[發明專利]將對二甲苯和/或間二甲苯氧化成相應羧酸的催化劑系統

有效

• 申請號: 201980063216.3
• 申請日: 2019-10-25
• 公開（公告）號: CN112771019B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 賽義德·愛資哈爾·哈什米
• 申請（專利權）人: 沙特基礎工業全球技術有限公司
• 主分類號: C07C51/265
• 分類號: C07C51/265;C07C63/24;C07C63/26;B01J23/889
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 杜兆東

一種制備芳族酸的方法，該方法包括：在有效氧化烷基芳族化合物并提供包含芳族酸的反應產物的條件下，使烷基芳族化合物、氧化劑和催化劑組合物在溶劑中接觸，其中基于所述烷基芳族化合物和溶劑的總重量，所述催化劑組合物包含400?1000ppm，優選500?800ppm的鈷；200?500ppm，優選300?400ppm的錳；300?800ppm，優選500?600ppm的溴；和20?50ppm，優選20?40ppm的銅，并且其中所述溶劑包括羧酸和水。

相關申請的交叉引證

本申請要求享有2019年10月25日的美國臨時申請No.62/750,565的優先權，其全部內容結合于本文中。

背景技術

芳族酸，例如，芳族羧酸，是用于制備適用于膜、纖維等的線性聚合物的重要中間體。特別重要的是芳族二羧酸，如純對苯二甲酸(PTA)和間苯二甲酸(IPA)，分別也被稱為1,4-和1,3-苯二甲酸，它們被大規模生產作為各種聚合物，包括熱塑性塑料如PET和PBT和熱固性聚酯樹脂的關鍵原料。

制備芳族羧酸如IPA的大多數商業應用的方法使用可溶性鈷-錳-溴催化劑系統氧化起始二甲苯的甲基。乙酸通常用作溶劑，壓縮空氣中的氧氣是氧化劑，反應溫度處于140-10℃的范圍內。通常將獲得的初始產物進行一個或多個進一步的反應，純化或結晶步驟，以獲得聚合物級的芳族羧酸。氧化反應會受到催化劑降解和副產物污染的限制。

發明內容

根據一個方面，一種制備芳族酸的方法包括在有效氧化烷基芳族化合物并提供包含芳族酸的反應產物的條件下，使烷基芳族化合物、氧化劑和催化劑組合物在溶劑中接觸，其中基于所述烷基芳族化合物和溶劑的總重量，所述催化劑組合物包含400-1000重量ppm(ppm)，優選500-800ppm的鈷；和200-500ppm，優選300-400ppm的錳；300-800ppm，優選500-600ppm的溴；和1-100ppm，優選20-50ppm的銅，并且其中所述溶劑包括羧酸和水。

根據另一方面，用于氧化烷基芳族化合物的反應混合物包含烷基芳族化合物；氧化劑；和催化劑組合物。

在另一方面中，通過在催化劑組合物的存在下用氧化劑氧化烷基芳族化合物來提供反應產物，其中所述反應產物包含基于該反應產物中固體的總重量大于或等于90wt％的量的芳族酸。

通過以下附圖和詳細描述舉例說明上述和其他特征。

附圖說明

圖1是圖示說明實施例4-6的實驗結果的柱狀圖。

具體實施方式

本文描述了一種通過烷基芳族化合物的氧化而制備芳族酸的方法。本文公開的方法能夠通過最小化原材料消耗、催化劑消耗和加工設備退化而降低生產成本。

該制備芳族酸的方法包括在有效氧化烷基芳族化合物并提供芳族化合物的條件下，使烷基芳族化合物與氧化劑和催化劑組合物在溶劑中接觸。該方法能夠包括在反應區中使烷基芳族化合物與氧化劑在液相中接觸。液相包含溶劑、溶解的反應物和催化劑組合物。在反應區中施加的反應條件，如溫度和壓力，使得液相得以保持并且發生所期望的反應而獲得所需的轉化率。所述溫度、壓力和停留時間能夠基于多種因素而變化，這些因素包括，例如，反應器配置、尺寸以及該工藝過程是間歇式、連續式或是半連續式。

至少一部分所述組分提供液相，盡管在該工藝過程中一種或多種混合物組分的溶解可能并不完全。可以通過在環境條件下混合組分而形成液相。隨著混合物溫度升高至氧化溫度，可以形成液相。在氧化步驟之前，在與氧化步驟中使用的容器相同或不同的容器中，如進料混合桶中，可以形成組分的混合物。可選地，所述組分的混合物可以在氧化反應器中，例如，將單獨地和/或組合地組分的各種流股加入連續或半連續氧化反應器中而形成。所述組合的組分和/或組分的各種流股，在將其混合至一起之前可以對其進行加熱。