JP2000189753A - Treatment of waste gas from oxidation reaction - Google Patents

Treatment of waste gas from oxidation reaction

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JP2000189753A
JP2000189753A JP10367153A JP36715398A JP2000189753A JP 2000189753 A JP2000189753 A JP 2000189753A JP 10367153 A JP10367153 A JP 10367153A JP 36715398 A JP36715398 A JP 36715398A JP 2000189753 A JP2000189753 A JP 2000189753A
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exhaust gas
oxidation reaction
energy recovery
oxidation
treating
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Hiroshi Suzuki
弘 鈴木
Norio Taniguchi
憲生 谷口
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Mitsui Chemicals Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method in which the bromine compd. such as methyl bromide and the combustible material incorporated in waste gas are efficiently burned and removed and pressure and heat energy are economically and sufficiently recovered from the high temp. combustion waste gas obtained by that process in a waste gas treating stage in which the waste gas generated from an oxidation reaction vessel is detoxified at the time of producing an arom. carboxylic acid by subjecting an alkyl arom. compd. to liquid phase oxidation with oxygen-containing gas in the presence of an oxidizing catalyst by using an aliphat. carboxylic acid solvent under pressure in the oxidation reaction vessel. SOLUTION: In the treating method of the waste gas from oxidation reaction, the treating method of the waste gas is subjected to combustion treatment, then the pressure and the heat energy are recovered at the first energy recovering system till the temp. in which the waste gas temp. does not become lower than it dew point, moreover, the energy is recovered at the second energy recovering system till the temp. in which the waste gas temp. becomes lower than its dew point, then a harmful material is removed by absorption.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、酸化反応排ガスの
処理方法に関する。より詳しくは、酸化反応器中で脂肪
族カルボン酸を含む反応溶媒中、アルキル芳香族化合物
を酸素含有ガスにより酸化触媒存在下に液相酸化して芳
香族カルボン酸を製造する際、酸化反応器からの排ガス
を燃焼処理し、処理後の排ガスから、より多くのエネル
ギーを経済的に回収するための排ガス処理方法に関す
る。
[0001] The present invention relates to a method for treating an oxidation reaction exhaust gas. More specifically, when an aromatic carboxylic acid is produced by subjecting an alkyl aromatic compound to liquid phase oxidation with an oxygen-containing gas in the presence of an oxidation catalyst in a reaction solvent containing an aliphatic carboxylic acid in an oxidation reactor, The present invention relates to an exhaust gas treatment method for combusting exhaust gas from wastewater and economically recovering more energy from the treated exhaust gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】酸化反応器中、加圧下に、酢酸等の低級
脂肪族カルボン酸を含む反応溶媒を用いて、メチル置換
芳香族化合物を重金属化合物および臭素化合物を含む触
媒の存在下、酸素含有ガスと接触させて液相酸化し、芳
香族カルボン酸を製造する方法は、既に工業的に行なわ
れている。例えばテレフタル酸の製造では、酸化反応器
中に原料としてパラキシレン、溶媒の酢酸および触媒の
混合物、ならびに空気を導入して酸化反応を行う。この
ような製造方法において、酸化反応器から発生する酸化
反応排ガス中には、環境汚染物質である臭化メチル等の
臭素化合物のほか、未反応原料であるパラキシレン等の
アルキル芳香族化合物、ベンゼン、溶媒の酢酸等の脂肪
族カルボン酸、一酸化炭素等の可燃性物質が含まれてい
る。特に、排ガス中に微量存在する臭化メチルは、その
ままでは除去が困難である。
2. Description of the Related Art In an oxidation reactor, a methyl-substituted aromatic compound is subjected to oxygen-containing reaction using a reaction solvent containing a lower aliphatic carboxylic acid such as acetic acid under pressure in the presence of a catalyst containing a heavy metal compound and a bromine compound. A method of producing an aromatic carboxylic acid by contacting with a gas to perform liquid phase oxidation has already been industrially performed. For example, in the production of terephthalic acid, an oxidation reaction is performed by introducing paraxylene, a solvent mixture of acetic acid and a catalyst, and air as raw materials into an oxidation reactor. In such a production method, the oxidation reaction exhaust gas generated from the oxidation reactor contains, in addition to bromine compounds such as methyl bromide which are environmental pollutants, alkyl aromatic compounds such as para-xylene which are unreacted raw materials, and benzene. And flammable substances such as aliphatic carboxylic acids such as acetic acid and carbon monoxide as solvents. In particular, it is difficult to remove methyl bromide present in a trace amount in exhaust gas as it is.

【0003】そこで、一般には排ガスを燃焼処理して可
燃性物質等を無機物とし、さらに無機物中の有害成分を
液体に吸収させて無害化することが行われている。そし
て、その際、同時に排ガスからのエネルギー回収がなさ
れる。例えば、特開昭60−219421号公報には、
芳香族化合物の加圧液相酸化プロセスからの加圧オフガ
スを、接触燃焼器にて燃焼させ、吸収塔で腐食性成分を
吸収したのちガスタービンサイクルの加圧作動媒体ガス
中に導入して動力を回収する方法が示されている。この
方法によれば、クリーンな高圧の排ガスを利用すること
はできるが、排ガスの吸収・洗浄を高圧状態で行うの
で、吸収塔を高圧設備としなければならず設備費が過大
となる。
[0003] Therefore, it is common practice to burn off the exhaust gas to convert flammable substances and the like into inorganic substances, and to absorb harmful components in the inorganic substances into liquid to render them harmless. At this time, energy is recovered from the exhaust gas at the same time. For example, JP-A-60-219421 discloses that
The pressurized off-gas from the pressurized liquid-phase oxidation process of aromatic compounds is burned in a contact combustor, the corrosive components are absorbed in an absorption tower, and then introduced into the pressurized working medium gas of the gas turbine cycle to power Is shown. According to this method, clean high-pressure exhaust gas can be used, but since the exhaust gas is absorbed and washed in a high-pressure state, the absorption tower must be a high-pressure facility, resulting in an excessive equipment cost.

【0004】また、国際公開番号WO96/39595
によれば、テレフタル酸製造工程において、臭素化合物
を含む排ガスを高圧の状態において触媒燃焼に供給し、
次いで排ガスをガスタービンに通すことにより、触媒燃
焼で生成した臭素化合物の反応生成物(臭素ガス、臭化
水素)が凝縮しない温度までエネルギー回収し、そのあ
と臭素化合物の反応生成物をスクラバーで除去するとい
う排ガスの処理方法が記載されている。この方法では、
エネルギーの回収に温度の制限があり、エネルギー回収
は不十分である。
[0004] International Publication No. WO 96/39595
According to the terephthalic acid production process, the exhaust gas containing a bromine compound is supplied to the catalytic combustion in a high pressure state,
Next, the exhaust gas is passed through a gas turbine to recover energy to a temperature at which the reaction products of bromine compounds (bromine gas and hydrogen bromide) generated by catalytic combustion do not condense, and then the reaction products of bromine compounds are removed by a scrubber. An exhaust gas treatment method is described. in this way,
Energy recovery is limited by temperature and energy recovery is inadequate.

