilweise Wiederlösen des Produkts zur Trennung durch den Unterschied in der Lösungsgeschwindigkeit und anschließendes Filtrieren, kann zur Trennung angewandt werden. Die Verwendung von Flüssigkeitscyclonen mit veränderlichen Auslaßöffnungen hat sich jedoch als ganz besonders vorteilhaft erwiesen. So wurde beispielsweise bei Verwendung eines technischen Flüssigkeitscyclons 97,2 % der Isophthalsäure des eingesetzten Gemisches als am Boden abgezogene Fraktion mit einer Reinheit von 95% gewonnen. Bei Absetzgeschwindigkeitstesten hat sich gezeigt, daß die Fraktion von Isophthalsäurekristallen mit einer Teilchengröße oberhalb 0,061 mm eine Absetzgeschwindigkeit von etwa 548 cm/Std. besitzt, was eine brauchbare Trennung unter Verwendung von Schwerkraftseparatoren ermöglicht, z. B. eines modifizierten Verdickers, der die kleinen Terephthalsäurekristalle an dem äußeren Überfluß abgibt, oder eines typischen Hydroklassierers. Der Kristallgrößenbereich variiert in gewissem Ausmaß mit dem Lösungsmittel und den Kristallisationsbedingungen; doch im allgemeinen wurde gefunden, daß Kristalle mit einer Größe von mehr als 0,061 mm in der Regel einen Gehalt von über 95% Isophthalsäure aufweisen. Eine Abänderung in dieser Hinsicht ist jedoch durch entsprechende Steuerung leicht zu erzielen. So kann beispielsweise die Teilchengrößenverteilungskurve aus den Siebungsdaten für beliebige Beschickung und Kristallisationsbedingungen erhalten werden, die den Schnittpunkt für die jeweils gewünschte Reinheit oder prozentuale Ausbeute klar erkennen läßt.large scale separation by centrifugation or by settling using the Gravity preferred in hydraulic devices. Also to partially redissolve the product Separation by the difference in the rate of dissolution and subsequent filtration, can can be used for separation. The use of liquid cyclones with variable outlet openings however, it has proven to be particularly advantageous. For example, when using a technical liquid cyclone 97.2% of the isophthalic acid of the mixture used as The fraction withdrawn at the bottom was obtained with a purity of 95%. With settling speed tests has been shown that the fraction of isophthalic acid crystals with a particle size above 0.061 mm a settling speed of about 548 cm / hour. owns what a usable separation using gravity separators, e.g. B. a modified thickener that releases the small crystals of terephthalic acid to the external overflow, or a typical hydroclassifier. The crystal size range varies to some extent with the solvent and the solvent Crystallization conditions; but in general it has been found that crystals of more than 0.061 mm usually have an isophthalic acid content of over 95%. One change however, this is easy to achieve through appropriate control. For example the particle size distribution curve from the sieving data for any load and Crystallization conditions are obtained which are the point of intersection for the purity desired in each case or percentage yield can be clearly seen.
Bei der Auswertung mehrstufiger Arbeitsweisen wurde gefunden, daß mit der Umkristallisation mit anschließender erneuter Aufteilung ein beträchtlicher Vorteil bezüglich der erhältlichen Ausbeute eines über 99 % reinen Produkts gegenüber anderen Zwei-Stufenarbeitsweisen verbunden ist. Durch diese Arbeitsweise wurde z. B. eine über 85% liegende Ausbeute an 99,8%iger Isophthalsäure erzielt gegenüber einer Ausbeute von 63% an 99,5%iger Isophthalsäure durch die Arbeitsweise des Weglaugens der Terephthalsäure in dem 95% Isophthalsäure enthaltenden Gemisch und Filtrieren zur Gewinnung der gereinigten Isophthalsäure. Wenn das gesamte 95% Isophthalsäure enthaltende Gemisch wieder gelöst und dann die Isophthalsäure aus der Lösung fraktioniert kristallisiert wird, erhält man eine Ausbeute von 72 %. Bei der Anwendung einer 4stufigen Reinigung ist es bevorzugt, eine Beschickung von wenigstens 95%iger Isophthalsäure für die zweite Stufe zu verwenden, um ein Produkt von über 99%iger Reinheit zu erhalten. Verschiedene Reinigungsstufen, z. B. adsorptive Kontaktierung zur Entfernung von gefärbten Stoffen und ähnliche Arbeitsweisen, können bei jeder gewünschten Stufe in die Vielstufenoperation eingeschaltet werden.When evaluating multi-stage procedures, it was found that with the recrystallization with subsequent redistribution a considerable advantage in terms of the obtainable yield of a over 99% pure product compared to other two-step working methods. Through this way of working was z. B. achieved a yield of 99.8% isophthalic acid over 85% a 63% yield of 99.5% isophthalic acid by the leaching procedure Terephthalic acid in the mixture containing 95% isophthalic acid and filtering to obtain the purified isophthalic acid. When the entire mixture containing 95% isophthalic acid is redissolved and then the isophthalic acid is fractionally crystallized from the solution, a yield is obtained of 72%. When using a 4-stage cleaning, it is preferred to have a load of at least Use 95% isophthalic acid for the second stage to obtain a product of over 99% purity to obtain. Different cleaning stages, e.g. B. adsorptive contact to remove colored Fabrics and similar working methods can be multi-stepped at any desired stage be switched on.
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