ٹیریفتھلک ایسڈ (PTA)19ویں صدی میں دریافت ہوا۔ یہ 1949 تک نہیں تھا جب برطانیہ کی بینیمین کیمیکل انڈسٹری کمپنی نے پایا کہ پی ٹی اے (یا اس کا مشتق ڈائمتھائل ٹیریفتھلیٹ) پالئیےسٹر کی پیداوار کے لیے بنیادی خام مال تھا جسے بڑے پیمانے پر تیار کیا جانا شروع ہوا۔ 1981 میں، عالمی پی ٹی اے کی پیداوار 3.485 ملین ٹن تک پہنچ گئی۔ پہلی صنعتی پیداوار کا طریقہ نائٹرک ایسڈ آکسیکرن تھا۔ پالئیےسٹر انڈسٹری کی ترقی کے ساتھ، مختلف قسم کے خام مال سے اور مختلف طریقوں سے PTA تیار کرنے کا ایک طریقہ تیار کیا گیا ہے (تصویر 1)۔ سب سے زیادہ کفایتی اور وسیع پیمانے پر استعمال شدہ طریقہ پی-زائلین کو خام مال کے طور پر استعمال کرتے ہوئے ہائی ٹمپریچر مائع فیز آکسیکرن طریقہ ہے (کلر چارٹ دیکھیں)، جس کی پیداوار زیادہ اور مختصر عمل ہے۔ p-xylene کے کم درجہ حرارت کے آکسیکرن میں ہلکے رد عمل کے حالات اور تھوڑا سا سنکنرن ہوتا ہے، لیکن یہ عمل طویل ہے اور صرف چند فیکٹریوں میں استعمال ہوتا ہے۔ یہ بھی تجویز کیا گیا ہے کہ p-xylene کو پہلے ammoniated اور p-phenylenenitrile پیدا کرنے کے لیے آکسائڈائز کیا جاتا ہے، اور پھر PTA پیدا کرنے کے لیے ہائیڈرولائز کیا جاتا ہے۔ تاہم، یہ طریقہ بڑے پیمانے پر تیار نہیں کیا گیا ہے. پی-زائلین کو مخلوط زائلین سے الگ کرنے کی زیادہ لاگت کی وجہ سے، دوسرے خام مال سے شروع ہونے والے کچھ طریقے بھی تیار کیے گئے ہیں۔ اگرچہ ان میں سے کچھ طریقوں کو طویل عرصے سے صنعتی بنایا گیا ہے، لیکن وہ تیار نہیں ہوئے ہیں، جبکہ دیگر صرف درمیانی تجرباتی مرحلے میں ہیں۔
p-xylene کا اعلی درجہ حرارت مائع مرحلہ آکسیکرن:
یہ قانون سب سے پہلے امریکی قرون وسطی کی کمپنی اور برطانوی بنیمن کیمیکل انڈسٹری کمپنی نے 1955 میں تجویز کیا تھا اور اسے 1958 میں امریکن اموکو کیمیکل کمپنی نے صنعتی بنایا تھا۔ کل رد عمل کا فارمولا ہے (تصویر 1):
تاہم، اصل عمل بہت زیادہ پیچیدہ ہے. کچھ لوگوں کا خیال ہے کہ یہ مندرجہ ذیل مراحل سے ہوتا ہے (تصویر 2):
چونکہ دوسرے میتھائل گروپ کو آکسائڈائز کرنا آسان نہیں ہے، اس لیے رد عمل کا عمل p-methylbenzoic acid یا p-carboxybenzaldehyde کے مرحلے پر روکنا آسان ہے۔ آکسیڈیشن ری ایکشن کو جاری رکھنے کے لیے، اموکو کیمیکل کمپنی اعلی درجہ حرارت کے عمل کو اپناتی ہے اور کوبالٹ ایسٹیٹ مینگنیج ایسٹیٹ کیٹالسٹ میں کوکیٹیلیسٹ برومائیڈ (عام طور پر ٹیٹرابروموتھین) شامل کرتی ہے۔