【0005】さらに、本願出願人による特開平8−15
5265号公報において、テレフタル酸製造時の酸化反
応排ガスを触媒の存在下または不存在下に燃焼処理した
あと、ガスタービンに導いてエネルギー回収し、続いて
吸収液により排ガス中の臭素ガス、臭化水素を除去する
方法が提示された。しかし、本公報には、より多くのエ
ネルギー回収の方法についての記載はみられない。
[0005] Further, Japanese Patent Application Laid-Open No.
In Japanese Patent No. 5265, after an oxidation reaction exhaust gas during the production of terephthalic acid is subjected to a combustion treatment in the presence or absence of a catalyst, the exhaust gas is guided to a gas turbine to recover energy, and subsequently bromine gas and bromide in the exhaust gas are absorbed by an absorbent. A method for removing hydrogen has been presented. However, this publication does not describe more methods of energy recovery.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の芳香
族カルボン酸の製造工程からの酸化反応排ガスの処理に
おける上述の問題点を解決するためになされたものであ
つて、酸化反応器中、加圧下に、脂肪族カルボン酸溶媒
を用いて、アルキル芳香族化合物を酸化触媒の存在下、
酸素含有ガスで液相酸化して、芳香族カルボン酸を製造
する際に、酸化反応器から発生する酸化反応排ガスを無
害化処理する排ガス処理工程において、排ガスに含まれ
る環境汚染物質である臭化メチル等の臭素化合物および
可燃性物質を効率的に燃焼除去すると共に、それによっ
て得られる高温の燃焼排ガスから圧力及び熱エネルギー
を経済的かつ十分に回収する方法を提供することを目的
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems in the treatment of an oxidation reaction exhaust gas from a conventional production process of an aromatic carboxylic acid. Under pressure, using an aliphatic carboxylic acid solvent, the alkyl aromatic compound in the presence of an oxidation catalyst,
When producing an aromatic carboxylic acid by performing liquid phase oxidation with an oxygen-containing gas, in an exhaust gas treatment step of detoxifying an oxidation reaction exhaust gas generated from an oxidation reactor, bromide, which is an environmental pollutant contained in the exhaust gas, is used. An object of the present invention is to provide a method for efficiently burning and removing a bromine compound such as methyl and a combustible substance, and economically and sufficiently recovering pressure and heat energy from a high-temperature flue gas obtained thereby.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明による酸化反応排
ガスの処理方法は、酸化反応器中で脂肪族カルボン酸を
含む反応溶媒中、酸化触媒の存在下、アルキル芳香族化
合物を酸素含有ガスで液相酸化して高温高圧下で芳香族
カルボン酸を製造する方法において、酸化反応器で発生
する臭化メチルおよび可燃性物質を含む酸化反応排ガス
を無害化処理する工程が、該排ガスを燃焼処理し、次い
で第1のエネルギー回収系において排ガス温度がその露
点以下とならない温度まで圧力および熱エネルギーを回
収し、さらに第2のエネルギー回収系において排ガス温
度が露点以下となるまでエネルギーを回収したのち、有
害物質を吸収除去することからなることを特徴としてい
る。
According to the present invention, there is provided a method for treating an oxidation reaction exhaust gas, comprising the steps of converting an alkyl aromatic compound with an oxygen-containing gas in a reaction solvent containing an aliphatic carboxylic acid in an oxidation reactor in the presence of an oxidation catalyst. In a method for producing an aromatic carboxylic acid under high temperature and high pressure by liquid phase oxidation, a step of detoxifying an oxidation reaction exhaust gas containing methyl bromide and a combustible substance generated in an oxidation reactor includes a step of burning the exhaust gas. Then, in the first energy recovery system, the pressure and heat energy are recovered to a temperature at which the exhaust gas temperature does not fall below the dew point, and further, the energy is recovered in the second energy recovery system until the exhaust gas temperature falls below the dew point. It is characterized by absorbing and removing harmful substances.

【0008】本発明の方法においては、前記酸化反応排
ガスの燃焼処理が、該排ガスを予め所定温度まで加熱し
たのち触媒の存在下または不存在下で行われることが好
ましい。
[0008] In the method of the present invention, it is preferable that the combustion treatment of the oxidation reaction exhaust gas is performed in the presence or absence of a catalyst after the exhaust gas is heated to a predetermined temperature in advance.

【0009】また、本発明の方法においては、前記第1
のエネルギー回収系において用いられるエネルギー回収
装置は、ガスタービンおよび/または熱交換器であるこ
とが好ましく、前記第2のエネルギー回収系において用
いられるエネルギー回収装置は、熱交換器であるである
ことが好ましい、
Further, in the method of the present invention, the first
Preferably, the energy recovery device used in the energy recovery system is a gas turbine and / or a heat exchanger, and the energy recovery device used in the second energy recovery system is a heat exchanger. preferable,

【0010】本発明の方法の好ましい態様では、前記第
2のエネルギー回収系におけるエネルギー回収装置の排
ガスと接触する部分に、プラスチック、カーボン、テフ
ロン、チタン及びタンタルから選ばれる耐食性材料が用
いられる。また、本発明の方法の好ましい別の態様で
は、前記第2のエネルギー回収系におけるエネルギー回
収装置の排ガスと接触する部分に、取り替え可能な装置
が用いられる。
[0010] In a preferred embodiment of the method of the present invention, a corrosion-resistant material selected from plastic, carbon, Teflon, titanium and tantalum is used in a portion of the second energy recovery system which comes into contact with the exhaust gas of the energy recovery device. In another preferred aspect of the method of the present invention, a replaceable device is used in a portion of the second energy recovery system that comes into contact with the exhaust gas of the energy recovery device.

【0011】また、本発明の方法においては、前記有害
物質の吸収除去が、吸収塔により排ガスを吸収液と接触
させることにより行われることが好ましい。
In the method of the present invention, it is preferable that the absorption and removal of the harmful substance is performed by bringing the exhaust gas into contact with an absorbing liquid by an absorption tower.

【0012】また、本発明の方法の好ましい態様では、
前記酸化触媒が重金属化合物および臭素化合物からな
り、前記芳香族カルボン酸がテレフタル酸である。ま
た、本発明の方法の好ましい態様では、前記酸化反応器
で発生する臭素化合物の成分が臭化メチルである。
[0012] In a preferred embodiment of the method of the present invention,
The oxidation catalyst comprises a heavy metal compound and a bromine compound, and the aromatic carboxylic acid is terephthalic acid. In a preferred embodiment of the method of the present invention, a component of the bromine compound generated in the oxidation reactor is methyl bromide.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の方法において芳香族カル
ボン酸を製造するための酸化原料としては、アルキル置
換基または一部酸化したアルキル置換基を有する芳香族
化合物が使用できる。この様な芳香族化合物は単環であ
っても、多環であってもよい。上記アルキル置換基とし
ては、例えばメチル基、エチル基、n-プロピル基、およ
びイソプロピル基等の炭素数1〜4のアルキル基をあげ
ることができる。また一部酸化したアルキル基として
は、例えばアルデヒド基、アシル基、カルボキシル基お
よびヒドロキシアルキル基等をあげることができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION As an oxidizing raw material for producing an aromatic carboxylic acid in the method of the present invention, an aromatic compound having an alkyl substituent or a partially oxidized alkyl substituent can be used. Such an aromatic compound may be monocyclic or polycyclic. Examples of the alkyl substituent include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group. Examples of the partially oxidized alkyl group include an aldehyde group, an acyl group, a carboxyl group, and a hydroxyalkyl group.

