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在改造的DMT设备中生产纯化呋喃-2,5-二甲酸二烷基酯(DAFD)

摘要

公开了一种生产包含呋喃‑2,5‑二甲酸二烷基酯(DAFD)的纯化蒸气的方法。呋喃‑2,5‑二甲酸(FDCA)和醇在酯化区中,生成粗制二酯物流,其含有呋喃二甲酸二烷基酯(DAFD)、未反应的醇、5‑(烷氧基羰基)呋喃‑2‑甲酸(ACFC)和呋喃‑2‑甲酸烷基酯(AFC)。酯化区包括至少一个先前已用于DMT工艺的反应器。

著录项

  • 公开/公告号CN112867710A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-05-28

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 伊士曼化工公司;

    申请/专利号CN201980068455.8

  • 申请日2019-10-16

  • 分类号C07D307/68(20060101);

  • 代理机构72001 中国专利代理(香港)有限公司;

  • 代理人张琦璐;林毅斌

  • 地址 美国田纳西州

  • 入库时间 2023-06-19 11:06:50

说明书

背景

1. 发明领域

本发明涉及生产纯化呋喃-2,5-二甲酸二烷基酯(DAFD)蒸气的方法和由其制成的纯化DAFD组合物。本发明还涉及包含PEF(聚呋喃二甲酸乙二醇酯(polyethylenefuranoate))的组合物的制造。

2. 发明背景

芳族二羧酸,如对苯二甲酸和间苯二甲酸或它们的二酯,如例如对苯二甲酸二甲酯用于生产各种聚酯产物,其重要的实例是聚(对苯二甲酸乙二醇酯)及其共聚物。通过获自化石燃料的相应二烷基芳族化合物的催化氧化合成芳族二羧酸,如US 2006/0205977 A1中公开的那些。使用过量醇酯化这些二酸产生相应的二酯,这已公开在US2010/0210867A1中。主要由于化石储量的逐渐减少和与它们的相关环境影响,对使用可再生资源作为化学工业的原料存在增长的兴趣。

呋喃-2,5-二甲酸(“FDCA”)是被视为对苯二甲酸和间苯二甲酸的有希望的最接近的生物基替代品的通用中间体。如Gandini, A.;Silvestre, A. J;Neto, C. P.;Sousa,A. F.;Gomes, M., J. Poly. Sci. A 2009, 47, 295中所公开,类似于芳族二酸,FDCA可以与二醇如乙二醇缩合以制备类似于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的聚酯树脂。如US2003/0055271 A1和Partenheimer, W.;Grushin, V. V., Adv. Synth. Catal. 2001, 343,102-111中公开,已通过5-(羟甲基)糠醛(5-HMF)使用均相催化剂在空气下的氧化制备FDCA。但实现高收率已证实困难。报道了使用Co/Mn/Br催化剂体系的最多44.8%收率和使用Co/Mn/Br/Zr催化剂组合的最多60.9%收率。

通过氧化法获得的粗制FDCA在它们适用于最终应用前必须提纯。日本专利申请JP209-242312A公开了使用氢氧化钠/次氯酸钠和/或过氧化氢的粗制FDCA提纯法,接着酸处理二钠盐以获得纯FDCA。这种多步提纯法生成浪费的副产物。

因此,需要用于提纯粗制FDCA的便宜和高收率的方法,其使额外废物的生成最少化并为其自身提供一个或多个高效分离步骤。

3. 发明概述

现在提供一种制造DAFD蒸气的方法,其包括:

一种制造DAFD蒸气的方法,其包括:

a. 将呋喃-2,5-二甲酸(“FDCA”)组合物进料至酯化反应区;和

b. 在醇化合物存在下,在酯化反应区中进行酯化反应以使FDCA与所述醇化合物反应以形成粗制二酯组合物,所述粗制二酯组合物包含呋喃-2,5-二甲酸二烷基酯(“DAFD”)、醇化合物、5-(烷氧基羰基)呋喃-2-甲酸(ACFC)、呋喃-2-甲酸烷基酯(AFC)和5-甲酰基呋喃-2-甲酸烷基酯(AFFC);并且其中所述酯化反应器区包括至少一个反应器,其中所述反应器先前已用于对苯二甲酸二甲酯工艺。

4. 附图简述

图1是用于制造FDCA和纯化DAFD二者的方法的流程图。

图2是图示说明在将浆料进料至酯化反应器之前将原材料进料至混合区的流程图。

图3是描述使用分离区的组合生产纯化DAFD蒸气组合物的方法的流程图。

5. 发明详述

应该理解的是,下文不意图为所定义的术语的排他性列举。在上文的描述中可提供其它定义,如例如当伴随着所定义的术语在文中使用时。

本文所用的术语“一”、“一个”和“该”是指一个或多个。

本文所用的术语“包含”(“comprising,” “comprises,”和“comprise”)是用于从该术语前列举的对象过渡到该术语后列举的一个或多个要素的开放性过渡术语,其中该过渡术语后列举的一个或多个要素不一定是构成该对象的仅有要素。

本文所用的术语“含有”、“具有”(“having,” “has,”和“have”)具有与上文提供的“包含”相同的开放性含义。

本文所用的术语“包括”(“including,” “includes,”和“include”)具有与上文提供的“包含”相同的开放性含义。

本说明书使用数值范围量化与本发明相关的某些参数。应该理解的是,当提供数值范围时,这些范围应被解释为向以下权利要求限制提供字面上的支持:仅列举该范围下限值的权利要求限制,以及仅列举该范围的上限值的权利要求限制。例如,10至100的公开数值范围为列举“大于10”(无上限)的权利要求和列举“小于100”(无下限)的权利要求提供字面支持。

本说明书使用特定数值量化与本发明相关的某些参数,其中特定数值并非明确地为数值范围的一部分。应该理解的是,本文中提供的各特定数值将被解释为向提供宽、中等和窄的范围提供字面支持。与各特定数值相关的宽范围是数值加和减该数值的60%,舍入至两位有效数字。与各特定数值相关的中等范围是数值加和减该数值的30%,舍入至两位有效数字。与各特定数值相关的窄范围是数值加和减该数值的15%,舍入至两位有效数字。例如,如果本说明书描述62℉的特定温度,这种描述为25℉至99℉(62℉ +/- 37℉)的宽数值范围、43℉至81℉(62℉ +/- 19℉)的中等数值范围和53℉至71℉(62℉ +/- 9℉)的窄数值范围提供字面支持。这些宽、中等和窄数值范围不仅应该应用于特定值,还应该应用于这些特定值之间的差值。因此,如果本说明书描述110 psia的第一压力和48 psia的第二压力(差值62 psia),则这两个物流之间的压力差的宽、中等和窄范围将分别为25psia至99psia、43psia至81 psia,和53psia至71 psia。

关于组合物的词语“富”是指按重量计,组合物中的所述成分的浓度高于分离区的进料组合物中的相同成分的浓度。例如,液体富DAFD组合物是指液体富DAFD组合物中的DAFD浓度高于进料至分离区的物流中的DAFD浓度,在这种情况下是粗制二酯组合物中的DAFD浓度。

除非另行规定,所有的量按重量计。所有提到ppm是在质量基础上。

如图1中所示,将二羧酸组合物物流410(其可以是干燥的羧酸固体或含有羧酸的湿滤饼,在各种情况下包含呋喃二甲酸(“FDCA”))的羧酸和醇组合物物流520进料至酯化反应区500。固体二羧酸组合物410可以经由卡车、轮船或铁路作为固体运输到用于制造二酯组合物的设备或设施。可以将含有呋喃基团的可氧化材料的氧化方法与二酯组合物的制造方法集成。集成法包括将两个制造设施(一个用于氧化,并且另一个用于酯化)共同安置在彼此的10英里内、或5英里内、或2英里内、或1英里内或½英里内。集成法还包括将两个制造设施彼此之间固体或流体连通。如果产生固体二羧酸组合物,则可以通过任何合适的手段,如空气或传送带将固体传送到酯化设施。如果产生湿滤饼二羧酸组合物,则湿滤饼可以通过传送带移动或作为液体浆料泵送到酯化设施。

酯化区500包括至少一个酯化反应器。将包含FDCA的二羧酸组合物进料至酯化区,并在醇化合物存在下,在酯化反应区中进行酯化反应以使FDCA与所述醇化合物反应以形成粗制二酯组合物,所述粗制二酯组合物包含呋喃-2,5-二甲酸二烷基酯(“DAFD”)、醇化合物、5-(烷氧基羰基)呋喃-2-甲酸(ACFC)、呋喃-2-甲酸烷基酯(AFC)和5-甲酰基呋喃-2-甲酸烷基酯(AFFC)。如果使用均相酯化催化剂,则粗制二酯组合物可任选含有催化剂。

醇组合物包含一种或多种类型的醇化合物。实例包括结构R-OH所示的化合物,其中R可以为1至6个碳、或1至5个碳原子、或1至4个碳原子、或1至3个碳原子、或1至2个碳原子,优选甲醇。R可以是支链或直链的、饱和或不饱和的、和环状或无环的。合意地,R是直链、饱和、无环的烷基。醇组合物含有基于醇组合物的重量计至少50重量%、或至少60重量%、或至少70重量%、或至少80重量%、或至少90重量%、或至少95重量%、或至少97重量%、或至少98重量%、或至少99重量%的醇化合物。合意地,醇组合物包含甲醇。

在酯化区500中制成的粗制二酯组合物是至少FDCA与醇组合物反应以产生DAFD的反应产物,其中烷基部分(alkyl moiety)是含有1至6个碳原子的烷基,且至少一部分烷基部分对应于醇残基。在FDCA和甲醇之间的反应的情况下,二酯反应产物包含呋喃-2,5-二甲酸二甲酯(“DMFD”)。FDCA与甲醇的酯化反应产生的DMFD包含如下所示的多种反应机制。一种反应机制包含使1摩尔FDCA与1摩尔甲醇反应以产生1摩尔5-(甲氧基羰基)呋喃-2-甲酸(MCFC)和水。1摩尔MCFC可以随后与1摩尔甲醇反应以产生1摩尔所需产物DMFD和水。由于DMFD和MCFC二者都存在于酯化反应区,粗制二酯组合物除未反应的羟基化合物和DMFD外将还含有MCFC。生产纯化DMFD的商业方法必须能在酯化区的下游分离DMFD和MCFC。