برومائڈ کے ذریعہ تیار کردہ برومین چین آکسیکرن رد عمل کو متحرک کرسکتا ہے جو آزاد ریڈیکلز پیدا کرتا ہے۔ آکسیکرن رد عمل عام طور پر ٹاور ری ایکٹر میں کیا جاتا ہے۔ رد عمل کا درجہ حرارت {{0} ڈگری ہے، لیکن ان میں سے اکثر 200 ڈگری سے زیادہ ہیں۔ زیادہ درجہ حرارت رد عمل کو تیز کر سکتا ہے اور درمیانی مصنوعات کو کم کر سکتا ہے، لیکن سڑنے سے ضمنی مصنوعات بھی بڑھ جاتی ہیں۔ چونکہ رد عمل کی حرارت کو پانی اور سالوینٹ ایسٹک ایسڈ کے ذریعے خارج کیا جاتا ہے جو بخارات کے رد عمل سے پیدا ہوتا ہے، اس لیے رد عمل کا دباؤ بخارات کی مقدار سے متعلق ہے، عام طور پر 15-3.0mpa۔ رہائش کا وقت 0.5 ~ 3H ہے۔ کوبالٹ ایسیٹیٹ اور مینگنیج ایسیٹیٹ کے ارتکاز میں اضافہ رہائش کا وقت کم کر سکتا ہے یا رد عمل کے درجہ حرارت کو کم کر سکتا ہے۔ اعلی درجہ حرارت کے آکسیکرن عمل میں p-xylene کی پیداوار 90 فیصد سے زیادہ تک پہنچ سکتی ہے۔ اعلی ردعمل کے درجہ حرارت اور برومین کی موجودگی کی وجہ سے، جس میں مضبوط سنکنرن اثر ہوتا ہے، ری ایکٹر کو ٹائٹینیم یا ٹائٹینیم استر مواد کی ضرورت ہوتی ہے۔
پی ٹی اے میں ایسٹک ایسڈ میں حل پذیری بہت کم ہے، اور آکسیڈیشن پروڈکٹ سلوری کی شکل میں ہے۔ سینٹرفیوگریشن اور خشک ہونے کے بعد، ٹھوس خام پی ٹی اے حاصل کیا جاتا ہے۔ سب سے زیادہ نقصان دہ نجاست p-carboxybenzaldehyde (مواد: 1000-5000ppm) ہے۔ خام پی ٹی اے کو ڈائمتھائل ٹیریفتھلیٹ کے ذریعے پالئیےسٹر تیار کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، لیکن ایک بہتر طریقہ صاف کرنا ہے، صاف شدہ پی ٹی اے کو براہ راست پالئیےسٹر کے خام مال کے طور پر استعمال کرنا۔ عام طور پر استعمال ہونے والا ریفائننگ طریقہ ہائیڈروجنیشن طریقہ ہے جسے اموکو نے اپنایا ہے، یعنی خام پی ٹی اے کو زیادہ درجہ حرارت اور دباؤ میں پانی میں تحلیل کیا جاتا ہے، پھر پیلیڈیم کیٹیلسٹ کی موجودگی میں نجاست کو ہائیڈروجنیٹ کیا جاتا ہے، اور پھر فائبر گریڈ حاصل کرنے کے لیے کرسٹلائز اور فلٹر کیا جاتا ہے۔ (پاکیزگی کی تفصیلات کتائی کے لیے موزوں ہیں)۔ مصنوعات میں p-carboxybenzaldehyde کا مواد 25ppm سے کم ہو سکتا ہے۔ ریفائننگ کے عمل میں ٹیریفتھلک ایسڈ کی پیداوار 97 فیصد سے زیادہ ہے۔ ہائیڈروجنیشن کے علاوہ، ریفائننگ کے طریقوں میں سربلندی شامل ہے۔
p-xylene کا کم درجہ حرارت آکسیکرن اس طریقہ کار کے رد عمل کا درجہ حرارت عام طور پر 150 ڈگری سے کم ہوتا ہے۔ اگرچہ کوبالٹ ایسیٹیٹ کو بھی اتپریرک کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، برومائڈ استعمال نہیں کیا جاتا ہے۔ اس وقت، دوسرے میتھائل گروپ کو کاربوکسائل گروپ میں تبدیل کرنے کے لیے، عام طور پر ایک کو آکسائیڈ شامل کرنا ضروری ہے جو آکسیڈیشن کے رد عمل کے دوران پیرو آکسائیڈ پیدا کرنے کا خطرہ رکھتا ہو۔ مثال کے طور پر، امریکن موبل کیمیکل کمپنی میتھائل ایتھائل کیٹون استعمال کرتی ہے، امریکن ایسٹ مین کوڈک کمپنی ایسٹالڈہائیڈ استعمال کرتی ہے، اور جاپانی ٹورے کمپنی ٹرائیمتھائل ایسٹیلڈہائیڈ استعمال کرتی ہے۔ یہ مادے آکسیڈیشن کے بعد ایسٹک ایسڈ بھی تیار کرتے ہیں، اور ایسٹک ایسڈ وہ سالوینٹ ہے جو آکسیکرن کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ ردعمل کے حالات درج ذیل ہیں: درجہ حرارت 120 ~ 150 ڈگری ہے، دباؤ 3Mpa ہے، اور پیداوار 96 فیصد ہے۔ کم درجہ حرارت کے آکسیکرن طریقہ میں کوئی برومائڈ اور کم رد عمل کا درجہ حرارت نہیں ہے، لہذا ری ایکٹر ٹائٹینیم مواد استعمال نہیں کر سکتا۔
Phthalic اینہائیڈرائڈ ٹرانسپوزیشن طریقہ:
ہینکل کمپنی کے پیٹنٹ (تصویر 4 میں 11، 12، 13 اور 16 کے عمل) کو ہینکل I طریقہ بھی کہا جاتا ہے۔ صنعت کاری جاپانی Teijin کمپنی کی طرف سے محسوس کیا گیا تھا. اس طریقہ کار میں، phthalic anhydride کو پہلے dipotassium phthalate میں تبدیل کیا جاتا ہے، dipotassium terephthalate کو ٹرانسپوزیشن ری ایکشن کے ذریعے حاصل کیا جا سکتا ہے، اور پھر PTA کو تیزابیت (یا تیزابیت کے ذریعے) حاصل کیا جا سکتا ہے۔ ان مراحل میں سب سے مشکل ٹرانسپوزیشن ری ایکشن ہے۔ اس رد عمل میں کیڈمیم یا زنک کیٹالسٹ کا استعمال کیا جاتا ہے۔ رد عمل کا درجہ حرارت 350-450 ڈگری ہے، دباؤ 1-5 ایم پی اے ہے، اور ری ایکٹر کی ساخت بھی بہت پیچیدہ ہے۔ سلفیورک ایسڈ کے ساتھ تیزابیت کے بعد پیدا ہونے والے پوٹاشیم سلفیٹ کو ری سائیکلنگ کے لیے پوٹاشیم ہائیڈرو آکسائیڈ میں تبدیل کرنا بہت مشکل ہے، اس لیے اسے صرف پوٹاشیم کھاد کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ Henkel I کا عمل خام مال میں مہنگا اور ٹیکنالوجی میں پیچیدہ ہے۔ لہذا، اگرچہ یہ صنعتی ہو گیا ہے، یہ مقبول نہیں ہوا ہے.
ٹولین آکسیکرن غیر متناسب طریقہ:
Henkel II طریقہ کے طور پر بھی جانا جاتا ہے (یعنی تصویر 4 میں 1، 12، 14 اور 16 عمل)۔ یعنی، ٹولین کو خام مال کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، اور بینزوک ایسڈ کو پہلے آکسیڈیشن کے ذریعے تیار کیا جاتا ہے، اور اس کا پوٹاشیم نمک غیر متناسب ہوتا ہے تاکہ بینزین اور ڈپوٹاشیم ٹیریفتھلیٹ پیدا ہو، جو پی ٹی اے بنانے کے لیے تیزابیت سے بنے۔ سب سے اہم ایک غیر متناسب ردعمل ہے، جو 400 ڈگری، 2MPa اور کاربن ڈائی آکسائیڈ کی موجودگی پر کیا جاتا ہے۔ اس قانون کو جاپان میں مٹسوبشی کیمیکل انڈسٹری کارپوریشن نے 1963 میں صنعتی بنایا تھا۔ اسے زیادہ لاگت کی وجہ سے 1975 میں بند کر دیا گیا تھا۔ تاہم، چونکہ خام مال ٹولیون p-xylene سے بہت سستا ہے، اس لیے کچھ ممالک میں کچھ کمپنیاں اب بھی اس طریقہ کا مطالعہ کر رہی ہیں اور اسے بہتر بنا رہی ہیں۔