टेरेफ्थालिक एसिड पाउडर, आणविक सूत्र C8H6O4, सफेद क्रिस्टलीय पाउडर, पानी में थोड़ा घुलनशील, कार्बन टेट्राक्लोराइड में अघुलनशील, ईथर, एसिटिक एसिड और क्लोरोफॉर्म, इथेनॉल में थोड़ा घुलनशील और क्षार शराब में घुलनशील। एक कार्बनिक यौगिक है, डिकैरबॉक्सिलिक एसिड की सबसे बड़ी उपज है। यह सामान्य तापमान पर ठोस है। हीटिंग 300 डिग्री से ऊपर पिघल नहीं जाता है। यदि एक बंद कंटेनर में गर्म किया जाता है, तो इसे 427 डिग्री पर पिघलाया जा सकता है। Terephthalic एसिड पॉलिएस्टर के उत्पादन के लिए कच्चा माल है, विशेष रूप से पॉलीइथाइलीन टेरेफ्थेलेट (पीईटी)। यह तंबाकू की पत्ती और फ्लू गैस में मौजूद है। यह तीन phthalates का एक आइसोमर है और पॉलिएस्टर पालतू जानवरों का अग्रदूत है। इसका उपयोग कपड़े और प्लास्टिक, पॉलिएस्टर राल, सिंथेटिक फाइबर और प्लास्टिसाइज़र बनाने के लिए किया जा सकता है।
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रासायनिक सूत्र |
C8H6O4 |
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सटीक द्रव्यमान |
166 |
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आणविक वजन |
166 |
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m/z |
166 (100.0%), 167 (8.7%) |
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मूल विश्लेषण |
C, 57.84; H, 3.64; O, 38.52 |
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Melting point >300 डिग्री सी (लिट।), क्वथनांक 214.32 डिग्री सी (मोटा अनुमान), घनत्व 1.58 ग्राम/सेमी 3 25 डिग्री सी, वाष्प दबाव<0.01 mm Hg (20 ° C), Refractive index 1.5100 (estimate), Flash point 260 ° C, Sealed in dry, room temperature, Solubility 15mg/l (experimental), Acidity coefficient (PKA) 3.51 (at 25 ℃), Morphology crystal powder, Color white, PH value 3.36 (1 mM solution); 2.79(10 mM solution); 2.26(100 mM solution), Slightly soluble in water (0017 g/l at 25 ° C), BRN 1909333, Stable Combustible. Incompatible with strong oxidizing agents.
पीटीए को 19 वीं शताब्दी में खोजा गया था और 1949 तक व्यापक रूप से उत्पादन नहीं किया गया था जब ब्रिटिश रासायनिक उद्योग कंपनी, बोनहम केमिकल इंडस्ट्रीज ने पाया कि पीटीए (या इसके व्युत्पन्न डाइमिथाइल टेरेफ्थेलेट) पॉलिएस्टर के उत्पादन के लिए मुख्य कच्चा माल था। 1981 में, दुनिया का पीटीए उत्पादन 3.485mt तक पहुंच गया था। पहली औद्योगिक उत्पादन विधि नाइट्रिक एसिड ऑक्सीकरण थी। पॉलिएस्टर उद्योग के विकास के साथ, विभिन्न कच्चे माल से पीटीए के उत्पादन के तरीके और कई मार्गों के माध्यम से विकसित किया गया है (चित्र 1)। सबसे किफायती और व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधि कच्चे माल के रूप में xylene का उपयोग करके उच्च तापमान वाले तरल-चरण ऑक्सीकरण विधि है, जिसमें उच्च उपज और छोटी प्रक्रिया होती है। P-Xylene के लिए कम तापमान ऑक्सीकरण विधि