反应区500中形成酯化副产物,并沸点高于DMFD和低于DMFD的化学品均被包含。在酯化反应区中形成的酯化副产物包含乙酸甲酯、呋喃-2-甲酸烷基酯(AFC)、5-甲酰基呋喃-2-甲酸烷基酯(AFFC)和5-(烷氧基羰基)呋喃-2-甲酸(ACFC)。可以有许多其它副产物,其取决于FDCA原料内所含有的杂质。生产纯化DAFD物流的商业方法必须能从作为物流510离开的粗制二酯组合物中分离杂质。此外,可以从方法中清除这些杂质的至少一部分,其中清除涉及分离杂质并将它们从方法中排出。

合意的是在酯化条件下进行酯化反应前,首先混合FDCA组合物与醇。如图2中所示,在酯化区500内提供混合区540和酯化反应器550。包含FDCA的二羧酸组合物410、醇组合物520、任选酯化催化剂体系530和任选包含再循环的醇(其中至少一种是与在物流520中进料的相同类型的化合物)的醇再循环物流802在混合区540中混合,以生成混合反应器进料物流501。在一个实施方案中,物流520和802包含甲醇。

区540中的混合可通过本领域中已知用于混合液体和固体的任何设备,如连续在线静态混合器、间歇搅拌容器和或连续搅拌容器等实现。在酯化区或酯化反应器550中或在混合区540中与每摩尔FDCA反应所需的醇的理论量为2摩尔。混合区540中存在的醇的总量合意地超过酯化反应所需的理论量。

例如,醇与FDCA摩尔的摩尔比为大于2:1、或至少2.2:1、或至少2.5:1、或至少3:1、或至少4:1、或至少8:1、或至少10:1、或至少15:1、或至少20:1、或至少25:1、或至少30:1,并可以至高为40:1。合适的摩尔比在10:1至30:1的醇 : FDCA的范围内。

如果使用催化剂,则可以物流530的形式向混合区540中进料酯化催化剂体系。该催化剂在酯化反应条件下可以是多相催化剂,或合意地是均相催化剂,并且在混合区中也可以是均相的。可以以常规用于对苯二甲酸的酯化的量使用已知的有机金属酯化催化剂,如钴、铜和锰、镉、铅、锂和锌的乙酸盐或其它羧酸盐或乙醇酸盐。可以采用其它有机催化剂,如硫酸、对甲苯磺酸(tosylic acid)和路易斯酸。

将混合反应器进料物流501送往酯化反应器550以生成粗制二酯组合物,其作为液体粗制二酯物流510从酯化反应器550中排出。从酯化区500中排出的粗制二酯组合物510合意地含有以基于整个粗制二酯组合物的重量计,并且合意地在每种情况下基于液相的重量计至少5重量%、或至少8重量%、或至少10重量%、或至少15重量%、或至少20重量%、且至多40重量%、或至多35重量%的量存在的DAFD。在酯化条件下的高温、高压和/或高醇浓度下,粗制二酯组合物中存在的DAFD溶解,并且固体浓度通常不大于5重量%、或不大于2重量%、或不大于1重量%、或不大于0.5重量%、或不大于0.1重量%,尽管当未反应的醇的浓度降低且反应温度降低时,固体量可以更高。如果存在固体,至少95重量%、或至少96重量%、或至少97重量%、或至少98重量%、或至少99重量%的固体是未反应的FDCA固体。

粗制二酯组合物中的DAFD的收率合意地高。合适的收率为至少55摩尔%、或至少60摩尔%、或至少65%、或至少70摩尔%、或至少75摩尔%、或至少80摩尔%、或至少85摩尔%、或至少90摩尔%、或至少95摩尔%、或至少99摩尔%。如下计算粗制二酯物流中的DAFD的收率:

(粗制二酯组合物中在液相中的DAFD的mol/FDCA的起始mol)*100%。

粗制FDCA浆料物流可以在与纯化DAFD蒸气组合物生产的连续方法中的所需吞吐量对应的速率下进料至酯化反应器。纯化DAFD蒸气组合物物流的合适的生产速率的实例包括在任何三个月的过程中基于24小时的平均至少1000千克/天、或至少10,000千克/天、或至少20,000千克/天、或至少50,000千克/天、或至少75,000千克/天、或至少100,000千克/天、或至少200,000千克/天的纯化DAFD蒸气组合物。

酯化可在间歇或连续反应器中实现,并包括一个或多个能够提供可接受的反应停留时间、温度和压力的反应容器。酯化反应停留时间为0.5小时至大约10小时。酯化温度为150℃至低于所选醇的超临界温度,以确保醇在反应压力下保持在液相中。合适的反应温度可为150℃至250℃、或150℃至240℃、或200℃至230℃。在使用甲醇作为醇的情况下,特别合适的是240℃的上限范围。酯化反应器内的酯化压力足以使醇化合物保持在液相中,并随所选温度而变。合适的压力范围是大约250 psig至大约2000 psig、或400 psig至大约1500psig。

如图1中所示,在物流510中从酯化区500中的酯化反应器中取出粗制二酯组合物并进料至闪蒸(flash)区600。在闪蒸区600中在物理分离法中从粗制二酯物流中分离粗制二酯组合物中的至少一部分醇化合物,以产生含有液体DAFD的第一液体富DAFD组合物物流620,并且其中富DAFD组合物中的DAFD浓度高于进料至闪蒸区600的粗制二酯组合物中的DAFD浓度。在闪蒸区中,粗制二酯组合物经受压降以闪蒸出醇,这也导致蒸发冷却。

粗制二酯组合物在升高的温度下,通常在至少150℃、或至少170℃、或至少180℃、或至少190℃、或至少200℃、或至少210℃、或至少220℃、或至少230℃、或至少240℃并且在每种情况下低于醇的超临界温度的温度下离开酯化区500。为了利用粗制二酯组合物中已存在的显热能量,可简单地在相对于进入分离区时粗制二酯物流低的压力下进行物理分离,并由此通过减压脱除醇,以作为物流620产生第一液体富DAFD组合物。这可以在不为分离目的向分离容器施加热能的情况下实施,由此减少能量消耗(例如绝热闪蒸)。

闪蒸区600可以包括串联或并联操作的用于通过压力降低进行闪蒸分离而不施加外部热能来实施分离的一个或多个容器。例如,闪蒸区600可以包括一个或多个蒸发闪蒸单元操作或可以包含一个或多个蒸馏塔。醇分离区可以包括闪蒸(flash evaporation)单元和蒸馏塔。分离区可以间歇或连续模式操作。

合意地,闪蒸区600含有至少闪蒸单元,如闪蒸罐。其可在多个容器中进行分段闪蒸。闪蒸单元操作中的压力可以为0 psig至大约150 psig、或0 psig至大约50 psig、或0psig至35 psig。如果在相对于进入物理分离容器时粗制二酯组合物的压力降低的压力下分离醇,则合意的是闪蒸容器内的压力低于醇在闪蒸容器入口处的粗制二酯物流的温度下的蒸气压。

从闪蒸区600中排出的第一液体富DAFD组合物物流620的温度不受特别限制。由于蒸发冷却,其将低于进入闪蒸区的粗制二酯物流的温度。在一个实施方案中,第一液体富DAFD组合物物流620的温度比进入闪蒸区600的粗制二酯组合物温度低至少5℃、或低至少20℃、或低至少50℃、或低至少75℃、或低至少100℃、或低至少120℃。其可使用一系列闪蒸容器,它们具有小增量的温度下降,以使区域内的所有容器的累计温度下降合计为至少这些规定值。

在闪蒸区600中生成蒸气醇组合物物流610。蒸气醇组合物物流610包含醇、一些水,并且任选还可以存在少量(例如少于0.1重量%)DAFD。蒸气醇组合物物流610相对于粗制二酯组合物510中的醇浓度富集醇浓度。合意地,蒸气醇组合物610中的醇浓度包含至少70重量%醇、或至少80重量%醇、或至少90重量%、或至少95重量%醇。

将蒸气醇组合物物流610进料至醇回收区800。醇回收区生成包含醇的纯化醇物流802,其相对于蒸气醇组合物物流610中的水浓度贫化水醇浓度(concentration of wateralcohol),并生成水物流801,其相对于蒸气醇物流610中的水浓度富集水浓度。

醇回收区800可以包括一个或多个蒸馏塔以实现醇与水的分离。蒸馏塔可以专用于接收蒸气醇组合物610的进料,或可以首先冷凝蒸气醇组合物610并进料至蒸馏塔。纯化醇组合物802可为一种或多种蒸气馏出物,并且如果需要,可以将至少一部分冷凝并可以将至少一部分作为再循环物流进料回到酯化区500。

或者,蒸气醇组合物气态塔顶物流610,或液体(如果冷凝)可以进料至醇回收区800中的共用蒸馏塔,其也接收第二富醇物流712的进料。希望使用共用蒸馏塔以降低资本成本。

第一液体富DAFD组合物物流620包含DAFD,其相对于离开酯化区500的粗制二酯物流510中存在的DAFD浓度富集DAFD浓度(更高浓度)。富DAFD物流中的DAFD浓度可以在粗制二酯组合物510中的DAFD浓度之上提高至少20%、或至少30%、或至少40%、或至少50%、或至少70%、或至少90%、或至少100%、或至少150%、或至少200%、或至少250%、或至少300%、或至少400%、或至少500%。富DAFD物流合意地含有以至少5重量%、或至少10重量%、或至少20重量%、或至少30重量%、或至少40重量%、或至少50重量%、或至少60重量%且在各种情况下至多70重量%、或至多80重量%的量存在的DAFD,在每种情况下基于富DAFD组合物的重量计。

