目前,間苯二甲酸的生產方法主要是間二甲苯液相空氣氧化法、間二甲苯硫氧化法和間二甲苯硝酸氧化法3種。
1、間二甲苯液相空氣氧化法
間二甲苯液相空氣氧化法是工業上生產間苯二甲酸的主要方法。
該方法以間二甲苯為原料,醋酸鈷為催化劑、乙醛為促進劑、醋酸為溶劑,在約0.6MPa下于120℃液相氧化制得間苯二甲酸。具體工藝過程為:催化劑系統(醋酸鈷、醋酸錳與溴化物)和循環醋酸在進入氧化反應器之前,在催化劑溶解槽內先混合。
溶劑與間二甲苯的質量比為2:4,催化劑的用量一般為所用溶劑的1%-2%(質量比,下同),助催化劑溴原子對催化劑原子的比例在1/10-10/1之間選取。使用噴射空氣的連續攪拌氧化器,反應器溫度和壓力分別為236℃和2.46MPa,停留時間約為1h,反應熱量依靠溶劑和間二甲苯的冷凝和回流以及發生水蒸汽帶走。
間二甲苯接近全部轉化,該步工序的產得率約為98%(mol)。氧氣供給量比理論值過量,在反應器上方氣體空間中,氧含量保持在1.0-1.5%為宜,少量醋酸會被氧化過程破壞。生成的粗IPA與醋酸的熱泥漿連續從反應器排出進入結晶器。
將部分醋酸、未反應間二甲苯和反應生成水閃蒸,熱泥漿被冷卻,粗IPA結晶析出,經離心和干燥,然后再加以精制。
粗IPA先在泥漿槽內用熱水洗滌,經加熱與溶解,粗IPA水溶液進入加氫反應器。在鈀炭催化劑床層上,雜質3-羧苯甲醛與氫氣反應生成間甲苯苯甲酸,反應溫度為280-290℃,加氫反應器出料送結晶器。
結晶IPA的離心回收一般分加壓離心和常壓離心或真空過濾兩步進行。
含雜質母液送廢液處理系統,濕IPA結晶再經干燥、冷卻后貯存、包裝出廠,過程總產得率約為90%。由于涉及腐蝕介質和高溫條件,凡與醋酸和鹵化物接觸的設備材質應采用鈦和Hastelloy合金,其余設備可用316不銹鋼。
2、間二甲苯硫氧化法
間二甲苯硫氧化法又稱CRC法,是在壓力20.2MPa下,溫度350-400℃條件下,將純度為98%的間二甲苯、氨水、硫以及適量的蒸餾水加入高壓釜中進行反應,反應產物經蒸餾除去硫化氫和氨后,加硫酸水解,得到純度為98%的間苯二甲酸,收率為90%-95%。
3、間二甲苯硝酸氧化法
間二甲苯硝酸氧化法是在反應溫度140-260℃,壓力0.5-7.09MPa下,用稀硝酸將間二甲苯氧化成間苯二甲酸,收率為85%-90%。