【0014】アルキル置換基を有する芳香族化合物、す
なわちアルキル置換芳香族炭化水素の具体的なものとし
ては、例えばm−ジイソプロピルベンゼン、p−ジイソプ
ロピルベンゼン、m−シメン、p−シメン、m−キシレ
ン、p−キシレン、トリメチルベンゼン類およびテトラ
メチルベンゼン類等の炭素数1〜4のアルキル基を2〜
4個有するジもしくはポリアルキルベンゼン類;ジメチ
ルナフタレン類、ジエチルナフタレン類およびジイソプ
ロピルナフタレン類等の炭素数1〜4のアルキル基を2
〜4個有するジもしくはポリアルキルナフタレン類;ジ
メチルビフェニル類等の炭素数1〜4のアルキル基を2
〜4個有するポリアルキルビフェニル類などをあげるこ
とができる.
Specific examples of the aromatic compound having an alkyl substituent, that is, the alkyl-substituted aromatic hydrocarbon include, for example, m-diisopropylbenzene, p-diisopropylbenzene, m-cymene, p-cymene, m-xylene, An alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as p-xylene, trimethylbenzenes and tetramethylbenzenes is
Di- or polyalkylbenzenes having four; two or more alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as dimethylnaphthalenes, diethylnaphthalenes and diisopropylnaphthalenes;
Di- or polyalkylnaphthalenes having up to 4 alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as dimethylbiphenyls;
And polyalkylbiphenyls having from 4 to 4.

【0015】また一部酸化したアルキル置換基を有する
芳香族化合物は、上配化合物におけるアルキル基が一部
酸化されて、前記アルデヒド基、アシル基、カルボキシ
ル基またはヒドロキシアルキル基等に酸化されている化
合物である。具体的なものとしては、例えば3−メチル
ベンズアルデヒド、4−メチルベンズアルデヒド、m−ト
ルイル酸、p−トルイル酸、3−ホルミル安息香酸、4−
ホルミル安息香酸および2−メチル−6−ホルミルナフタ
レン類等をあげることができる。これらは単独で、また
は2種以上の混合物として用いられる。
In the aromatic compound having a partially oxidized alkyl substituent, the alkyl group in the upper compound is partially oxidized and oxidized to the aldehyde group, acyl group, carboxyl group or hydroxyalkyl group. Compound. Specific examples include, for example, 3-methylbenzaldehyde, 4-methylbenzaldehyde, m-toluic acid, p-toluic acid, 3-formylbenzoic acid, 4-
Examples include formylbenzoic acid and 2-methyl-6-formylnaphthalenes. These are used alone or as a mixture of two or more.

【0016】本発明の方法においては、重金属化合物お
よび臭素化合物が酸化触媒として好ましく用いられる
が、それらの化合物としては次のようなものが例示され
る。すなわち、重金属化合物における重金属としては、
例えばコバルト、マンガン、ニッケル、クロム、ジルコ
ニウム、銅、鉛、ハフニウムおよびセリウム等をあげる
ことができる。これらは単独で、または組合せて用いる
ことができるが、特にコバルトとマンガンとを組合せて
用いるのが好ましい。このような重金属の化合物として
は、例えば酢酸塩、硝酸塩、アセチルアセトナート塩、
ナフテン酸塩、ステアリン酸塩および臭化物等をあげる
ことができるが、特に酢酸塩が好ましい。
In the method of the present invention, heavy metal compounds and bromine compounds are preferably used as oxidation catalysts. Examples of such compounds are as follows. That is, as the heavy metal in the heavy metal compound,
Examples include cobalt, manganese, nickel, chromium, zirconium, copper, lead, hafnium and cerium. These can be used alone or in combination, but it is particularly preferable to use a combination of cobalt and manganese. Such heavy metal compounds include, for example, acetate, nitrate, acetylacetonate,
Naphthenate, stearate, bromide and the like can be mentioned, and acetate is particularly preferable.

【0017】臭素化合物触媒としては、例えば分子状臭
素、臭化水素、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化コ
バルトおよび臭化マンガン等の無機臭素化合物;臭化メ
チル、臭化メチレン、ブロモホルム、臭化ベンジル、ブ
ロモメチルトルエン、ジブロモエタン、トリブロモエタ
ンおよびテトラブロモエタン等の有機臭素化合物などを
あげることができる.これらの臭素化合物も単独で、ま
たは2種以上の混合物として用いられる。
Examples of the bromine compound catalyst include inorganic bromine compounds such as molecular bromine, hydrogen bromide, sodium bromide, potassium bromide, cobalt bromide and manganese bromide; methyl bromide, methylene bromide, bromoform, And organic bromine compounds such as benzyl bromide, bromomethyltoluene, dibromoethane, tribromoethane, and tetrabromoethane. These bromine compounds are also used alone or as a mixture of two or more.

【0018】本発明において、上記重金属化合物と臭素
化合物との組合せからなる触媒は、重金属原子1モルに
対して臭素原子0.05〜10モル、好ましくは0.1
〜2モルの範囲からなるものが望ましい。このような触
媒は、反応溶媒中の重金属濃度として通常10〜100
00ppm、好ましくは100〜5000ppmの範囲
で用いられる。本発明の方法では酸化工程として酸化反
応器において、前記触媒の存在下に、低級脂肪族カルボ
ン酸を含む反応溶媒中で、酸化原料となる芳香族化合物
を酸素含有ガス(本発明において酸素とは分子状酸素を
意味する。)によって液相酸化することにより、製品と
しての芳香族カルボン酸を得る。
In the present invention, the catalyst comprising the combination of the heavy metal compound and the bromine compound is used in an amount of 0.05 to 10 mol, preferably 0.1 mol, of bromine atom per 1 mol of heavy metal atom.
Those having a range of 2 to 2 mol are desirable. Such a catalyst is usually used as a heavy metal concentration in a reaction solvent of 10 to 100.
It is used in the range of 00 ppm, preferably 100 to 5000 ppm. In the method of the present invention, in an oxidation reactor as an oxidation step, an aromatic compound serving as an oxidation raw material is converted into an oxygen-containing gas (in the present invention, oxygen) in a reaction solvent containing a lower aliphatic carboxylic acid in the presence of the catalyst. The liquid-phase oxidation is carried out by means of molecular oxygen.) To obtain an aromatic carboxylic acid as a product.

【0019】上記酸素含有ガスとしては、例えば酸素や
空気等をあげることができるが、実用的には空気が好ま
しく用いられる。酸素含有ガスは酸化原料となる芳香族
化合物を芳香族カルボン酸に酸化するのに必要な量より
過剰に供給する。酸素含有ガスとして空気を使用する場
合、酸化原料となる芳香族化合物1kgに対して2〜2
0Nm3、好ましくは2.5〜15Nm3の割合で反応系
に供給するのが望ましい。
The oxygen-containing gas includes, for example, oxygen and air, but practically, air is preferably used. The oxygen-containing gas is supplied in excess of the amount required to oxidize the aromatic compound serving as the oxidation raw material to the aromatic carboxylic acid. When air is used as the oxygen-containing gas, 2 to 2 kg of an aromatic compound serving as an oxidation raw material is used.
It is desirably supplied to the reaction system at a rate of 0 Nm 3 , preferably 2.5 to 15 Nm 3 .