第一液体富DAFD物流合意地不含固体。如果存在,固体包含DAFD和/或未反应的FDCA或其它与DAFD和/或FDCA反应的副产物。DAFD组合物中的固体浓度可含有不多于55重量%、或至多45重量%、或至多35重量%、或至多28重量%、或至多15重量%、或至多10重量%、或至多5重量%、或至多3重量%、或至多2重量%和如果存在,大于0的量,各自基于第一液体富DAFD组合物620的重量计。

第一液体富DAFD组合物物流620还含有在闪蒸区600中未分离的任何醇、一些水和一定量的上文提到的副产物的一部分或全部。第一液体富DAFD物流中的醇的量为基于富DAFD物流的重量计大于0、或至少1重量%、或至少2重量%、或至少3重量%、或至少5重量%、或至少10重量%、或至少15重量%且至多60重量%、或至多50重量%、或至多40重量%。

如图1中所示,将第一液体富DAFD组合物物流620进料至产物回收区700以在产物回收区中使用一种或多种物理分离方法从第一液体富DAFD组合物中分离至少一部分DAFD,以产生:

(i) 纯化DAFD蒸气组合物,其相对于第一液体富DAFD组合物中的DAFD浓度富集DAFD浓度;和

(ii) 液体ACFC组合物,其相对于第一液体富DAFD组合物中的ACFC浓度富集ACFC浓度;和

(iii) 包含AFC的蒸气AFC组合物,其相对于第一液体富DAFD组合物中的AFC浓度富集AFC浓度;和

(iv) 包含醇的第二蒸气醇组合物,其相对于第一液体富DAFD组合物富集醇浓度。

产物回收区700可含有一个或多个蒸馏塔以实施一次或多次分离。

作为一个实例,产物回收区700可含有如图3中所示的醇-水脱除区710,其包括物理分离单元以从第一液体富DAFD组合物中分离醇,由此产生从塔顶排出的第二醇组合物物流712,其相对于第一液体富DAFD组合物物流620中的醇浓度富集醇浓度,和包含DAFD的第二液体富DAFD组合物物流711,其相对于第一液体富DAFD组合物物流620中的DAFD浓度富集DAFD浓度。合意地,第二液体富DAFD组合物中的醇浓度相对于第一液体富DAFD组合物中的醇浓度贫化(或更低)。也合意地,从塔顶排出的第二醇组合物物流712中的DAFD浓度相对于第二液体富DAFD组合物物流711中的DAFD浓度贫化。

用于从第一液体富DAFD组合物物流620中分离醇的合适装置的一个实例是任何类型的蒸馏塔(塔盘型或填料型)。

如果需要,第二醇组合物物流712可以作为蒸气直接进料至醇回收区800,以从第二醇组合物物流712中分离水。或者,如果需要,可以将第二醇组合物物流712冷凝,将一部分冷凝的醇组合物作为回流进料回该塔,并将一部分冷凝的醇组合物作为液体进料至醇回收区800。因此,进料至醇回收区800的物流712是液体和/或蒸气。醇回收区800从第二醇组合物物流712中分离醇。醇回收区800也可以用于接收第一蒸气醇组合物物流610的进料,以从第一蒸气醇组合物物流610中分离醇,并且同一蒸馏塔可以用于接收进料610和712。或者,可以使用第二蒸馏塔接收进料610。

在本说明书通篇,要理解的是,在方法中,如在各蒸馏装置中生成的任何蒸气物流可以冷凝,并可以在塔内、在塔外,如在从蒸馏装置的精馏段中排出蒸气后进行冷凝,并且其可以部分或完全冷凝。或者,蒸气物流完全不必冷凝。要理解的是,如果蒸气物流中的可冷凝物完全冷凝,可以在由所涉蒸气物流冷凝的液体物流上测量描述蒸气物流中的成分浓度的任何值。

醇回收区800生成纯化醇组合物物流802(如果需要,其适合用作进料至酯化区500的再循环物流)和富水物流801(其相对于纯化醇组合物物流802中的水浓度富集水浓度)。富水物流801中的水浓度合意地为至少98重量%、或至少99重量%、或至少99.5重量%。

在醇回收区中将醇与水分离的合适的装置的实例包括蒸馏塔,具有塔盘或填料或二者。

蒸气纯化醇组合物物流802(无论是否冷凝以用作酯化区的再循环物流)含有小于10重量%水、或小于5重量%水、或小于1重量%水、或小于0.5重量%水,和小于0.001重量%DAFD、或小于0.0001重量% DAFD,各自基于纯化醇组合物物流802的重量计。在一个实施方案中,纯化醇再循环物流802包含基于纯化醇组合物物流的重量计大于99.0重量%的纯度的甲醇。

从醇水脱除区710排出的第二液体富DAFD组合物物流711含有至少80重量%、或至少85重量%、或至少90重量%、或至少92重量%、且至多99重量%、或至多98重量%、或至多97重量%、或至多96重量%的浓度的DAFD,各自基于第二液体富DAFD组合物物流711的重量计。第二液体富DAFD组合物物流中醇的量合意地小于1重量%、或小于0.1重量%、或小于0.01重量%、或小于0.001重量%。第二液体富DAFD组合物711中的水量合意地小于1重量%、或小于0.5重量%、或小于0.2重量%。第二液体富DAFD组合物711中的DAFD浓度可以比第一液体富DAFD组合物物流620中的DAFD浓度高至少10重量%、或至少20重量%、或至少30重量%、或至少40重量%。第二液体富DAFD组合物711中的水和醇的累积浓度为第一液体富DAFD组合物620中的水和醇的浓度的至多1/100、或至多1/300、或至多1/500、或至多1/700。

第二液体富DAFD组合物物流711不仅含有DAFD,还含有ACFC、AFC和AFFC。如图3中所示,将第二液体富DAFD组合物711进料至AFC/AFFC脱除区720以使用物理分离法从液体富DAFD组合物中分离至少一部分AFC,以产生相对于第二液体富DAFD组合物711中的AFC浓度富集AFC浓度的富AFC蒸气组合物722,和相对于第二液体富DAFD组合物711中的DAFD浓度富集DAFD浓度的包含DAFD和ACFC的部分纯化液体富DAFD组合物物流721。由于富AFC蒸气组合物722相对于第二液体富DAFD组合物711中的AFC浓度富集AFC浓度,则其必定也相对于第一液体富DAFD组合物物流620中的AFC浓度富集AFC浓度。由于部分纯化液体富DAFD组合物物流721中的DAFD相对于第二液体富DAFD组合物711中的DAFD浓度富集DAFD浓度,则其必定也相对于第一液体富DAFD组合物物流620中的DAFD浓度富集DAFD浓度。

合适的物理分离法的一个实例是蒸馏第二液体富DAFD组合物711。区720中的合适蒸馏釜温度范围为200℃至小于DAFD在操作条件下的沸点。合适的温度范围为210℃至280℃、或220℃至260℃、或230℃至250℃。第二液体富DAFD组合物合意地在真空下蒸馏以避免否则在较高温度下可能发生的第二富DAFD组合物中的DAFD产物在该釜中的降解。第二富DAFD组合物可以在1 psia至大气压的压力下蒸馏。塔合意地具有10至70个塔盘、10至60个塔盘、10至50个塔盘,其中塔盘可以是浮阀塔盘、筛盘、泡罩塔盘,或等效高度的填充床。合意地设定蒸馏操作温度以产生AFC蒸气组合物,并合意地作为馏出物排出AFC蒸气,其可以任选部分或完全冷凝并且使一部分作为回流回到塔。在另一实施方案中,可以设定蒸馏条件以除AFC外也将AFFC作为塔顶蒸气排出,以使富AFC蒸气组合物722中的AFFC浓度相对于第二液体富DAFD物流711中的AFFC浓度富集AFFC浓度。在这一实施方案中,由于富AFC蒸气组合物722相对于第二液体富DAFD组合物711中的AFFC浓度富集AFFC浓度,则其必定也相对于第一液体富DAFD组合物物流620中的AFFC浓度富集AFFC浓度。

实现所需纯度的回流比将随塔盘数和产生的馏出物的质量而变。

富AFC蒸气物流722的组合物含有AFC。富AFC蒸气物流组合物包含至少5重量%AFC、或至少10重量% AFC、或至少15重量% AFC、或至少20重量% AFC、或至少25重量% AFC。富AFC蒸气物流组合物任选包含至少2重量% AFFC、或至少5重量% AFFC、或至少10重量%AFFC、或至少20重量% AFFC、或至少30重量% AFFC、或至少40重量% AFFC、或至少50重量%AFFC、或至少60重量% AFFC。富AFC蒸气物流722中的AFFC浓度可以高于AFC浓度,在一些情况下富AFC蒸气物流722中的AFFC浓度是AFC浓度的1.5倍或2倍或2.5倍。富AFC蒸气组合物722中的DAFD浓度相对于第二液体富DAFD组合物物流711中的DAFD浓度贫化。富AFC蒸气组合物722中的DAFD浓度可以小于10重量% DAFD、或小于5重量% DAFD、或小于4重量% DAFD、或小于3重量% DAFD、或小于2重量% DAFD、或小于1重量% DAFD,各自基于富AFC蒸气组合物的重量计。富AFC蒸气组合物物流722中的AFC和AFFC的浓度可以为至少20重量%、或至少40重量%、或至少60重量%、或至少80重量%、或至少90重量%、或至少95重量%,各自基于富AFC蒸气组合物722中的所有成分的重量计。

富AFC蒸气组合物物流722中的AFC浓度合意地是第二液体富DAFD组合物711中的AFC浓度(基于重量)的至少5倍、或至少10倍、或至少15倍、且至多80倍、或至多70倍、或至多50倍。

部分纯化液体富DAFD物流721的组合物含有DAFD和ACFC。基于部分纯化液体富DAFD物流721的重量计,这些成分各自的浓度如下:

DAFD: 至少90重量%、或至少92重量%、或至少95重量%、或至少97重量%、或至少98重量%,且至多99.9重量%、或至多99.5重量%、或至多99.0重量%、或至多98.5重量%、或至多98重量%;和

ACFC: 至少0.05重量%、或至少0.1重量%、或至少0.5重量%、或至少1.0重量%、或至少1.25重量%,且至多10重量%、或至多7重量%、或至多5.0重量%、或至多4重量%、或至多3重量%;和

AFFC、AFC、水和醇的累积量小于2重量%、或不大于1.5重量%、或不大于1.0重量%、或不大于0.5重量%、或不大于0.1重量%;以及合意地还有

AFC和AFFC的量不大于0.1重量%、或不大于0.05重量%、或不大于0.001重量%。

部分纯化液体富DAFD组合物721中的DAFD浓度高于第二液体富DAFD组合物711中的DAFD浓度。部分纯化液体富DAFD物流721中的AFC浓度合意地为第二液体富DAFD组合物711中的AFC浓度至多1/10、或至多1/100、或至多1/250、或至多1/500、或至多1/750、或至多1/1000。

来自AFC/AFFC脱除区720的部分纯化液体富DAFD物流流出物721的温度合意地为至少220℃、或至少230℃和至多270℃、或至多260℃、或至多250℃。

将部分纯化液体富DAFD组合物物流721进料至ACFC脱除区730以使用物理分离法从部分纯化液体富DAFD组合物721中分离至少一部分DAFD以产生纯化DAFD蒸气组合物732(其相对于部分纯化液体富DAFD组合物721中的DAFD浓度富集DAFD浓度)和液体ACFC塔底物流731(其相对于部分纯化液体富DAFD组合物721中的ACFC浓度富集ACFC浓度),各自按重量计。由于纯化DAFD蒸气组合物732相对于部分纯化液体富DAFD组合物物流721中的DAFD浓度富集DAFD浓度,其必定也相对于第一液体富DAFD组合物物流620中的DAFD浓度富集DAFD浓度。由于液体ACFC塔底物流731相对于部分纯化液体富DAFD组合物物流721中的ACFC浓度富集ACFC浓度,其必定也相对于第一液体富DAFD组合物物流620中的ACFC浓度富集ACFC浓度。

合适的物理蒸馏装置的一个实例是蒸馏塔。区730中的合适蒸馏釜温度范围为200℃至小于ACFC在操作条件下的沸点。合意地将温度设定为至少DAFD化合物在操作条件下的沸点。合适的釜温度为210℃至280℃、或220℃至260℃、或230℃至255℃。部分纯化液体富DAFD组合物721合意地在真空下蒸馏,以避免DAFD产物的降解。部分纯化液体富DAFD组合物721可以在1 psia至大气压的压力下蒸馏。塔合意地具有10至70个塔盘、10至60个塔盘、或10至50个塔盘,其中塔盘可以是浮阀塔盘、筛盘、泡罩塔盘,或等效高度的填充床。合意地设定蒸馏操作温度以产生纯化DAFD蒸气组合物,并合意地作为馏出物排出DAFD蒸气,其可以任选部分或完全冷凝并且使一部分作为回流回到该塔。回流比随塔盘数和产生的馏出物的质量而变。

纯化DAFD蒸气物流732的组合物含有DAFD。基于纯化DAFD蒸气物流的重量计,这些成分各自按重量计的浓度如下:

DAFD: 至少99.0重量%、或至少99.2重量%、或至少99.5重量%、或至少99.7重量%、或至少99.8重量%、或至少99.9重量%,且至多99.999重量%、或至多99.995重量%、或至少99.99重量%;和

ACFC,其如果存在,以大于0且不大于1000 ppm、或不大于100 ppm、或不大于10ppm、或不大于1 ppm的量存在;和合意地

AFFC,其如果存在,以大于0和不大于1000 ppm、或不大于100 ppm、或不大于50ppm、或不大于20 ppm的量存在。

任选地,这种组合物也含有极低量或不含: AFC,其如果存在,以不大于10 ppm、或不大于1 ppm、或不大于0.1 ppm的量存在;和

醇,其如果存在,以不大于10 ppm、或不大于1 ppm、或不大于0.1 ppm的量存在,和

FDCA,其如果存在,以不大于1000 ppm、或不大于100 ppm、或不大于10 ppm、或不大于1 ppm的量存在。

合意地,如果存在水,其以不大于1000 ppm、或不大于100 ppm、或不大于10 ppm的量存在。

纯化DAFD蒸气物流732中的ACFC浓度是部分纯化富DAFD组合物物流721中的ACFC浓度的至多1/10、或至多1/50、或至多1/100、或至多1/200。

ACFC液体塔底组合物731的组合物含有ACFC和DAFD。ACFC液体塔底组合物包含基于ACFC液体塔底组合物的重量计至少20重量%、或至少30重量%、或至少40重量%的量的ACFC。ACFC液体塔底组合物中的DAFD浓度合意地含有基于ACFC液体塔底组合物的重量计小于70重量%、或小于50重量%、或小于40重量%、或小于30重量%的量的DAFD。按重量计的ACFC的量合意地是ACFC液体塔底物流中的DAFD的量的至少1.5或至少2.0倍。

ACFC液体塔底组合物731中的ACFC浓度合意地是部分纯化液体富DAFD组合物721中的ACFC浓度的至少5倍、或至少10倍、或至少30倍。

纯化DAFD蒸气组合物合意地在冷凝器在低于DAFD化合物的沸点和高于其结晶温度的温度下在1大气压下冷凝,以产生含有液化DAFD的纯化液体DAFD产物组合物。基于纯化液体DAFD产物组合物计,纯化液体DAFD产物组合物中的DAFD浓度为

DAFD: 至少99.0重量%、或至少99.2重量%、或至少99.5重量%、或至少99.7重量%、或至少99.8重量%、或至少99.9重量%,且至多99.999重量%、或至多99.995重量%、或至少99.99重量%;和

ACFC,其如果存在,以不大于100 ppm、或不大于10 ppm、或不大于1 ppm的量存在;和合意地

AFFC,其如果存在,以不大于1000 ppm、或不大于100 ppm、或不大于50 ppm、或不大于20 ppm的量存在,和

任选地,AFC,其如果存在,以不大于10 ppm、或不大于1 ppm、或不大于0.1 ppm的量存在;和

任选地,醇,其如果存在,以不大于10 ppm、或不大于1 ppm、或不大于0.1 ppm的量存在;和合意地

FDCA,其如果存在,以不大于1000 ppm、或不大于100 ppm、或不大于10 ppm、或不大于1 ppm的量存在。

合意地,如果在纯化液体DAFD产物组合物中存在水,其以不大于1000 ppm、或不大于100 ppm、或不大于10 ppm、或不大于5 ppm、或不大于1 ppm的量存在。纯化液体DAFD产物组合物中的固体浓度合意地为0,但如果存在固体,它们以小于0.1重量%、或不大于0.01重量%、或不大于0.001重量%的量存在。

如果需要,纯化液体DAFD产物组合物可以是热的。热的纯化液体DAFD产物组合物可以送往熔融产品储罐、送往能够容纳和运送热液体材料的火车油罐车或油罐卡车,和/或经由管道直接送往聚酯工艺,其中将DAFD与包含二醇,如乙二醇的聚酯原材料混合并与所述二醇反应以形成包含聚酯的聚合物。

或者,纯化DAFD蒸气组合物可以冷凝和结晶以作为浆料或代替浆料形成基于固体包含99.9重量% DAFD的DAFD固体粒子,可以干燥以形成干燥DAFD固体物流,其在每种情况下具有至少与纯化富DAFD蒸气物流732中相同纯度水平的纯度。可以通过本领域中已知的任何其它方法,包括冷带式结片机(chilled belt flaker)、喷雾干燥等实现纯化液体DAFD组合物转化成干燥固体物流。因此,也提供了包含DAFD的固体粒子的固体DAFD组合物,其中所述固体包含:

(i) 至少99.9重量% DAFD、或至少99.95重量% DAFD、或至少99.99重量% DAFD;

(ii) 不多于1000 ppm、或不多于100 ppm、或不多于10 ppm的ACFC 5-(烷氧基羰基)呋喃-2-甲酸,

(iii) 5-甲酰基呋喃-2-甲酸烷基酯(AFFC),其如果存在,以至多1000 ppm、或不多于100 ppm、或不多于10 ppm的量存在,和任选地

(iv) 不多于100 ppm、或不多于100 ppm、或不多于10 ppm的呋喃-2-甲酸烷基酯,和

其中组合物含有不多于1重量%水、或不多于0.5重量%水、或不多于0.1重量%水、或不多于0.01重量%水。合意地,组合物含有小于1000 ppm的呋喃二甲酸(FDCA)、或小于500ppm FDCA、或小于250 ppm FDCA、或小于100 ppm FDCA、或小于50 ppm FDCA、或小于20 ppmFDCA、或小于10 ppm FDCA、或小于5 ppm FDCA、或小于3 ppm FDCA。

在通过使用ASPEN程序建模获得的这一实例中更详细描述本发明的方法:

对于给定的设备实施方案,提供粗制二酯物流510,其包含199,628 kg甲醇/天;11,346 kg水/天;508 kg MFC/天;1,490 kg MFFC/天;50,614 kg DMFD/天;954 kg MCFC/天;和479 kg FDCA杂质/天。粗制二酯物流510在230℃的温度和2,000 psia的压力下。将粗制二酯物流进料至闪蒸区600,在此将物流的压力降至40 psia,并通过闪蒸分成两个物流:蒸气醇物流610,其包含164,502 kg甲醇/天;7,959 kg水/天;87 kg MFC/天;5 kg MFFC/天;和134 kg DMFD/天;和第一液体富DAFD组合物物流620,其包含35,126 kg甲醇/天;3,387 kg水/天;421 kg MFC/天;1,485 kg MFFC/天;50,480 kg DMFD/天;954 kg MCFC/天;和479 kg FDCA杂质/天。