में हल्के प्रतिक्रिया की स्थिति और कम संक्षारक होता है, लेकिन प्रक्रिया अपेक्षाकृत लंबी होती है और केवल कुछ कारखानों में उपयोग की जाती है। कुछ लोगों ने पी-बेंजोनिट्राइल का उत्पादन करने के लिए पहले अम्मोनिफाई और ऑक्सीकरण करने का प्रस्ताव दिया है, और फिर इसे पीटीए का उत्पादन करने के लिए हाइड्रोलाइज़ किया है, लेकिन यह विधि अभी तक बड़े पैमाने पर उत्पादित नहीं हुई है। मिश्रित xylene से Xylene को अलग करने की उच्च लागत के कारण, अन्य कच्चे माल से शुरू होने वाले कुछ तरीकों को भी विकसित किया गया है। इनमें से कुछ तरीकों को पहले ही औद्योगिकीकृत किया गया है, लेकिन विकसित नहीं हुए हैं, जबकि अन्य केवल मध्यवर्ती प्रयोगात्मक चरण में हैं।
टेरेफ्थालिक एसिड पाउडर19 वीं शताब्दी में खोजा गया था। यह तब तक व्यापक रूप से उत्पादन नहीं किया गया था जब तक कि ब्रिटिश बोनापार्ट केमिकल उद्योग कंपनी ने पाया कि पीटीए (या इसके व्युत्पन्न डाइमिथाइल टेरेफ्थेलेट) 1949 में पॉलिएस्टर विनिर्माण के लिए मुख्य कच्चा माल था।
इस पद्धति को पहली बार संयुक्त राज्य अमेरिका में मध्ययुगीन निगम और 1955 में यूनाइटेड किंगडम में बोनहम केमिकल इंडस्ट्रीज द्वारा प्रस्तावित किया गया था, और 1958 में अमोको केमिकल्स द्वारा औद्योगिक रूप से तैयार किया गया था। समग्र प्रतिक्रिया समीकरण है (चित्र 1):
लेकिन वास्तविक प्रक्रिया बहुत अधिक जटिल है, और कुछ लोग मानते हैं कि यह निम्नलिखित चरणों से गुजरता है (चित्र 2):
दूसरे मिथाइल समूह को ऑक्सीकरण करने में मुश्किल होने के कारण, प्रतिक्रिया प्रक्रिया को आसानी से पैरा मेथिलबेनज़ोइक एसिड या पैरा कार्बोक्सबीजाल्डिहाइड चरण में रोक दिया जाता है। ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया को जारी रखने के लिए, AMOCO केमिकल कंपनी उच्च तापमान की एक प्रक्रिया को अपनाती है और CO उत्प्रेरक ब्रोमाइड (आमतौर पर टेट्राब्रोमोएथेन) को कोबाल्ट एसीटेट मैंगनीज एसीटेट उत्प्रेरक (चित्रा 3) में जोड़ती है।
ब्रोमाइड द्वारा उत्पादित ब्रोमिन मुक्त कट्टरपंथी ऑक्सीकरण की एक श्रृंखला प्रतिक्रिया को ट्रिगर कर सकता है। ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं आमतौर पर टॉवर रिएक्टरों में किए जाते हैं। प्रतिक्रिया तापमान {{{0}}} डिग्री है, लेकिन उनमें से अधिकांश 2 0 0 डिग्री से ऊपर हैं। उच्च तापमान प्रतिक्रिया में तेजी ला सकता है, मध्यवर्ती उत्पादों को कम कर सकता है, लेकिन अपघटन से प्राप्त उप-उत्पादों को भी बढ़ा सकता है। इस तथ्य के कारण कि वाष्पीकरण प्रतिक्रिया द्वारा उत्पन्न पानी और विलायक एसिटिक एसिड द्वारा प्रतिक्रिया की गर्मी को स्थानांतरित कर दिया जाता है, प्रतिक्रिया दबाव वाष्पीकरण मात्रा से संबंधित है, आमतौर पर 1.5 से 3.0 एमपीए तक होता है। निवास का समय 0 है। 5-3 घंटे। कोबाल्ट एसीटेट और मैंगनीज एसीटेट की एकाग्रता में वृद्धि से निवास के समय को कम किया जा सकता है या प्रतिक्रिया तापमान कम हो सकता है। उच्च तापमान ऑक्सीकरण प्रक्रिया P-Xylene के आधार पर 90% से अधिक की उपज प्राप्त कर सकती है। उच्च प्रतिक्रिया तापमान और ब्रोमीन की उपस्थिति के कारण, जिसमें एक मजबूत संक्षारक प्रभाव होता है, रिएक्टर के लिए टाइटेनियम या टाइटेनियम लाइन की गई सामग्री की आवश्यकता होती है।