【0020】反応溶媒として使用する低級脂肪族カルボ
ン酸の具体的なものとしては、例えば酢酸、プロビオン
酸および酪酸等をあげることができる。低級脂肪族カル
ボン酸は単独で反応溶媒として使用することもできる
し、水と混合して混合物の状態で反応溶媒として使用す
ることもできる。反応溶媒の具体的なものとしては、例
えば酢酸、プロピオン酸、酪酸およびこれらの混合物、
あるいはこれらの低級脂肪族カルボン酸と水との混合物
等をあげることができる。これらの中では、酢酸と水と
の混合物が好ましく、特に酢酸100重量部に対して水
1〜20重量部、好ましくは5〜15重量部を混合した
混合物が望ましい。
Specific examples of the lower aliphatic carboxylic acid used as the reaction solvent include acetic acid, propionic acid and butyric acid. The lower aliphatic carboxylic acid can be used alone as a reaction solvent, or can be mixed with water and used as a reaction solvent in the form of a mixture. Specific examples of the reaction solvent include, for example, acetic acid, propionic acid, butyric acid and mixtures thereof,
Alternatively, a mixture of these lower aliphatic carboxylic acids and water can be used. Among these, a mixture of acetic acid and water is preferable, and a mixture of 1 to 20 parts by weight of water, preferably 5 to 15 parts by weight of water is particularly desirable with respect to 100 parts by weight of acetic acid.

【0021】酸化反応の温度は通常100〜250℃、
好ましくは150〜220℃の範囲が望ましい。また、
反応圧力は反応系を液相に保つことができる圧力以上で
あればよい。
The temperature of the oxidation reaction is usually 100 to 250 ° C.,
Preferably, the range of 150 to 220 ° C is desirable. Also,
The reaction pressure may be any pressure as long as the reaction system can be maintained in a liquid phase.

【0022】このようにして反応させることにより、酸
化原料となる芳香族化合物に対応した芳香族カルボン酸
が得られる。芳香族カルボン酸の具体的なものとして
は、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジ
カルボン酸、4,4'−ビフェニルジカルボン酸等の芳香族
ジカルボン酸;トリメリット酸、トリメシン酸等の芳香
族トリカルボン酸;ピロメリット酸等の芳香族ポリカル
ボン酸等があげられる。
By reacting in this manner, an aromatic carboxylic acid corresponding to the aromatic compound to be used as an oxidation raw material is obtained. Specific examples of the aromatic carboxylic acid include aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and 4,4′-biphenyldicarboxylic acid; and aromatic acids such as trimellitic acid and trimesic acid. Aromatic tricarboxylic acids such as pyromellitic acid; and the like.

【0023】本発明の方法は、芳香族ジカルボン酸、ま
たは反応溶媒に不溶もしくは可溶性の芳香族カルボン酸
の製造に適用するのが好ましく、特にテレフタル酸の製
造に適用するのが好ましい。
The method of the present invention is preferably applied to the production of an aromatic dicarboxylic acid or an aromatic carboxylic acid insoluble or soluble in a reaction solvent, particularly preferably to the production of terephthalic acid.

【0024】本発明に係る酸化反応排ガスは、酸化反応
器中で脂肪族カルボン酸を含む反応溶媒中、酸化触媒の
存在下、アルキル芳香族化合物を酸素含有ガスで液相酸
化して高温高圧下で芳香族カルボン酸を製造する工程に
おいて、酸化反応器より発生する。酸化反応排ガスは、
通常、5kg/cm2G以上の圧力を有し、用いる触媒
に由来して、環境汚染物質である臭化メチル等の臭素化
合物のほか、未反応原料であるアルキル芳香族化合物、
溶媒である脂肪族カルボン酸、ベンゼン、一酸化炭素等
の可燃性物質を含んでいる。
The oxidation reaction exhaust gas according to the present invention is obtained by subjecting an alkyl aromatic compound to liquid phase oxidation with an oxygen-containing gas in a reaction solvent containing an aliphatic carboxylic acid in an oxidation reactor in the presence of an oxidation catalyst, under high temperature and high pressure. Is generated from the oxidation reactor in the step of producing the aromatic carboxylic acid. The oxidation reaction exhaust gas is
Usually, it has a pressure of 5 kg / cm 2 G or more, and originates in the catalyst to be used. In addition to bromine compounds such as methyl bromide which are environmental pollutants, alkyl aromatic compounds which are unreacted raw materials,
It contains flammable substances such as aliphatic carboxylic acids, benzene and carbon monoxide as solvents.

【0025】本発明では、これらの臭素化合物および可
燃性物質を含む酸化反応排ガスを、まず燃焼処理し、次
いで、燃焼処理された高温高圧の排ガスを第1のエネル
ギー回収系に導入し、第1のエネルギー回収系を通過後
の排ガスの温度が、排ガスの露点以下とならない温度ま
で圧力および熱エネルギーを回収し、さらに、排ガスを
第2のエネルギー回収系に導き、第2のエネルギー回収
系を通過後の排ガスの温度が、排ガスの露点以下の温度
となるまでエネルギーを回収したのち、排ガスに残存す
る有害物質を吸収除去することからなる。以下に、酸化
反応排ガス処理方法の各段階について説明する。
In the present invention, the oxidation reaction exhaust gas containing these bromine compounds and flammable substances is first subjected to a combustion treatment, and then the high-temperature and high-pressure exhaust gas subjected to the combustion treatment is introduced into a first energy recovery system. The pressure and heat energy are recovered to a temperature at which the temperature of the exhaust gas after passing through the energy recovery system does not fall below the dew point of the exhaust gas, and further, the exhaust gas is guided to the second energy recovery system and passed through the second energy recovery system After recovering energy until the temperature of the subsequent exhaust gas becomes equal to or lower than the dew point of the exhaust gas, absorption of harmful substances remaining in the exhaust gas is removed. Hereinafter, each step of the oxidation reaction exhaust gas treatment method will be described.

【0026】排ガス処理の最初に行われる燃焼処理は、
触媒の存在下または不存在下で、燃料を加えるかまたは
加えずに行う排ガス燃焼処理方法を用いることができる
が、燃焼処理し難い臭化メチル等の臭素化合物を確実に
燃焼処理するために、排ガスを予め所定温度まで加熱し
たのち触媒の存在下または不存在下で燃焼処理すること
が好ましい。排ガスの予熱温度は、触媒の存在下で行う
場合、300℃以上が好ましく、触媒の不存在下で行う
場合、800℃以上が好ましい。
The combustion treatment performed at the beginning of the exhaust gas treatment is as follows:
In the presence or absence of a catalyst, an exhaust gas combustion treatment method with or without the addition of fuel can be used.However, in order to surely combust bromine compounds such as methyl bromide that are difficult to combust, It is preferable that the exhaust gas is heated to a predetermined temperature in advance and then subjected to a combustion treatment in the presence or absence of a catalyst. The preheating temperature of the exhaust gas is preferably 300 ° C. or higher when performed in the presence of a catalyst, and is preferably 800 ° C. or higher when performed in the absence of a catalyst.