将第一液体富DAFD组合物物流620进料至醇水脱除区710中的蒸馏塔,其具有38个塔盘并设定至12 psia的塔顶压力。液体塔底温度为225℃。甲醇和水作为第二富醇馏出物物流712脱除,其包含35,126 kg甲醇/天;3,338 kg水/天;和18 kg MFC/天。蒸馏塔底流液体物流(underflow liquid stream),第二液体富DAFD组合物711包含49 kg水/天;403 kgMFC/天;1,485 kg MFFC/天;50,480 kg DMFD/天;954 kg MCFC/天;和479 kg FDCA杂质/天。

将蒸气醇物流610和第二富醇物流712进料至醇回收区800中的蒸馏塔,以回收醇和清除水。蒸馏塔具有48个塔盘,设定为8 psia的塔顶压力,并具有95℃的液体塔底温度。醇再循环馏出物物流802包含199,627 kg甲醇/天;和1,122 kg水/天。底流富水清除物流801包含10,174 kg水/天;105 kg MFC/天;5 kg MFFC/天;和134 kg DMFD/天。

将第二液体富DAFD物流711进料至AFC/AFFC脱除区720中的蒸馏塔。蒸馏塔具有48个塔盘,设定为3 psia的塔顶压力,并具有242℃的液体塔底温度。塔馏出物物流,富AFC蒸气组合物722,包含49 kg水/天;403 kg MFC/天;1,484 kg MFFC/天;73 kg DMFD/天;和9kg FDCA杂质/天作为方法杂质清除物(process purge of impurities)。塔底流物流,部分纯化液体富DAFD组合物721包含1 kg MFFC/天;50,480 kg DMFD/天;954 kg MCFC/天;和470 kg FDCA杂质/天。

将部分纯化液体富DAFD组合物物流721进料至ACFC脱除区730中的蒸馏塔。蒸馏塔具有23个塔盘,设定为1 psia的塔顶压力,并具有248℃的液体塔底温度。塔馏出物物流,富DAFD蒸气732,是设备DMFD产物物流并包含1 kg MFFC/天;50,000 kg DMFD/天;3 kg MCFC/天;和5 kg FDCA杂质/天。塔底流物流,ACFC液体塔底物流731,包含408 kg DMFD/天;951kg MCFC/天;和465 kg FDCA杂质/天。

本发明还包括FDCA的制造方法,所述FDCA是进料至酯化区500的原材料之一。现在将更详细描述FDCA的制造方法。

方法包括将可氧化组合物进料至氧化区,其中可氧化组合物含有具有呋喃部分的化合物。呋喃部分可以由以下结构表示:

具有呋喃部分的化合物使得在氧化后在该化合物上形成羧酸官能团。具有呋喃部分的化合物的实例包括5-(羟甲基)糠醛(5-HMF)和5-HMF的衍生物。这样的衍生物包括5-HMF的酯,如式5-R(CO)OCH

可氧化组合物除5-(羟甲基)糠醛(5-HMF)或其衍生物外还可含有5-(乙酰氧基甲基)糠醛(5-AMF)和5-(乙氧基甲基)糠醛(5-EMF)。

5-HMF衍生物的具体实例包括具有下列结构的那些:

一个实施方案图示说明在图1中。将可氧化组合物进料至第一氧化区100并在溶剂、催化剂体系和包含氧的气体存在下反应,以生成包含呋喃-2,5-二甲酸(FDCA)的粗制二羧酸物流110。

例如,含有5-HMF或其衍生物或其组合的可氧化组合物在多步反应中用元素/主要O

如果需要,包含氧的氧气物流10、溶剂物流30和可氧化物流20可以作为分开的物流进料至第一氧化区100。或者,包含氧的氧气物流10作为一个物流,且包含溶剂、催化剂和可氧化化合物的可氧化物流20作为第二个物流可以进料至第一氧化区100。相应地,溶剂、包氧的氧气、催化剂体系和可氧化化合物可以作为分开和独立的物流进料至第一氧化区100,或在进入第一氧化区100之前以任何组合合并,其中这些进料物流可在单个位置或多个位置进入第一氧化区100。在一个实施方案中,氧气物流10是不含任何外加气体的空气,使得物流10具有环境空气的组成。在另一实施方案中,CO2存在于物流10中,并以小于大约5摩尔%、或小于大约2摩尔%、或小于大约1摩尔%、或小于大约0.1摩尔%存在。

催化剂可以是可溶于溶剂的均相催化剂或多相催化剂。该催化剂组合物合意地在反应条件下可溶于溶剂,或其可溶于进料至氧化区的反应物。优选地,催化剂组合物在40℃和1 atm下可溶于溶剂,并在反应条件下可溶于溶剂。

合适的催化剂组分包含选自但不限于钴、溴和锰化合物的至少一种。优选选择均相催化剂体系。优选的催化剂体系包含钴、锰和溴。

钴原子可作为无机钴盐,如溴化钴、硝酸钴或氯化钴,或作为有机钴化合物,如具有2-22个碳原子的脂族或芳族酸的钴盐,包括乙酸钴、辛酸钴、苯甲酸钴、乙酰丙酮钴和萘二甲酸钴以离子形式提供。当作为化合物添加到反应混合物中时,钴的氧化态不受限制,并包括+2和+3氧化态。

锰原子可作为一种或多种无机锰盐提供,如硼酸锰、卤化锰、硝酸锰,或有机金属锰化合物,如低碳脂族羧酸的锰盐,包括乙酸锰,和β-二酮酸盐(beta-diketonates)的锰盐,包括乙酰丙酮锰。

溴组分可作为元素溴、以组合形式或作为阴离子加入。合适的溴源包括氢溴酸、溴化钠、溴化铵、溴化钾和四溴乙烷。氢溴酸或溴化钠可为优选的溴源。

溴原子的量合意地为至少300 ppm、或至少2000 ppm、或至少2500 ppm、或至少3000 ppm、或至少3500 ppm、或至少3750 ppm且至多4500 ppm、或至多4000 ppm,基于第一氧化区的反应介质中的液体重量计。以2500 ppm至4000 ppm、或3000 ppm至4000 ppm的量存在的溴尤其合意地促进高收率。

钴原子的量可以为至少500 ppm、或至少1500 ppm、或至少2000 ppm、或至少2500ppm、或至少3000 ppm,且至多6000 ppm、或至多5500 ppm、或至多5000 ppm,基于第一氧化区的反应介质中的液体重量计。以2000至6000 ppm、或2000至5000 ppm的量存在的钴尤其合意地促进高收率。

锰原子的量可以为2 ppm、或至少10 ppm、或至少30 ppm、或至少50 ppm、或至少70ppm、或至少100 ppm,且在每种情况下至多600 ppm、或至多500 ppm或至多400 ppm、或至多350 ppm、或至多300 ppm、或至多250 ppm,基于第一氧化区的反应介质中的液体重量计。以30 ppm至400 ppm、或70 ppm至350 ppm、或100 ppm至350 ppm的量存在的锰尤其合意地促进高收率。

反应混合物中的钴原子与锰原子的重量比可以为1:1至400:1、或10:1至大约400:1。具有改进的Co:Mn比的催化剂体系可以带来FDCA的高收率。为了提高FDCA的收率,当进料至氧化反应器的可氧化组合物包含5-HMF时,随后钴对锰重量比为至少10:1、或至少15:1、或至少20:1、或至少25:1、或至少30:1、或至少40:1、或至少50:1、或至少60:1,且在每种情况下至多400:1。但是,在可氧化组合物包含5-HMF的酯、5-HMF的醚或5-烷基糠醛或这些化合物中的任何在一起或与5-HMF的混合物的情况下,可以降低钴对锰的重量比,同时仍获得FDCA的高收率,如至少1:1、或至少2:1、或至少5:1、或至少9:1、或至少10:1、或至少15:1、或至少20:1、或至少25:1、或至少30:1、或至少40:1、或至少50:1、或至少60:1,且在每种情况下至多400:1的Co:Mn重量比。

钴原子与溴原子的重量比合意地为至少0.7:1、或至少0.8:1、或至少0.9:1、或至少1:1、或至少1.05:1、或至少1.2:1、或至少1.5:1、或至少1.8:1、或至少2:1、或至少2.2:1、或至少2.4:1、或至少2.6:1、或至少2.8:1,且在每种情况下至多3.5、或至多3.0、或至多2.8。

溴原子对锰原子的重量比为大约2:1至500:1。

合意地,钴对锰的重量比为10:1至400:1,且钴对溴原子的重量比为0.7:1至3.5:1。这种具有改进的Co:Mn和Co:Br比的催化剂体系可以带来FDCA的高收率(最少90%)、在下游聚合工艺中造成颜色的杂质形成的减少(通过b*测得),同时使废气中的CO和CO

合意地,存在的溴量为至少1000 ppm且至多3500 ppm,且溴对锰的重量比为2:1至500:1。这种组合具有高收率和低碳燃烧的优点。

合意地,存在的溴量为至少1000 ppm且至多3000 ppm,且存在的钴量为至少1000ppm且至多3000 ppm,且钴对锰的重量比为10:1至100:1。这种组合具有高收率和低碳燃烧的优点。

合适的溶剂包括脂族溶剂。在本发明的一个实施方案中,溶剂是脂族羧酸,其包括但不限于C

用于氧化的最常见的溶剂是通常具有80重量%至99重量%的浓度的乙酸水溶液。在一个尤其优选的实施方案中,溶剂包含水和乙酸的混合物,其具有0重量%至大约15重量%的水含量。另外,第一氧化反应器的一部分溶剂进料可获自通过用含有大约0%至15%水的新鲜湿乙酸置换取自从第一氧化反应器中排出的粗制反应混合物物流的母液的大约80至90%而获得的再循环物流。

