ACIDO TEREFTALICO (en espanol).doc

7/25/2019 ACIDO TEREFTALICO (en espanol).doc

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Produccin de dimetil tereftalato y cido tereftlico a partir del p-xileno

La oxidacin ntrica de p-xylene

ste fue el primer proceso industrial para fabricar el cido tereftlico .

Emplea la oxidacin en fase lquida de p-xyleno con cido ntrico a 165 y 1. 1!6"a absolutos#si$uiendo la si$uiente reaccin $lobal.

6%&-'%()*+ &%,!( 6%&-'%)*+&%*!+ &,!

/%!*02 35! 4mol

El cido tereftlico formado el cual es insoluble es separado del medio reaccionantepor precipitacin y centrifu$acin.

7espu8s de secado# el cido tereftlico formado es esterificado con metanol a 15! en lapresencia de catali9ador de cido sulf:rico. El rendimiento total es 0! por ciento molar# pero lapresencia de compuestos de nitr$eno ;ace la purificacin difcil y la recuperacin de los xidosde nitr$eno afectan fuertemente la economa del sistema.

Este proceso# industriali9ado por 7u "ont# fue abandonado a inicios de 103!s.

El proceso Witten

A Principio

at9sc;mann# la operacin tiene lu$ar tericamente en cuatro etapas alternadasde oxidacin y esterificacin?

@a oxidacin con aire de p-xyleno al cido p-toluico

6%&-'%()*+ (*!* %(-6%&-!!% + %*

/%!*0 A -60! 4mol. la

Esterificacin del cido p-toluico con metanol a p- metil toluato

%(-6%&-!!% + %(!% %(-6%&--%(+ %*

/%*0 A - (! 4 mol


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@a oxidacin del $rupo metilo restante al tereftalato de metilo

%(-6%&--%(+ (*!* %-6%&--%(+ %*

/%*0 A - 635 4mol@a esterificacin a dimetil tereftalato

%-6%&--%(+%(!% %(--6%&--%(+% *

/%*0 A - (! 4mol

B fabricacin industrial ( Fi! "#!"$

Blo tres secciones de reaccin son distin$uidas en la prctica# oxidacin# esterificacin ypurificacin.

La oxidacin. @os reactores# arre$lados en serie# se alimentan con el catali9ador 'naftalato decobalto)# p-xyleno fresco y reciclado y con el metil p-toluate. El aire se introduce por el fondo. @aoperacin tiene lu$ar a una presin entre !.& y !.3x 1!6"a absolutos y un temperatura entre 1&!y 13! # mantenido a este niCel por la Capori9acin del exceso de p-xyleno para remoCer elcalor $enerado.

La esterificacin. @os reactores# tambi8n puestos en serie# combinan las transformaciones delcido toluico y del tereftalato de ;idr$eno y metilo a los 8steres correspondientes. El catali9ador#diluido con metanol antes de su introduccin al reactor# es el cido toluen sulfnico. @asesterificaciones tienen lu$ar a alrededor de *!! a *5!.

Purificacin. El efluente se enCa a una serie de destilaciones. @a primera '(! a (5 platos)separa una me9cla del met;anola$ua por el domo que se enCa entonces a una torre de lades;idratacin '*5 a (! platos)# mientras el fondo se enCa a una columna en la que el 8ster esfraccionado a Caco parcial '&! a &5 platos). El toluato de metilo y el exceso p-xyleno salen por eldomo y se reciclan al reactor de oxidacin. @a otra corriente# consistente de tereftalato crudo esredestilada a Caco para remoCer los compuestos pesados '*! platos)# y entonces enCiada a uncristali9ador a Caco '&! a 5! 4"a absolutos) usando metanol como solCente. Esto puedese$uirse por una se$unda cristali9acin# o un laCado a contracorriente con metanol paracompletar la purificacin. El dimetil tereftalato se centrifu$a finalmente# fundido para quitar elmetanol residual# y destilado a Caco '(! platos). El rendimiento molar a p-xyleno esaproximadamente 3 por ciento.


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Proceso Amoco

Este proceso produce el cido tereftlico $rado fibra directamente por la oxidacin de p-xyleno.Be desarroll ori$inalmente por la


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en suspensin en a$ua caliente# y se enCia a un tanque de disolucin que opera a *5!# y a &1!6"a absolutos.

@a solucin acuosa se enCa al reactor de ;idro$enacin# operando a las mismas condiciones enla presencia de un lec;o de catali9ador de "aladio sobre carbon actiCado# y se alimenta con unacorriente diluida de ;idr$eno. El producto ;idro$enado se centrifu$a# laCado con a$ua# ysecado con aire.tro parmetro importante que afecta la pure9a final del producto# y los consumos de ener$ainColucrados para cumplir las especificaciones es el dimetro de partcula del cido tereftlicocrudo# normalmente aproximadamente de 15! micras. @a influencia de las impure9as que son elresultado de la ;umedad de los cristales por el licor madre es mayor cuando el dimetro de lapartcula es menor.

&tras t'cnicas para la oxidacin directa de p-xyleno


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El proceso oda4 se basa en el mismo principio# pero empleando elacetalde;ido como el iniciador de la oxidacin.

'd) El proceso


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Este mtodo est basado en la isomerization de cidos ftlicos sobre sales de potasio.