【0027】具体的な燃焼処理の方法として、次の方法
が好ましく行われる。 (1)排ガスに助燃剤として燃料とともに酸素含有ガス
を加えたのち800℃以上の温度に上げ触媒の不存在下
に燃焼処理する。 (2)排ガスに助燃剤として燃料とともに酸素含有ガス
を加えたのち触媒の不存在下に排ガス中の可燃性物質の
一部を燃焼処理して300℃以上の温度にあげ、その
後、触媒の存在下に残余の可燃性物質と臭化メチル等を
燃焼処理する。 (3)排ガスを加熱して300℃以上の温度に上げ触媒
の存在下燃焼処理する。 (4)排ガスを加熱して800℃以上の温度に上げ触媒
の不存在下に燃焼処理する。
The following method is preferably performed as a specific combustion treatment method. (1) After adding an oxygen-containing gas to the exhaust gas together with the fuel as a fuel, the temperature is raised to 800 ° C. or more, and the combustion treatment is performed in the absence of a catalyst. (2) After adding an oxygen-containing gas together with fuel to the exhaust gas as a fuel, a part of the combustible substances in the exhaust gas is subjected to combustion treatment in the absence of a catalyst to raise the temperature to 300 ° C. or higher, and then the presence of the catalyst The remaining combustible substances and methyl bromide are burned down. (3) The exhaust gas is heated to a temperature of 300 ° C. or higher and is subjected to a combustion treatment in the presence of a catalyst. (4) The exhaust gas is heated to a temperature of 800 ° C. or more and burned in the absence of a catalyst.

【0028】これらの方法で排ガスに加えられる燃料と
しては、水素、プロパン、ブタン、LPG、その他の有
機物および一酸化炭素などがあげられる。そして、その
添加量は、排ガスの性状や燃焼処理後の排ガス設定温度
などにより適宜決定される。また、燃焼処理に用いられ
る酸化用触媒は特に限定されないが、白金、パラジウム
などの周知の貴金属系触媒、酸化物系卑金属触媒など任
意の触媒を用いることができる。
The fuel added to the exhaust gas by these methods includes hydrogen, propane, butane, LPG, other organic substances, carbon monoxide and the like. The amount of addition is appropriately determined depending on the properties of the exhaust gas, the set temperature of the exhaust gas after the combustion treatment, and the like. The catalyst for oxidation used in the combustion treatment is not particularly limited, but any catalyst such as a well-known noble metal catalyst such as platinum or palladium, or an oxide base metal catalyst can be used.

【0029】燃焼処理により、排ガス中の臭化メチル等
の臭素化合物および可燃性物質は、完全酸化される。燃
焼処理後の排ガスの組成は、通常、窒素20.0〜9
5.0モル%、酸素0.5〜5.0モル%、炭酸ガス
0.3〜10.0モル%、水0.5〜75.0モル%で
あるが、このほかに臭素化合物に帰因する臭素(Br2)
と臭化水素が微量存在する。この臭素および臭化水素は
腐食性が強く、エネルギー回収系に用いられるガスター
ビンや、熱交換器などの装置を腐食する危険性がある。
By the combustion treatment, bromine compounds such as methyl bromide and combustible substances in the exhaust gas are completely oxidized. The composition of the exhaust gas after the combustion treatment is usually 20.0 to 9% for nitrogen.
5.0 mol%, oxygen 0.5 to 5.0 mol%, carbon dioxide gas 0.3 to 10.0 mol%, water 0.5 to 75.0 mol%. Bromine (Br 2 )
And a small amount of hydrogen bromide. The bromine and hydrogen bromide are highly corrosive and may corrode devices such as gas turbines and heat exchangers used in energy recovery systems.

【0030】本発明者らはこの問題を解決するために鋭
意検討した結果、排ガスの露点(その温度での飽和水蒸
気圧と雰囲気の水蒸気分圧が等しくなる温度)以下にな
らない温度までであれば、汎用のステンレス系耐食材を
用いた設備で十分な耐食性があることが分かった。すな
わち、臭素や臭化水素が凝縮しないでガス状で存在する
条件であっても、共存する水蒸気が凝縮すれば、液体の
水はそれらの腐食性ガスを吸収して強い腐食作用を示す
が、水蒸気が凝縮しない条件すなわち露点を超える温度
に保てば、臭素や臭化水素が存在していても汎用のステ
ンレス系耐食材で腐食はほとんど起こらないことをみい
だした。そこで、第1のエネルギー回収系には汎用のス
テンレス系耐食材からなるガスタービンおよび/または
熱交換器が設けられる。
The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve this problem. As a result, if the temperature does not fall below the dew point of the exhaust gas (the temperature at which the saturated steam pressure at that temperature becomes equal to the steam partial pressure of the atmosphere), It was found that equipment using general-purpose stainless steel corrosion-resistant material had sufficient corrosion resistance. In other words, even under conditions where bromine and hydrogen bromide do not condense and exist in a gaseous state, if coexisting water vapor condenses, liquid water absorbs those corrosive gases and exhibits a strong corrosive effect, It has been found that corrosion is hardly caused by a general-purpose stainless steel corrosion-resistant material even if bromine or hydrogen bromide is present, if the temperature is maintained at a condition where water vapor does not condense, that is, at a temperature exceeding the dew point. Therefore, the first energy recovery system is provided with a gas turbine and / or a heat exchanger made of a general-purpose stainless steel corrosion-resistant material.

【0031】第1のエネルギー回収系の一例を次に示
す。燃焼処理された高温高圧の排ガスは、まずガスター
ビンに導入され圧力及び熱エネルギーが回収される。次
いで熱交換器に通じることにより熱エネルギーが回収さ
れる。この熱交換器は燃焼処理前の排ガスの加熱に用い
られてもよい。また、ガスタービンで回収されるエネル
ギーはそれに直結される発電機により電力として利用す
ることができる。本発明では第1のエネルギー回収系か
ら排出する排ガスの温度は、露点以下とならないよう制
御される。従って上記の例では、熱交換器を出る排ガス
の温度は、その雰囲気における露点を上回っている。
An example of the first energy recovery system is shown below. The high-temperature and high-pressure exhaust gas subjected to the combustion treatment is first introduced into a gas turbine, and pressure and thermal energy are recovered. The thermal energy is then recovered by passing through a heat exchanger. This heat exchanger may be used for heating the exhaust gas before the combustion treatment. The energy recovered by the gas turbine can be used as electric power by a generator directly connected to the gas turbine. In the present invention, the temperature of the exhaust gas discharged from the first energy recovery system is controlled so as not to be lower than the dew point. Thus, in the above example, the temperature of the exhaust gas leaving the heat exchanger is above the dew point in the atmosphere.

【0032】第1のエネルギー回収系を排出する排ガス
の温度はその雰囲気での露点を超える温度に保たれるた
め、充分に高い温度である。そこで、この排ガスからエ
ネルギーを回収するのが第2のエネルギー回収系の役目
であり、用いられるエネルギー回収装置としては熱交換
器が好ましい。ここでは、エネルギー回収後の排ガスの
温度は露点以下となるため、凝縮した液体の水に、臭素
や臭化水素の強腐食性ガスが吸収され、より耐食性のあ
る材料が用いられたエネルギー回収装置が必要となる。
たとえば、装置の排ガスと接触する部分に、プラスチッ
ク、カーボン、テフロン、チタン及びタンタルから選ば
れる耐食性材料が用いられたエネルギー回収装置が好ま
しい。
Since the temperature of the exhaust gas discharged from the first energy recovery system is maintained at a temperature exceeding the dew point in the atmosphere, the temperature is sufficiently high. Therefore, the function of the second energy recovery system is to recover energy from the exhaust gas, and a heat exchanger is preferable as the energy recovery device used. Here, since the temperature of the exhaust gas after energy recovery is lower than the dew point, a highly corrosive gas such as bromine or hydrogen bromide is absorbed by condensed liquid water, and an energy recovery device that uses a more corrosion-resistant material Is required.
For example, an energy recovery device in which a corrosion-resistant material selected from plastic, carbon, Teflon, titanium and tantalum is used in a portion of the device that contacts exhaust gas is preferable.