氧化性气体物流包含氧。实例包括,但不限于,空气和纯化氧。第一氧化区中的氧气量为大约5摩尔%至45摩尔%、5摩尔%至60摩尔%、或5摩尔%至80摩尔%。在一个实施方案中CO2存在于氧化性气体中,并且以小于大约5摩尔%、或小于大约2摩尔%、或小于大约1摩尔%、或小于大约0.1摩尔%存在。

第一氧化区中的反应混合物的温度可以为大约100℃至大约220℃不等。第一氧化区中的反应混合物的温度为至少100℃、或至少105℃、或至少110℃、或至少115℃、或至少120℃、或至少125℃、或至少130℃、或至少135℃、或至少140℃、或至少145℃、或至少150℃、或至少155℃、或至少160℃,并可以至高为220℃、或至多210℃、或至多200℃、或至多195℃、或至多190℃、或至多180℃、或至多175℃、或至多170℃、或至多165℃、或至多160℃、或至多155℃、或至多150℃、或至多145℃、或至多140℃、或至多135℃、或至多130℃。在另一些实施方案中,温度为105℃至180℃、或105℃至175℃、或105℃至160℃、或105℃至165℃、或105℃至160℃、或105℃至155℃、或105℃至150℃、或110℃至180℃、或110℃至175℃、或110℃至170℃、或110℃至165℃、或110℃至160℃、或110℃至155℃、或110℃至150℃、或110℃至145℃、或115℃至180℃、或115℃至175℃、或115℃至170℃、或115℃至167℃、或115℃至160℃、或115℃至155℃、或110℃至150℃、或115℃至145℃、或120℃至180℃、或120℃至175℃、或120℃至170℃、或120℃至165℃、或120℃至160℃、或120℃至155℃、或120℃至150℃、或120℃至145℃、或125℃至180℃、或125℃至175℃、或125℃至170℃、或125℃至165℃、或125℃至160℃、或125℃至155℃、或125℃至150℃、或125℃至145℃、或130℃至180℃、或130℃至175℃、或130℃至170℃、或130℃至165℃、或130℃至160℃、或130℃至155℃、或130℃至150℃、或130℃至145℃、或135℃至180℃、或135℃至175℃、或135℃至170℃、或135℃至170℃、或135℃至165℃、或135℃至160℃、或135℃至155℃、或135℃至150℃、或135℃至145℃、或140℃至180℃、或140℃至175℃、或140℃至170℃、或140℃至170℃、或140℃至165℃、或140℃至160℃、或140℃至155℃、或140℃至150℃、或140℃至145℃、或145℃至180℃、或145℃至175℃、或145℃至170℃、或145℃至170℃、或145℃至165℃、或145℃至160℃、或145℃至155℃、或145℃至150℃、或150℃至180℃、或150℃至175℃、或150℃至170℃、或150℃至165℃、或150℃至160℃、或150℃至155℃、或155℃至180℃、或155℃至175℃、或155℃至170℃、或155℃至165℃、或155℃至160℃、或160℃至180℃、或160℃至175℃、或160℃至170℃、或160℃至165℃、或165℃至180℃、或165℃至175℃、或165℃至170℃、或165℃至180℃、或165℃至175℃、或165℃至170℃、或170℃至180℃、或170℃至175℃、或175℃至180℃。

为使碳燃烧最小化,希望反应混合物的温度不大于165℃或不大于160℃。在本发明的方法中,氧化器废气的内容物包含COx,其中x为1或2,且氧化器废气中的COx的量为小于0.05摩尔COx/摩尔进料至反应介质的总可氧化进料,或不多于4摩尔COx/摩尔进料至反应介质的总可氧化进料,或至多6摩尔COx/摩尔进料至反应介质的总可氧化进料。可以通过COx生成率测定的碳燃烧可以如下计算:(CO摩尔数 + CO2摩尔数)/可氧化进料的摩尔数。本发明的方法中的低碳燃烧生成率可通过低反应温度和如上所述的催化剂组分的摩尔重量比的组合实现。

氧化反应可以在40至300 psia的压力下进行。泡罩塔合意地在40 psia至150psia的压力下操作。在搅拌釜容器中,合意地将压力设定为100 psia至300 psia。

将含有COx(CO和CO

在另一实施方案中,将从氧化器废气物流中回收的至少一部分氧化溶剂物流830送往过滤器,并然后送到洗涤溶剂物流320,以成为用于洗涤固-液分离区中存在的固体的洗涤溶剂物流320的一部分。在另一实施方案中,可以将惰性气体物流810排放到大气中。在再另一实施方案中,至少一部分惰性气体物流810可以用作容器惰化方法中的惰性气体,和或用作该方法中固体的传送气体。

可以在连续搅拌釜反应器中或在泡罩塔反应器中进行氧化。

通过氧化反应形成的FDCA合意地从反应混合物中沉淀出来。如果使用均相催化剂,反应混合物包含可氧化组合物、溶剂和催化剂,否则其包含可氧化组合物和溶剂。

氧化反应的产物是粗制二羧酸物流110,其包含作为固体的FDCA、溶解在溶剂中的FDCA、溶剂和副产物与中间产物,和均相催化剂体系(如果使用)。副产物的实例包括乙酰丙酸、琥珀酸和乙酰氧基乙酸。中间产物的实例包括5-甲酰基呋喃-2-甲酸(FFCA)和2,5-二甲酰基呋喃。

粗制二羧酸物流中的固体%为至少10重量%、或至少15重量%、或至少20重量%、或至少25重量%、或至少28重量%、或至少30重量%、或至少32重量%、或至少35重量%、或至少37重量%、或至少40重量%。尽管不存在上限,但作为实践,该量将不超过60重量%、或不大于55重量%、或不大于50重量%、或不大于45重量%、或不大于43重量%、或不大于40重量%、或不大于39重量%。在粗制二羧酸物流中的固体中,合意的是在每种情况下至少80重量%、或至少85重量%、或至少90重量%、或至少95重量%的固体是FDCA。

以下中间体、产物和杂质各自的规定量基于在氧化区100中的第一氧化反应器中制成的粗制羧酸组合物中的固体重量计。

粗制二羧酸物流中存在的中间体FFCA的量不受特别限制。合意地,量为小于4重量%、或小于3.5重量%、或小于3.0重量%、或小于2.5重量%,或至多2.0重量%、或至多1.5重量%、或至多1.0重量%、或至多0.8重量%,基于粗制二羧酸物流中存在的固体重量计。

如果在粗制二羧酸组合物中存在杂质,其包括如2,5-二甲酰基呋喃、乙酰丙酸、琥珀酸和乙酰氧基乙酸之类的化合物。如果有的话,这些化合物可以以0重量%至大约0.2重量%的量的2,5二甲酰基呋喃、0重量%至0.5重量%的量的乙酰丙酸、0重量%至0.5重量%的量的琥珀酸和0重量%至0.5重量%的量的乙酰氧基乙酸,和0重量%至1重量%、或0.01重量%至0.8重量%、或0.05重量%至0.6重量%的量的这些杂质的累积量存在,各自基于粗制二羧酸物流中存在的固体重量计。

在本发明的另一实施方案中,粗制二羧酸组合物110包含FDCA、FFCA和5-(乙氧基羰基)呋喃-2-甲酸(“EFCA”)。粗制二羧酸组合物110中的EFCA可以以至少0.05重量%、或至少0.1重量%、或至少0.5重量%,且在每种情况下至多大约4重量%、或至多大约3.5重量%、或至多3重量%、或至多2.5重量%、或至多2重量%的量存在,基于粗制二羧酸物流中存在的固体重量计。

基于固体且在干燥区步骤后测得的FDCA的收率为至少60%、或至少65%、或至少70%、或至少72%、或至少74%、或至少76%、或至少78%、或至少80%、或至少81%、或至少82%、或至少83%、或至少84%、或至少85%、或至少86%、或至少87%、或至少88%、或至少89%、或至少90%、或至少91%、或至少92%、或至少94%、或至少95%,且至多99%、或至多98%、或至多97%、或至多96%、或至多95%、或至多94%、或至多93%、或至多92%、或至多91%、或至多90%、或至多89%。例如,收率可以为70%至至多99%、或74%至至多98%、或78%至至多98%、或80%至至多98%、或84%至至多98%、或86%至至多98%、或88%至至多98%、或90%至至多98%、或91%至至多98%、或92%至至多98%、或94%至至多98%、或95%至至多99%。

收率被定义为所得FDCA的质量除以基于原材料用量应产生的FDCA的理论量。例如,如果将1摩尔或126.11克5-HMF氧化,则理论上将生成1摩尔或156.01克FDCA。如果例如形成的FDCA的实际量仅为150克,则这一反应的收率被计算为 = (150/156.01) x 100,其等于96%的收率。同样的计算适用于使用5-HMF衍生物或混合进料进行的氧化反应。

干燥固体或湿滤饼的最大b*不受特别限制。但是,不大于20、或不大于19、或不大于18、或不大于17、或不大于16、或不大于15、或不大于10、或不大于8、或不大于6、或不大于5、或不大于4、或不大于3的b*是合意的,而不必对粗制羧酸组合物施以氢化。但是,如果降低的b*对特定应用是重要的,则可以对粗制羧酸组合物施以氢化。

b*是在基于光谱反射率的仪器上测得的三色属性之一。可以通过本领域中已知的任何装置测量颜色。Hunter Ultrascan XE仪器通常是测量装置。正读数表示黄度(或蓝色的吸光度),而负读数表示蓝度(或黄色的吸光度)。

在下一步骤中(其是任选步骤),可以将粗制二羧酸物流110进料至冷却区200,以生成冷却的粗制二羧酸浆料物流210和包含溶剂蒸气的第一溶剂蒸气物流220。可以通过本领域中已知的任何手段实现粗制羧酸浆料物流110的冷却。通常,冷却区200是闪蒸罐。可以将所有或一部分粗制二羧酸物流110进料至冷却区。

可以将所有或一部分粗制二羧酸物流110进料至固-液分离区300而不首先进料至冷却区200。因此,可以完全没有或只有一部分在冷却区200中冷却。离开冷却区的物流210的温度可以为35℃至160℃、55℃至120℃,且优选75℃至95℃。