पीटीए में एसिटिक एसिड में कम घुलनशीलता होती है, और ऑक्सीकरण उत्पाद एक घोल के रूप में होता है। केन्द्रापसारक पृथक्करण और सुखाने के बाद, ठोस क्रूड पीटीए प्राप्त किया जाता है, और सबसे हानिकारक अशुद्धता पी-कार्बोक्सिबेनजाल्डिहाइड (सामग्री 1000-5000 पीपीएम) है। क्रूड पीटीए का उपयोग डाइमिथाइल टेरेफ्थेलेट के माध्यम से पॉलिएस्टर का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है, लेकिन एक बेहतर विधि शुद्धि है, जो कि पॉलिएस्टर के लिए कच्चे माल के रूप में सीधे परिष्कृत पीटीए का उपयोग करती है। आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली शोधन विधि AMOCO कंपनी द्वारा अपनाई गई हाइड्रोजनीकरण विधि है, जिसमें उच्च तापमान और उच्च दबाव में पानी में कच्चे पीटीए को भंग करना शामिल है, फिर पैलेडियम उत्प्रेरक की उपस्थिति में हाइड्रोजनीकरण अशुद्धियों, इसके बाद क्रिस्टलीकरण और निस्पंदन के लिए फाइबर ग्रेड (शुद्धता विनिर्देशन के लिए उपयुक्त) रिफाइंड पीटीए। उत्पाद में पैरा कार्बोक्जाइबेनज़ाल्डिहाइड की सामग्री 25ppm से कम हो सकती है। शोधन प्रक्रिया के दौरान टेरेफ्थालिक एसिड की उपज 97%से अधिक है। हाइड्रोजनीकरण के अलावा, शोधन के लिए उच्च बनाने की क्रिया जैसे तरीके भी हैं।
Xylene के लिए कम तापमान ऑक्सीकरण विधि में आम तौर पर 150 डिग्री से नीचे की प्रतिक्रिया तापमान होता है, और हालांकि कोबाल्ट एसीटेट का उपयोग उत्प्रेरक के रूप में भी किया जाता है, ब्रोमाइड का उपयोग नहीं किया जाता है। इस बिंदु पर, दूसरे मिथाइल समूह को कार्बोक्सिल समूह में बदलने के लिए, आमतौर पर एक सीओ ऑक्साइड को जोड़ना आवश्यक है जो ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया के दौरान पेरोक्साइड का उत्पादन करने के लिए प्रवण है। उदाहरण के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका में मोबाइल केमिकल कंपनी मिथाइल एथिल कीटोन का उपयोग करती है, संयुक्त राज्य अमेरिका में ईस्टमैन कोडक कंपनी एसिटाल्डिहाइड का उपयोग करती है, और जापान में टोरे कंपनी फॉर्मलाडिहाइड का उपयोग करती है। ऑक्सीकरण के बाद, ये पदार्थ एसिटिक एसिड भी उत्पन्न करते हैं, जो ऑक्सीकरण के दौरान उपयोग किया जाने वाला विलायक है। एक उदाहरण के रूप में डोंगली विधि को लेते हुए, प्रतिक्रिया की स्थिति है: 120-150 की डिग्री, 3MPA का दबाव और 96%की उपज का तापमान। कम तापमान ऑक्सीकरण विधि को ब्रोमाइड और कम प्रतिक्रिया तापमान की अनुपस्थिति के कारण रिएक्टर में टाइटेनियम सामग्री की आवश्यकता नहीं होती है।