【0033】また、本発明の別の態様によれば、第2の
エネルギー回収系におけるエネルギー回収装置の排ガス
と接触する部分に、取り替え可能な装置が用いられるこ
とが好ましい。この場合、排ガスの経路となる取り替え
可能な装置は、運転時間に応じて定期的に取り替えられ
るので腐食による損傷を回避できる。これにより、第2
のエネルギー回収系におけるエネルギー回収装置も汎用
のステンレス系耐食材を用いることが可能になる。取り
替え方法は、装置全体を取り替えてもよいし、その配管
等の一部のみを交換してもよい。
According to another aspect of the present invention, it is preferable that a replaceable device is used in a portion of the second energy recovery system that comes into contact with the exhaust gas of the energy recovery device. In this case, the replaceable device serving as the exhaust gas path is periodically replaced according to the operation time, so that damage due to corrosion can be avoided. Thereby, the second
It is possible to use a general-purpose stainless steel corrosion-resistant material also in the energy recovery system in the energy recovery system. As for the replacement method, the entire apparatus may be replaced, or only a part of the piping or the like may be replaced.

【0034】続いて、第2のエネルギー回収系からの排
ガス中に残存する有害物質が吸収除去される。これは、
例えば排ガスを吸収塔(スクラバー)に通して有害物質
の吸収液と接触することにより行われる。吸収塔内で排
ガスと向流接触する吸収液には、苛性ソーダーや苛性カ
リ等のアルカリ水溶液、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリ
ウム、臭化ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、ギ酸ナトリ
ウム、硫化ナトリウム等の還元剤などが用いられる。有
害物質が除去され吸収塔から排出する排ガスは、必要に
応じ、残余の圧力を利用して製品芳香族カルボン酸の気
体圧送用のガス源として用いることができる。
Subsequently, the harmful substances remaining in the exhaust gas from the second energy recovery system are absorbed and removed. this is,
For example, it is performed by passing exhaust gas through an absorption tower (scrubber) and contacting with an absorbent of a harmful substance. An alkaline solution such as caustic soda and caustic potash, and a reducing agent such as sodium carbonate, sodium bicarbonate, sodium bromide, sodium sulfite, sodium formate, sodium sulfide, etc. are used as the absorbing solution in countercurrent contact with the exhaust gas in the absorption tower. Can be The exhaust gas from which the harmful substances are removed and which is discharged from the absorption tower can be used as a gas source for gaseous delivery of the product aromatic carboxylic acid by utilizing the remaining pressure, if necessary.

【0035】以下図面に従って本発明の酸化反応排ガス
の処理方法をテレフタル酸製造の場合について説明す
る。図1は、燃焼処理に前記の(1)の方法を用いる場
合の装置構成図の例である。この方法によれば、酸化反
応器(図示せず)にて発生した加圧状態の酸化反応排ガ
スをライン8から、燃焼炉1aに導き、ここでこの排ガ
スにライン12から圧縮空気を、ライン11から燃料を
圧入し、触媒の不存在下に温度を800℃に上げて排ガ
スを燃焼処理する。
The method for treating an oxidation reaction exhaust gas of the present invention will be described below with reference to the drawings, in the case of producing terephthalic acid. FIG. 1 is an example of an apparatus configuration diagram when the method (1) is used for the combustion process. According to this method, a pressurized oxidation reaction exhaust gas generated in an oxidation reactor (not shown) is led from a line 8 to a combustion furnace 1a. , And the exhaust gas is burned by raising the temperature to 800 ° C. in the absence of a catalyst.

【0036】次に、燃焼処理で得られる高温高圧の排ガ
スを、第1のエネルギー回収系において、まずガスター
ビン3に導入することにより圧力及び熱エネルギーを回
収し、次いでガスタービン3からの排ガスを熱交換器4
に通して、上記燃焼炉1aに導かれる酸化反応排ガスと
熱交換することにより熱エネルギーを回収する。この熱
交換器4の出口の排ガス温度は露点以下とならないよう
に制御される。
Next, the high-temperature and high-pressure exhaust gas obtained by the combustion treatment is first introduced into the gas turbine 3 to recover pressure and heat energy in the first energy recovery system, and then the exhaust gas from the gas turbine 3 is recovered. Heat exchanger 4
To exchange heat with the oxidation reaction exhaust gas led to the combustion furnace 1a to recover thermal energy. The exhaust gas temperature at the outlet of the heat exchanger 4 is controlled so as not to be lower than the dew point.

【0037】続いて、第2のエネルギー回収系としての
熱交換器5において、さらに熱エネルギーを回収する。
このとき排ガスの温度は露点以下となる。それを吸収塔
6に導き、ここでライン9からの吸収液や還元剤で処理
して臭素や臭化水素等の有害物質を吸収・除去し、処理
済みの排ガスとしてライン13より排出する。上記排ガ
スを処理した後の吸収液(ライン14)は、必要に応じ
て、循環再使用する。
Subsequently, heat energy is further recovered in the heat exchanger 5 as a second energy recovery system.
At this time, the temperature of the exhaust gas is lower than the dew point. It is led to an absorption tower 6, where it is treated with an absorbing solution or a reducing agent from a line 9 to absorb and remove harmful substances such as bromine and hydrogen bromide, and discharged from a line 13 as a treated exhaust gas. The absorbent (line 14) after the treatment of the exhaust gas is recycled if necessary.

【0038】ガスタービン3は、例えば、それに直結さ
れているテレフタル酸製造用の空気圧縮機7aの動力源
として用いると同時に、発電機7bで電気を発生するの
に用いることができる。上記空気圧縮器7aによって得
られた圧縮空気は、パラキシレンの酸化反応において、
酸化剤である酸素含有ガスとして用いることができる。
また、上記吸収塔6からの排ガス(ライン13)は、必
要に応じて、製品テレフタル酸の気体圧送用のガス源と
して用いることができる。
The gas turbine 3 can be used, for example, as a power source for an air compressor 7a for terephthalic acid production, which is directly connected to the gas turbine 3, and can be used to generate electricity in a generator 7b. The compressed air obtained by the air compressor 7a is used in the oxidation reaction of para-xylene.
It can be used as an oxygen-containing gas that is an oxidizing agent.
In addition, the exhaust gas (line 13) from the absorption tower 6 can be used as a gas source for gas pressure delivery of the product terephthalic acid, if necessary.

【0039】図2は、燃焼処理に前記の(2)の方法を
用いる場合の装置構成図の例である。この方法によれ
ば、酸化反応器(図示せず)にて発生した加圧状態の酸
化反応排ガスは、ライン8より燃焼炉1aに導かれ、こ
こでこの排ガスにライン11から燃料を、ライン12か
ら空気を圧入し、触媒の不存在下に温度を300℃以上
に上げて、上記燃料と共に排ガスに含まれる可燃性物質
の一部を燃焼処理した後、排ガスを酸化用触媒の充填さ
れた排ガス処理反応器2に導いて、上記可燃性物質の残
余と共に臭化メチルを燃焼処理する。
FIG. 2 is an example of an apparatus configuration diagram when the method (2) is used for the combustion process. According to this method, the pressurized oxidation reaction exhaust gas generated in the oxidation reactor (not shown) is led to the combustion furnace 1a through the line 8, where the exhaust gas is supplied with the fuel from the line 11 and the line 12 as the fuel. After injecting air from the furnace and raising the temperature to 300 ° C. or higher in the absence of a catalyst, and burning a part of the combustible substances contained in the exhaust gas together with the above-mentioned fuel, the exhaust gas is converted into an exhaust gas filled with an oxidation catalyst. The mixture is led to the treatment reactor 2 to combust the methyl bromide together with the remaining combustible substances.