将粗制二羧酸物流110,或210(如果经过冷却区)进料至固-液分离区300,以生成包含FDCA的粗制羧酸湿滤饼物流310。可在单个固-液分离装置或多个固-液分离装置中实现将粗制羧酸物流分离、洗涤和脱水的功能。固-液分离区300包括至少一个能够分离固体和液体、用洗涤溶剂物流320洗涤固体并将洗过的固体中的湿度%降至小于30重量%的固-液分离装置。合意地,固-液分离装置能将水分%降至小于20重量%、或小于15重量%、且优选10重量%或更小。适用于固液分离区的设备通常可以包括,但不限于,以下类型的装置:所有类型的离心机,包括但不限于滗析器和碟式离心机(disc stack centrifuges)、无孔转鼓离心机(solid bowl centrifuges)、旋风分离器、转鼓过滤器、带式过滤器、加压叶片式过滤器、烛式过滤器等。用于固液分离区的优选固液分离装置是连续压力鼓过滤器,或更尤其是连续加压转鼓式过滤器。固-液分离器可连续或间歇模式操作,尽管要认识到,对于商业方法,连续模式是优选的。

进料至固-液分离区300的粗制羧酸浆料物流(如果冷却,作为物流210)的温度可以为35℃至160℃,55℃至120℃,并优选为75℃至95℃。

洗涤物流320包含适用于从固体中置换和洗涤母液的液体。例如,洗涤溶剂包含乙酸、或乙酸和水、醇或水,在每种情况下至多为100%的量。洗涤溶剂的温度可以为20℃至180℃,或40℃至150℃,或50℃至130℃。所用洗涤溶剂的量被定义为洗涤比,并等于基于间歇或连续的洗液质量(mass of wash)除以固体质量。洗涤比可以为大约0.3至大约5、大约0.4至大约4、且优选大约0.5至3。

可以用相同洗涤溶剂或用不同洗涤溶剂多次洗涤。例如,在包含乙酸的一次洗涤后可接着包含下游酯化反应区中所用的醇的二次洗涤。

在固液分离区300中洗涤固体后,将它们脱水。脱水可以在固液分离区中进行,或其可以是与固-液分离装置分开的装置。脱水涉及将与固体一起存在的水分质量降至小于30重量%、小于25重量%、小于20重量%、且最优选小于15重量%,以生成包含FDCA的粗制羧酸湿滤饼物流310。在已用洗涤溶剂洗涤固体后,可以在过滤器中通过使气体物流经过固体以置换游离液体而实现脱水。或者,可以在多孔转鼓或无孔转鼓离心机中通过离心力实现脱水。

可在固-液分离区300中实施一次或多次洗涤。固-液分离区300中的一次或多次洗涤,优选至少最后一次洗涤包含如下文进一步定义的羟基官能化合物,如醇(例如甲醇)。通过这种方法,产生包含液体形式的羟基官能化合物,如甲醇的湿滤饼物流310。湿滤饼中的液体形式的羟基官能化合物的量可以为基于湿滤饼物流中的液体重量计至少50重量%、或至少75重量%、或至少85%重量%、或至少95重量%的羟基官能化合物,如甲醇。采用这种用羟基官能化合物洗涤的技术的优点在于可以将一部分或所有湿滤饼进料至酯化区500而不经受或绕过将湿滤饼进料至固-液分离区后的干燥区400中的用于干燥湿滤饼的容器的步骤。

在一个实施方案中,100%的湿滤饼物流310在湿滤饼没有经过或经受用于干燥来自固液分离区300的湿滤饼的容器的情况下进料至酯化反应区500。

在固-液分离区300中生成的物流330是包含氧化溶剂、催化剂和杂质的液体母液物流。如果需要,可以将一部分母液物流330进料至净化区(purge zone)900,并以可将一部分进料回第一氧化区100,其中一部分是基于液体的重量计至少5重量%。在固-液分离区300中还生成洗涤液物流340,并包含物流210中存在的母液的一部分和洗涤溶剂,其中洗涤液物流中母液质量对洗涤溶剂质量的比小于3,且优选小于2。在固-液分离区300中分离进料至固-液分离区200的粗制羧酸物流中存在的母液的5%至95%,30%至90%,且最优选40%至80%,以生成母液物流330,以使存在于置换的母液中的包含杂质的溶解物不在方法中继续前进。母液物流330含有从粗制二羧酸中除去的溶解杂质。

将足够的羟基官能化合物,如醇(例如甲醇)进料至固液分离区300,使其变得与存在的固体混合,产生可泵送的低杂质浆料物流310,其重量%固体为1%至50%、10%至40%,且物流310中的重量%固体优选为25%至38%。

在一个实施方案中,将置换的母液物流330的5重量%至100重量%送往净化区900,其中分离出物流330中存在的一部分杂质,并作为清除物流(purge stream)920离开方法,其中一部分是5重量%更多。回收的溶剂物流910包含从物流330中分离出的溶剂和催化剂,并再循环到方法。回收的溶剂物流910可以再循环到第一氧化区100并含有在物流330中进入净化区900的催化剂的多于30%。再循环到第一氧化区100的物流910可含有在基于连续或间歇的物流330中进入净化区900的催化剂的多于50重量%、或多于70重量%、或多于90重量%。

任选地,至多100%的一部分粗制羧酸组合物可在经过固液分离区300前直接送往第二氧化区(未显示)。

通常,第二氧化区中的氧化在比第一氧化区100中的氧化更高的温度下,从而增强杂质脱除。在一个实施方案中,第二氧化区在比第一氧化区100中的氧化温度高大约30℃、20℃且优选10℃的温度下操作,从而增强杂质脱除。第二氧化区可以被经由物流的溶剂蒸气或水蒸汽直接加热,或通过本领域中已知的任何手段间接加热。

在第二氧化区中可以通过涉及重结晶或晶体生长和杂质与中间体(包括FFCA)的氧化的机制实现粗制羧酸物流的额外提纯。第二氧化区的功能之一是将FFCA转化成FDCA。FFCA被认为对聚酯缩合反应是单官能的,因为其仅含有一个羧酸。FFCA存在于粗制羧酸组合物物流中。FFCA在第一氧化区100中生成,因为5-HMF到FFCA的反应可以为FFCA到所需双官能产物FDCA的反应速度的大约八倍。附加空气或分子氧可以将相当一部分的部分氧化产物如FFCA氧化成相应的羧酸FDCA所需的量进料至第二氧化区。通常,离开第一氧化区的粗制羧酸组合物中存在的FFCA的至少70重量%、或至少80重量%、或至少90重量%可以在第二氧化区中转化成FDCA。干燥的纯化FDCA产物中的显著浓度的单官能分子,如FFCA对聚合过程特别有害,因为它们可在聚酯缩合反应的过程中充当链终止剂。

如果使用第二氧化区,可以将第二氧化浆料结晶以形成结晶浆料物流。来自结晶区的蒸气可以在至少一个冷凝器中冷凝,并送回结晶区或再循环,或其可以取出并送往能量回收装置。结晶器废气可以排出并送往回收系统,在此除去溶剂,并且可例如在催化氧化单元中通过焚烧处理含有VOC's的结晶器废气。可以通过将第二氧化浆料冷却到大约40℃至大约175℃的温度,以形成结晶浆料物流来操作结晶器。

如果需要,结晶浆料物流可以随后经受冷却区200,并且方法如上所述继续。

代替使用湿滤饼,其可制成干燥固体。在固液分离区300中产生的湿滤饼可以在干燥区400中干燥以生成干燥纯化羧酸固体410和蒸气物流420。蒸气物流420通常包含在固液分离区中使用的洗涤溶剂蒸气,并可另外含有在第一氧化区中使用的溶剂。干燥区400包括至少一个干燥器并可以通过能够蒸发纯化湿滤饼物流中剩余的挥发物的至少10%的本领域中已知的任何手段实现,以产生干燥纯化羧酸固体。例如,间接接触干燥器包括但不限于旋转蒸汽管式干燥器、Single Shaft Porcupine干燥器和Bepex Solidaire干燥器。直接接触干燥器包括但不限于流化床干燥器和在传送线路中的干燥。

包含纯化FDCA的干燥纯化羧酸固体可以是具有小于8%水分,优选小于5%水分,并更优选小于1%水分,且再更优选小于0.5%,且仍更优选小于0.1%的羧酸组合物。

可以利用真空系统从干燥区400中抽出蒸气物流420。如果以这种方式使用真空系统,则干燥器出口处的压力可以为大约760 mmHg至大约400 mmHg、大约760 mmHg至大约600mmHg、大约760 mmHg至大约700 mmHg、大约760 mmHg至大约720 mmHg、和大约760 mmHg至大约740 mmHg,其中以高于绝对真空的mmHg测量压力。

干燥纯化羧酸固体,或湿滤饼中的固体合意地具有小于大约9.0、或小于大约6.0、或小于大约5.0、或小于大约4.0.或小于大约3的b*。

应该认识到,先前描述的工艺区域可以以任何其它逻辑顺序使用以产生干燥纯化羧酸。还应该认识到,当工艺区域重新排序时,工艺条件可改变。还应该理解的是,所有百分比值是重量百分比。