संघीय जर्मन कंपनी हेनकेल का पेटेंट, जिसे हेंकेल I कानून के रूप में भी जाना जाता है। औद्योगीकरण जापान के सम्राट निगम द्वारा प्राप्त किया गया था। यह विधि पहले Phthalic एनहाइड्राइड को डिपोटैसियम phthalate में परिवर्तित करती है, जिसे बाद में Dipotassium terephthalate प्राप्त करने के लिए अनुवादित किया जाता है, और फिर PTA प्राप्त करने के लिए अम्लीकृत (या एसिड अवक्षेपित)। इन चरणों में सबसे कठिन ट्रांसपोज़िशन रिएक्शन है, जो कैडमियम या जिंक उत्प्रेरक का उपयोग करता है, 350-450 डिग्री की प्रतिक्रिया तापमान और 1-5 एमपीए के दबाव के साथ। रिएक्टर संरचना भी बहुत जटिल है। सल्फ्यूरिक एसिड के साथ अम्लीकरण के बाद उत्पन्न पोटेशियम सल्फेट को रीसाइक्लिंग के लिए पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड में परिवर्तित करना मुश्किल है और इसे केवल पोटेशियम उर्वरक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। हेन्केल I विधि में महंगी कच्चे माल और जटिल प्रक्रियाएं हैं, इसलिए हालांकि इसका औद्योगिकीकरण किया गया है, इसे व्यापक रूप से बढ़ावा नहीं दिया गया है।
जर्मनी के संघीय गणराज्य में हेंकेल जीएमबीएच का पेटेंट (चित्रा 4 में 11, 12, 13, 16 प्रक्रियाएं), जिसे हेंकेल I विधि के रूप में भी जाना जाता है। औद्योगीकरण जापान के सम्राट निगम द्वारा प्राप्त किया गया था। यह विधि पहले Phthalic एनहाइड्राइड को डिपोटैसियम phthalate में परिवर्तित करती है, जिसे ट्रांसपोज़िशन रिएक्शन के माध्यम से डिपोटैसियम phthalate में परिवर्तित किया जा सकता है, और फिर प्राप्त करने के लिए अम्लीय (या एसिड अवक्षेपित)टेरेफ्थालिक एसिड पाउडर। इनमें से सबसे कठिन कदम ट्रांसपोज़िशन रिएक्शन है, जिसके लिए कैडमियम या जिंक उत्प्रेरक, 350-450 डिग्री की प्रतिक्रिया तापमान, 1-5 एमपीए का दबाव, और एक जटिल रिएक्टर संरचना की आवश्यकता होती है। सल्फ्यूरिक एसिड के साथ अम्लीकरण के बाद उत्पन्न पोटेशियम सल्फेट को रीसाइक्लिंग के लिए पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड में परिवर्तित करना मुश्किल है और इसे केवल पोटेशियम उर्वरक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। हेन्केल I विधि में महंगी कच्चे माल और जटिल प्रौद्योगिकी है, इसलिए हालांकि इसे औद्योगिक रूप से बनाया गया है, इसे व्यापक रूप से बढ़ावा नहीं दिया गया है।
हेंकेल II विधि के रूप में भी जाना जाता है (यानी प्रक्रिया 1, 12, 14, 16 चित्रा 4 में)। कच्चे माल के रूप में टोल्यूनि का उपयोग करते हुए, यह पहले बेंजोइक एसीडी का उत्पादन करने के लिए ऑक्सीकरण किया जाता है, और इसके पोटेशियम नमक को बेंजीन और डिपोटेशियम टेरेफथलेट का उत्पादन करने के लिए विघटित किया जाता है, जिसे तब पीटीए बनाने के लिए अम्लीकृत किया जाता है। सबसे महत्वपूर्ण एक विघटन प्रतिक्रिया है, जो 400 डिग्री, 2MPA और कार्बन डाइऑक्साइड की उपस्थिति में होती है। इस पद्धति का 1963 में जापान में मित्सुबिशी रासायनिक उद्योगों द्वारा औद्योगिकीकरण किया गया था। उच्च लागत के कारण, इसे 1975 में बंद कर दिया गया था। हालांकि, इस तथ्य के कारण कि कच्चा माल टोल्यूनि xylene की तुलना में बहुत सस्ता है, कुछ देशों में कुछ कंपनियां अभी भी इस पद्धति पर शोध और सुधार कर रही हैं।