【0040】次いで、第1のエネルギー回収系におい
て、上記図1の場合と同様に、得られた高温高圧の燃焼
排ガスから、ガスタービン3及び熱交換器4により圧力
及び熱エネルギーを回収する。続いて第2のエネルギー
回収系において、上記と同様に熱交換器5により、さら
に熱エネルギーを回収したのち、吸収塔6により有害物
質を吸収除去し処理済みの排ガスとして排出する。
Next, in the first energy recovery system, pressure and heat energy are recovered from the obtained high-temperature and high-pressure combustion exhaust gas by the gas turbine 3 and the heat exchanger 4 as in the case of FIG. Subsequently, in the second energy recovery system, the heat energy is further recovered by the heat exchanger 5 in the same manner as described above, and then the harmful substances are absorbed and removed by the absorption tower 6 and discharged as a treated exhaust gas.

【0041】ここで、ガスタービン3は、例えば、それ
に直結されている空気圧縮機7aを駆動するのに用いる
ことができる。ガスタービン3で回収されたエネルギー
が、テレフタル酸製造用の空気圧縮器7aの動力源とし
て不足するときは、空気圧縮機7aに電気モーター7c
を連結して補えばよい。上記吸収塔6からの排ガス(ラ
イン13)は、必要に応じて、製品テレフタル酸の気体
圧送用のガス源として用いることができる。
Here, the gas turbine 3 can be used, for example, to drive an air compressor 7a directly connected thereto. When the energy recovered by the gas turbine 3 is insufficient as a power source of the air compressor 7a for producing terephthalic acid, the electric motor 7c is connected to the air compressor 7a.
May be connected and supplemented. The exhaust gas (line 13) from the absorption tower 6 can be used as a gas source for pressure-feeding the product terephthalic acid, if necessary.

【0042】図3は、燃焼処理に前記の(3)の方法を
用いる場合の装置構成図の例である。この方法によれ
ば、酸化反応器(図示せず)にて発生した加圧状態の酸
化反応排ガスは、ライン8より加熱器1bに導かれて温
度を300℃以上に上げられ、これを酸化用触媒を充填
した排ガス処理反応器2に導いて、排ガスに含まれる可
燃性物質と共に臭化メチルを同時に燃焼処理する。
FIG. 3 is an example of an apparatus configuration diagram when the method (3) is used for the combustion processing. According to this method, the pressurized oxidation reaction exhaust gas generated in the oxidation reactor (not shown) is led from the line 8 to the heater 1b to raise the temperature to 300 ° C. or higher, and this is used for oxidation. It is led to an exhaust gas treatment reactor 2 filled with a catalyst, and simultaneously burns methyl bromide with combustible substances contained in the exhaust gas.

【0043】次いで、第1のエネルギー回収系におい
て、上記図1の場合と同様に、得られた高温高圧の燃焼
排ガスから、ガスタービン3及び熱交換器4により圧力
及び熱エネルギーを回収する。続いて第2のエネルギー
回収系において、上記と同様に熱交換器5により、さら
にエネルギーを回収したのち、吸収塔6により有害物質
を吸収除去し処理済みの排ガスとして排出する。
Next, in the first energy recovery system, pressure and heat energy are recovered from the obtained high-temperature and high-pressure combustion exhaust gas by the gas turbine 3 and the heat exchanger 4 as in the case of FIG. Subsequently, in the second energy recovery system, the energy is further recovered by the heat exchanger 5 in the same manner as described above, and then the harmful substances are absorbed and removed by the absorption tower 6 and discharged as treated exhaust gas.

【0044】ここで、ガスタービン3は、例えば、それ
に直結されている発電機7bにより発電するのに利用す
ることができる。上記吸収塔6からの排ガス(ライン1
3)は、必要に応じて、製品テレフタル酸の気体圧送用
のガス源として用いることができる。
Here, the gas turbine 3 can be used, for example, to generate electric power by a generator 7b directly connected to the gas turbine. Exhaust gas from the absorption tower 6 (line 1)
3) can be used as a gas source for gas pressure delivery of the product terephthalic acid, if necessary.

【0045】本発明の排ガス処理方法を、図3の方法の
実施例により具体的に説明する。酸化反応器(図示せ
ず)にて発生し、圧力を有し、臭化メチルや可燃性物質
を含む酸化反応排ガス(ライン8)は、ガスタービン3
からの排ガスと熱交換器4で熱交換したあと、別の加熱
器1bに導かれ、温度を450℃に上げられる。これを
白金系の金属触媒を充填した排ガス処理反応器2に導い
て、排ガスに含まれる可燃性物質と共に臭化メチルを同
時に燃焼処理した。処理後の排ガス組成は、概ね窒素2
5.8モル%、酸素0.9モル%、炭酸ガス0.6モル
%、水72.7モル%で、その他に微量の臭素および臭
化水素を含んでいた。そしてこのときの温度、圧力は5
00℃、11atmであった。
The exhaust gas treatment method of the present invention will be specifically described with reference to an embodiment of the method shown in FIG. The oxidation reaction exhaust gas (line 8) generated in the oxidation reactor (not shown) and having pressure and containing methyl bromide and flammable substances is supplied to the gas turbine 3
After exchanging heat with the exhaust gas from the heat exchanger 4, the heat is guided to another heater 1 b to raise the temperature to 450 ° C. This was led to an exhaust gas treatment reactor 2 filled with a platinum-based metal catalyst, and methyl bromide was simultaneously combusted with combustible substances contained in the exhaust gas. The composition of the exhaust gas after the treatment is approximately nitrogen 2
5.8 mol%, oxygen 0.9 mol%, carbon dioxide gas 0.6 mol%, water 72.7 mol%, and also contained trace amounts of bromine and hydrogen bromide. And the temperature and pressure at this time are 5
The temperature was 00 ° C and 11 atm.

【0046】これを第1のエネルギー回収系に導入し、
まずガスタービン3により圧力及び熱エネルギーを回収
した。その結果、排ガスの温度、圧力は、320℃、2
atmにまで低下した。それをさらに熱交換器4に導い
て、排ガス処理反応器2に導かれる酸化反応排ガスの予
熱に利用した結果、200℃、2atmとなった。このと
きの露点は110℃であった。
This is introduced into the first energy recovery system,
First, pressure and heat energy were recovered by the gas turbine 3. As a result, the temperature and pressure of the exhaust gas are 320 ° C., 2
dropped to atm. This was further led to the heat exchanger 4 and used for preheating the oxidation reaction exhaust gas led to the exhaust gas treatment reactor 2, and as a result, the temperature was 200 ° C. and 2 atm. The dew point at this time was 110 ° C.