Desarrollado en la fase industrial por Teijin y Kawasaki en Japn! emplea alan"#drido ftlico o su precursor! el o$%ylenoe! como la materia prima. &i la materia

prima es el an"#drido ftlico! el paso esencial es la isomerization de los cidos ftlicos

sobre sales de potasio. Esta reaccin! lle'ada a cabo bajo presin de di%ido decarbono a (. )*+,a. absolutos y -**/! en la presencia de sales del cadmio como

catalizador! es se0uida por reacciones de intercambio de las sales de potasio.

Durante esta operacin! el cido del tereftlico puede aislarse por cristalizacin! mientras

se reciclan las sales de los cidos isomerizados remanentes a la etapa de isomerization. El

es1uema de la transformacin puede resumirse como si0ue2

3a operacin es ms compleja en la prctica! y el carcter e1uilibrado de la isomerizacion

y la presencia de sales de monopotsicas de los cidos diferentes debe tenerse en cuenta.

El rendimiento del an"#drido ftlico es mayor del 4* por ciento molar. En principio! lasmismas transformaciones pueden lle'arse a cabo tambin del cido de isoftlico.

,ara obtener el rendimiento total respecto del o$%yleno! es necesario considerar 1ue la

etapa de la produccin del an"#drido ftlico raramente e%cede del +5 a 6* por cientomolar en la o%idacin en fase de 0as 7reactor tipo 8on 9eyden:. En la actualidad! nin0;na

planta industrial emplea este proceso 1ue es antieconmico comparado con otros

mtodos! dada la falta de selecti'idad de la etapa de con'ersin de o$%yleno.

La produccin de cido tereftlico a partir toluene


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Proceso Henkel 2

Loluene is oxidi9ed in t;e liquid p;ase in t;e presence of a soluble cobalt-based catalyst. L;eneutrali9ation of ben9oic acid by potas; yields insoluble potassium ben9oate# N;ic; is separatedby centrifu$in$. L;e disproportionation of potassium ben9oate ta4es place betNeen &!! and&(!# under !*pressure ran$in$ from 1.5 to

7esarrollado en Hlemania durante la se$unda Ouerra mundial# este proceso fue usado en apnpor


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7esarrollado conFuntamente por ";illips y Q;one R "oulenc '"Q")# es unamodificacin del proceso %en4el *# usando cido ben9oico en lu$ar de cidosulf:rico para liberar el tereftalato de potasio de su sal. @o anterior conduce a lareaccin de desproporcionamiento del ben9oato potsico en suspensin en undispersante or$nico consistente de una me9cla de terfenilos en presencia decatali9ador de xido de Pinc. @os tres pasos de la reaccin se ilustran acontinuacin?

@as reacciones de mettesis y de re$eneracin del catali9ador tienen 'conCersinde ben9oato de Pinc a xido de Pinc) t ienen lu$ar en fase acuosa a unatemperatura entre 1(! y 16! . @a reaccin de desproporcionamiento tiene lu$ara temperaturas entre &!! y &! # baFo una atmsfera de *# una presin de5.5 . 1!6"a absolutos en la presencia de terfenilos.

@a selectiCidad molar a cido tereftlico en la reaccin de mettesis es del 03 Gpara una conCersin del tereftalato de potasio de alrededor de 5 G. @aselectiCidad molar a tereftalato potsico de la reaccin de desproporcionamientoes de 5 G para una conCersin del 0!G. Este proceso a pesar de la meFora;ec;a al proceso %en4el * y el Calor que este ofrece debido a que parte deltolueno# el cual es ms barato que el p-xyleno y de la coproduccin de benceno#nunca ;a sido empleada industrialmente.

Proceso *itsubis+i

Esta basado e la reaccin de Oatterman>oc;# la cual consiste en la carboni9acindel tolueno a alde;ido p-toluico para despu8s oxidar este :ltimo a cido tereftlico.@a carboni9acin del tolueno corresponde a la si$uiente reaccin?

Esta reaccin tiene lu$ar a ! a una presin de 1.5 1! 6 "a absolutos enpresencia de trifluoruro de Soro S (y cido fluor;drico % en la proporcin de unmol de S(y cinco moles de % por mol de tolueno.


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"rimero se forma el compleFo tolueno%S& a baFa temperatura '-*5 ) usandosolamente la mitad del S ( requerido. Este es calentado a ! para formar elcompleFo de alde;ido p-toluico %S&. El S( remanente se adiciona y la reaccinse completa. Lambien se forman pequeIas cantidades de alde;ido o-toluico. @aselectiCidad molar para una conCersin de un solo paso de 0! G es de 0 G dealde;ido p-toluico y de * G de alde;ido o-toluico. ,o se forma el ismero de laposicin meta.

El compleFo alde;ido p-toluico %S & se descompone entonces calentndolo entre1(! y 1! en presencia de benceno como solCente. El S (# % y tolueno noconCertidos se recuperan y reciclan. @os alde;idos o- y p-toluicos se separan porcristali9acin. El alde;ido p-toluico purificado se oxida con aire 'en solucin encido ac8tico) en presencia de acetato de man$aneso# acetato de cobalto ybromuro de sodio por la t8cnica empleada para el p-xyleno. Esto tiene lu$ar aalrededor de *!! a *. 1! 6"a absolutos.

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