干燥区400的一个功能是通过蒸发除去可以存在于粗制羧酸湿滤饼物流310中的氧化溶剂,其包含具有2至6个碳的单羧酸。粗制羧酸湿滤饼物流310中的%水分通常为4.0重量%至30重量%,取决于固-液分离区300中的操作条件。如果例如物流310的液体部分是大约90%乙酸,则物流310中存在的乙酸量可以为大约3.6重量%至27重量%。合意地是在酯化区500前除去乙酸,因为乙酸将与区500中存在的醇反应,以产生不想要的副产物。例如,如果将甲醇进料至酯化区500,以便与FDCA反应,其也会与存在的乙酸反应以形成乙酸甲酯并因此消耗甲醇和生成不想要的副产物。合意地是将进料至酯化区500的包含FDCA的粗制羧酸物流的乙酸含量最小化到小于3.6重量%,优选小于1重量%,且更优选小于0.5重量%,且最优选小于0.1重量%。实现其的一种方法是在将粗制羧酸送往酯化区500之前干燥包含乙酸的粗制羧酸湿滤饼物流310。不使用干燥区400的使送往酯化区500的粗制羧酸物流410中的氧化溶剂(包含具有2至5个碳的单羧酸)最少化到可接受的水平的另一种方法是在固-液分离区300中进行非单羧酸的一个或多个洗涤以用包含与酯化区500的化学组成相容的任何洗涤溶剂的洗液从固体中洗掉氧化溶剂,从而生成适合直接送往酯化区500而不用在干燥区400中干燥的粗制羧酸湿滤饼物流310。可接受的洗涤溶剂包含不会在酯化区500中产生不合意的副产物的溶剂。例如,水是可接受的洗涤溶剂以在固-液分离区300中从固体中置换乙酸。另一种可接受的洗涤溶剂是将在酯化区500中用作反应物的醇。在固液分离区300中可以进行多次和分开的洗涤。洗涤进料可以包含至多100重量%的水。洗涤进料可以包含至多100重量%的醇。洗涤进料可以包含至多100重量%的甲醇。洗涤进料可以包含在酯化区500中用于与FDCA反应以形成二酯产物的相同的醇。在一个实施方案中,在固液分离区300中形成湿滤饼之后和在使用任何非乙酸洗液之前,可以使用湿滤饼脱水步骤。这种脱水步骤将在用非乙酸洗涤溶剂,如上文所述的水和/或甲醇洗涤之前将湿滤饼的液体含量最小化,因此使得分离在固-液分离区300中生成的乙酸和非乙酸洗涤溶剂的任何混合物的成本最小化。

将包含FDCA的固体二羧酸组合物410(其可以是干燥的羧酸固体或湿滤饼)和醇组合物物流520进料至酯化反应区500。固体二羧酸组合物410可以经由卡车、轮船或铁路作为固体运输。但是,本发明的一个优点在于可以将含有呋喃基团的可氧化材料的氧化工艺与粗制二酯组合物的制造工艺集成。在一个实施方案中,方法的规模是商业规模,其中固体二羧酸组合物410的质量流量为基于二羧酸固体计至少100吨/年、基于二羧酸固体计至少1000吨/年、基于二羧酸固体计至少10,000吨/年、或基于二羧酸固体计至少20,000吨/年、或基于二羧酸固体计至少30,000吨/年。在一个实施方案中,方法的规模是商业规模,其中固体二羧酸组合物410的质量流量为基于二羧酸固体计至少100吨/年、基于二羧酸固体计至少1000吨/年、基于二羧酸固体计至少10,000吨/年、或基于二羧酸固体计至少20,000吨/年、或基于二羧酸固体计至少30,000吨/年。

集成法包括将两个制造设施(一个用于氧化,且另一个用于酯化)共同安置在彼此的10英里内、或5英里内、或4英里内、或3英里内、或2英里内、或1英里内或½英里内。集成法还包括将两个制造设施与彼此固体或流体连通。如果产生固体二羧酸组合物,则可以通过任何合适的手段,如空气或传送带将固体传送到酯化设施。如果产生湿滤饼二羧酸组合物,则湿滤饼可以通过传送带移动或作为液体浆料泵送到酯化设施。

集成法包括将两个制造设施(一个用于氧化以产生FDCA,并且一个用于FDCA的聚合以产生包含聚酯的组合物)共同安置在彼此的10英里内、或5英里内、或4英里内、或3英里内、或2英里内、或1英里内或½英里内。在本发明的一个实施方案中,聚酯可以包含PEF(聚呋喃二甲酸乙二醇酯)。在本发明的另一实施方案中,组合物可以包含至少10重量% PEF,或包含至少20重量% PEF,或可以包含至少30重量% PEF,或可以包含至少40重量% PEF,或可以包含至少50重量% PEF,或可以包含至少60重量% PEF,或可以包含至少70重量% PEF,或可以包含至少80重量% PEF,或可以包含至少90重量% PEF,或可以包含至少95重量% PEF,或可以包含至少98重量% PEF。

集成法还包括将两个制造设施与彼此固体或流体连通。如果产生固体二羧酸组合物,则可以通过任何合适的手段,如空气或传送带将固体传送到聚合设施。如果产生湿滤饼二羧酸组合物,则湿滤饼可以通过传送带移动或作为液体浆料泵送到聚合设施。在一个实施方案中,在一个实施方案中,集成法的规模是商业规模,其能够生产基于二羧酸固体计至少100吨/年、基于二羧酸固体计至少1000吨/年、基于二羧酸固体计至少10,000吨/年、或基于二羧酸固体计至少20,000吨/年、或基于二羧酸固体计至少30,000吨/年。在一个实施方案中,集成法的规模是商业规模,其能够生产基于二羧酸固体计至少100吨/年、基于二羧酸固体计至少1000吨/年、基于二羧酸固体计至少10,000吨/年、或基于二羧酸固体计至少20,000吨/年、或基于二羧酸固体计至少30,000吨/年。

集成法包括将两个制造设施(一个用于酯化,且另一个用于DAFD和/或DMFD的聚合以产生包含聚酯的组合物)共同安置在彼此的10英里内、或5英里内、或4英里内、或3英里内、或2英里内、或1英里内或½英里内。在本发明的另一实施方案中,聚酯包含PEF。集成法还包括将两个制造设施与彼此固体或流体连通。如果产生固体二羧酸组合物,则可以通过任何合适的手段,如空气或传送带将固体传送到酯化设施。如果产生湿滤饼二羧酸组合物,则湿滤饼可以通过传送带移动或作为液体浆料泵送到酯化设施。

在本发明的另一实施方案中,酯化反应区包括至少一个反应器以使FDCA与醇化合物反应以形成粗制二酯组合物(所述粗制二酯组合物包含呋喃-2,5-二甲酸二烷基酯(“DAFD”)、醇化合物、5-(烷氧基羰基)呋喃-2-甲酸(ACFC)、呋喃-2-甲酸烷基酯(AFC)和5-甲酰基呋喃-2-甲酸烷基酯(AFFC))来生产呋喃二甲酸,所述酯化反应区包括至少一个先前用于对苯二甲酸二甲酯(DMT)工艺的反应器。这些工艺可以是本领域中已知的任何DMT工艺。在本文中通过引用并入的美国专利8,541,616中给出一个实例。例如,这一专利涉及由富含MHT(1,4-苯二甲酸,1-甲酯或对苯二甲酸单甲酯)的物流获得DMT的方法。在本发明的另一实施方案中,酯化反应区可以包括分离装置,其先前已经在DMT方法中使用。该分离装置可以是用于在DMT方法中提供分离的任何装置。例如,分离可以包括但不限于蒸馏塔。

在本发明的另一实施方案中,可以使FDCA和/或DAFD聚合;其中聚合反应在至少一个先前用于聚酯反应的反应器中进行。方法适用于任何聚酯。这样的聚酯包含至少一个二羧酸残基和至少一个二醇残基。更具体地,合适的二羧酸包括优选具有8至14个碳原子的芳族二羧酸、优选具有4至12个碳原子的脂族二羧酸或优选具有8至12个碳原子的脂环族二羧酸。二羧酸的实例包括对苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、萘-2,6-二甲酸、环己烷二甲酸、环己烷二乙酸、二苯基-4,4'-二甲酸、二苯基-3,4'-二甲酸、2,2,-二甲基-1,3-丙二醇、二羧酸(dicarboxylic acid)、琥珀酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、它们的混合物等。酸组分可以用其酯实现,如用对苯二甲酸二甲酯。

合适的二醇包含优选具有6至20个碳原子的脂环族二醇或优选具有2至20个碳原子的脂族二醇。这样的二醇的实例包括乙二醇(EG)、二乙二醇、三乙二醇、1,4-环己烷-二甲醇、丙-1,3-二醇、丁-1,4-二醇、戊-1,5-二醇、己-1,6-二醇、新戊二醇、3-甲基戊二醇-(2,4)、2-甲基戊二醇-(1,4)、2,2,4-三甲基戊二醇-(1,3)、2-乙基己二醇-(1,3)、2,2-二乙基丙二醇-(1,3)、己二醇-(1,3)、1,4-二-(羟基乙氧基)-苯、2,2-双-(4-羟基环己基)-丙烷、2,4-二羟基-1,1,3,3-四甲基-环丁烷、2,2,4,4四甲基环丁二醇、2,2-双-(3-羟基乙氧基苯基)-丙烷、2,2-双-(4-羟基丙氧基苯基)-丙烷、异山梨醇、氢醌、BDS-(2,2-(磺酰基双)4,1-亚苯氧基))双(乙醇)、它们的混合物等。可由一种或多种上述类型的二醇制备聚酯。

可以使用本领域中已知的任何聚酯设备或工艺。

在本发明的另一实施方案中,可以通过聚合生产包含PEF的聚合物,其中聚合在先前用于PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)设备的至少一个反应器中进行。可以使用本领域中已知的任何PET设备或工艺。已经开发出各种PET工艺。例如,在美国专利号2,829,153和2,905,707中公开了用乙二醇(“EG”)蒸气作为反应物制成的PET。已经公开了多个搅拌釜以获得对反应的附加控制(美国专利号4,110,316和WO 98/10007)。美国专利号3,054,776公开了在反应器之间使用较低压降,而美国专利号3,385,881公开了在一个反应器外壳内的多个反应器阶段。如美国专利号3,118,843;3,582,244;3,600,137;3,644,096;3,689,461;3,819,585;4,235,844;4,230,818;和4,289,895中所述改进这些设计,以解决与夹带或堵塞、热集成、热传递、反应时间、反应器数量等有关的问题。这一段中所附的所有专利通过引用并入本文。

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