टेरेफ्थालिक एसिड पाउडरगहन रूप से उपयोग किया जाता है। दुनिया में 90% से अधिक टेरेफ्थालिक एसीडी का उपयोग पॉलीइथाइलीन टेरेफ्थेलेट का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। Terephthalic ACD का एक और महत्वपूर्ण अनुप्रयोग प्लास्टिसाइज़र का उत्पादन है, जिसमें दो प्रकार शामिल हैं: पहला प्रकार Dioctyl Terephthalate (DOTP) है, जो Terephthalic ACD और औद्योगिक ऑक्टेनॉल (2-} ethylhexyl अल्कोहल) के बीच एस्टेरिफिकेशन प्रतिक्रिया का उत्पाद है। यह उच्च फ्लैश पॉइंट और उच्च विशिष्ट प्रतिरोधकता के साथ एक उच्च गुणवत्ता वाला प्लास्टिसाइज़र है, यह विशेष रूप से उच्च गर्मी प्रतिरोध और इन्सुलेशन आवश्यकताओं के साथ केबल सामग्री के उत्पादन के लिए उपयुक्त है; दूसरा पॉलिएस्टर प्लास्टिसाइज़र है, जो कि टेरेफ्थालिक एसीडी और पॉलीओल (जैसे कि डायथिलीन ग्लाइकोल, ट्राइथिलीन ग्लाइकोल, ग्लिसरॉल, प्रोपलीन ग्लाइकोल, ब्यूटेनिओल, आदि) के बीच एस्टेरिफिकेशन पॉलीकॉन्डेन्सेशन रिएक्शन का उत्पाद है, और इसके आणविक वज़न, सिपाही के रूप में है। रासायनिक फाइबर और प्लास्टिक पैकेजिंग)।
सुखाने का उपचार: यह सामग्री उच्च तापमान पर आसानी से हाइड्रोलाइज्ड होती है, इसलिए प्रसंस्करण से पहले सुखाने का उपचार महत्वपूर्ण है। हवा में अनुशंसित सुखाने की स्थिति 12 0 की डिग्री 6-8 घंटे, या 2-4 घंटे के लिए 150 डिग्री के लिए है। आर्द्रता 0.03%से कम होनी चाहिए। यदि सूखने के लिए नमी ड्रायर का उपयोग किया जाता है, तो 2.5 घंटे के लिए 150 डिग्री का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है।
पिघलने का तापमान: 225 ~ 275 डिग्री, अनुशंसित तापमान: 250 डिग्री।
मोल्ड का तापमान: 40-60 UNREINFORED सामग्री के लिए डिग्री। प्लास्टिक भागों के झुकने को कम करने के लिए मोल्ड के कूलिंग चैंबर को अच्छी तरह से डिजाइन करना आवश्यक है। गर्मी का नुकसान तेज और यहां तक कि होना चाहिए। यह अनुशंसा की जाती है कि मोल्ड कूलिंग चैंबर का व्यास 12 मिमी हो।
इंजेक्शन दबाव: मध्यम (अधिकतम 1500 बार तक)।
इंजेक्शन की गति: सबसे तेज़ संभव इंजेक्शन गति का उपयोग किया जाना चाहिए (जैसा कि पीबीटी जल्दी से ठोस हो जाता है)।
धावक और स्प्रू: दबाव संचरण को बढ़ाने के लिए परिपत्र धावकों का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है (अनुभवजन्य सूत्र: धावक व्यास {{0}}} प्लास्टिक भाग की मोटाई +1। 5 मिमी)। विभिन्न प्रकार के फाटकों का उपयोग किया जा सकता है। गर्म धावकों का उपयोग भी किया जा सकता है, लेकिन सामग्री रिसाव और गिरावट को रोकने पर ध्यान दिया जाना चाहिए। गेट का व्यास 0। 8 और 1 के बीच होना चाहिए। 0 * t, जहाँ t प्लास्टिक भाग की मोटाई है। यदि यह एक जलमग्न द्वार है, तो 0.75 मिमी का न्यूनतम व्यास होने की सिफारिश की जाती है।
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