【0047】その後、排ガスをチタン製のチューブを持
つ熱交換器5に通して90℃までエネルギーを回収し、
吸収塔6に導入して臭素および臭化水素等の有害物質を
除去した。従来は、腐食の問題から熱交換器4までのエ
ネルギー回収しかできず、その状態でのエネルギー回収
量を100%とすると、本実施例の場合には360%の
エネルギー回収ができた。
Thereafter, the exhaust gas was passed through a heat exchanger 5 having a tube made of titanium to recover energy up to 90 ° C.
It was introduced into the absorption tower 6 to remove harmful substances such as bromine and hydrogen bromide. Conventionally, only energy recovery up to the heat exchanger 4 could be performed due to the problem of corrosion. If the amount of energy recovery in that state was assumed to be 100%, 360% energy recovery could be performed in this embodiment.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明の酸化反応排ガスの処理方法によ
れば、酸化反応器中で脂肪族カルボン酸を含む反応溶媒
中、酸化触媒の存在下、高温高圧でアルキル芳香族化合
物を酸素含有ガスで液相酸化して芳香族カルボン酸を製
造する際に、酸化反応器から発生する排ガスに含まれる
臭化メチル等の臭素化合物および可燃性物質を、効率的
に燃焼除去するとともに、それによって得られる高温の
燃焼排ガスから圧力及び熱エネルギーを経済的かつ十分
に回収することができる。これにより芳香族カルボン酸
の製造コストを低減することができる。
According to the method for treating an oxidation reaction exhaust gas of the present invention, an alkyl aromatic compound is converted into an oxygen-containing gas at a high temperature and a high pressure in a reaction solvent containing an aliphatic carboxylic acid in an oxidation reactor in the presence of an oxidation catalyst. When producing an aromatic carboxylic acid by liquid phase oxidation, bromine compounds such as methyl bromide and flammable substances contained in exhaust gas generated from an oxidation reactor are efficiently burned and removed, and thereby obtained. Pressure and heat energy can be economically and sufficiently recovered from the generated high-temperature flue gas. Thereby, the production cost of the aromatic carboxylic acid can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る、芳香族カルボン酸製造工程から
の酸化反応排ガスの処理方法を示す装置構成図の一例で
ある。
FIG. 1 is an example of an apparatus configuration diagram showing a method for treating an oxidation reaction exhaust gas from an aromatic carboxylic acid production step according to the present invention.

【図2】本発明に係る、芳香族カルボン酸製造工程から
の酸化反応排ガスの処理方法を示す装置構成図の別の例
である。
FIG. 2 is another example of an apparatus configuration diagram showing a method of treating an oxidation reaction exhaust gas from an aromatic carboxylic acid production step according to the present invention.

【図3】本発明に係る、芳香族カルボン酸製造工程から
の酸化反応排ガスの処理方法を示す装置構成図の他の例
である。
FIG. 3 is another example of an apparatus configuration diagram illustrating a method for treating an oxidation reaction exhaust gas from an aromatic carboxylic acid production step according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a 燃焼炉 1b 加熱器 2 排ガス処理反応器 3 ガスタービン 4,5 熱交換器 6 吸収塔(スクラバー) 7a 空気圧縮機 7b 発電機 7c 電気モーター 8 酸化反応排ガスライン 9,14 吸収液ライン 10 空気ライン 11 燃料ライン 12 圧縮空気ライン 13 処理済み排ガスライン 1a Combustion furnace 1b Heater 2 Exhaust gas treatment reactor 3 Gas turbine 4,5 Heat exchanger 6 Absorption tower (scrubber) 7a Air compressor 7b Generator 7c Electric motor 8 Oxidation reaction exhaust gas line 9,14 Absorbent liquid line 10 Air line 11 Fuel line 12 Compressed air line 13 Treated exhaust gas line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B01J 19/00 C07C 63/26 Fターム(参考) 4D002 AA24 AC07 BA02 BA05 BA06 BA12 CA01 CA13 CA20 EA02 GA02 GA03 GB02 GB03 GB04 HA03 HA08 4G075 AA44 AA45 BD12 BD24 CA02 CA45 DA02 FB02 FB03 FB12 FC09 4H006 AA02 AC46 BA60 BA83 BB17 BC10 BC11 BC14 BE30 BJ50 BS30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) B01J 19/00 C07C 63/26 F-term (Reference) 4D002 AA24 AC07 BA02 BA05 BA06 BA12 CA01 CA13 CA20 EA02 GA02 GA03 GB02 GB03 GB04 HA03 HA08 4G075 AA44 AA45 BD12 BD24 CA02 CA45 DA02 FB02 FB03 FB12 FC09 4H006 AA02 AC46 BA60 BA83 BB17 BC10 BC11 BC14 BE30 BJ50 BS30

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸化反応器中で脂肪族カルボン酸を含む
反応溶媒中、酸化触媒の存在下、アルキル芳香族化合物
を酸素含有ガスで液相酸化して高温高圧下で芳香族カル
ボン酸を製造する方法において、酸化反応器で発生する
臭素化合物および可燃性物質を含む酸化反応排ガスを無
害化処理する工程が、該排ガスを燃焼処理し、次いで第
1のエネルギー回収系において排ガス温度がその露点以
下とならない温度まで圧力および熱エネルギーを回収
し、さらに第2のエネルギー回収系において排ガス温度
が露点以下となるまでエネルギーを回収したのち、有害
物質を吸収除去することからなる酸化反応排ガスの処理
方法。
1. An aromatic carboxylic acid is produced at a high temperature and a high pressure by subjecting an alkyl aromatic compound to liquid phase oxidation with an oxygen-containing gas in a reaction solvent containing an aliphatic carboxylic acid in an oxidation reactor in the presence of an oxidation catalyst. In the method, the step of detoxifying an oxidation reaction exhaust gas containing a bromine compound and a combustible substance generated in the oxidation reactor is performed by burning the exhaust gas, and then the exhaust gas temperature is equal to or lower than its dew point in the first energy recovery system. A method for treating an oxidation reaction exhaust gas, comprising recovering pressure and thermal energy to a temperature at which no harmful substances are recovered, recovering energy until the exhaust gas temperature falls below the dew point in a second energy recovery system, and absorbing and removing harmful substances.
【請求項2】 前記酸化反応排ガスの燃焼処理が、該排
ガスを予め所定温度まで加熱したのち触媒の存在下また
は不存在下で行われる請求項1に記載の酸化反応排ガス
の処理方法。
2. The method for treating an oxidation reaction exhaust gas according to claim 1, wherein the combustion treatment of the oxidation reaction exhaust gas is performed in the presence or absence of a catalyst after heating the exhaust gas to a predetermined temperature in advance.
【請求項3】 前記第1のエネルギー回収系において用
いられるエネルギー回収装置が、ガスタービンおよび/
または熱交換器である請求項1または2に記載の酸化反
応排ガスの処理方法。
3. An energy recovery device used in the first energy recovery system includes a gas turbine and / or a gas turbine.
The method for treating an oxidation reaction exhaust gas according to claim 1 or 2, which is a heat exchanger.
【請求項4】 前記第2のエネルギー回収系において用
いられるエネルギー回収装置が、熱交換器である請求項
1ないし3のいずれかに記載の酸化反応排ガスの処理方
法。
4. The method for treating an oxidation reaction exhaust gas according to claim 1, wherein the energy recovery device used in the second energy recovery system is a heat exchanger.
【請求項5】 前記第2のエネルギー回収系におけるエ
ネルギー回収装置の排ガスと接触する部分に、プラスチ
ック、カーボン、テフロン、チタン及びタンタルから選
ばれる耐食性材料が用いられる請求項1ないし4のいず
れかに記載の酸化反応排ガスの処理方法。
5. A corrosion-resistant material selected from plastic, carbon, Teflon, titanium and tantalum is used in a portion of the second energy recovery system in contact with exhaust gas of an energy recovery device. The method for treating the oxidation reaction exhaust gas according to the above.
【請求項6】 前記第2のエネルギー回収系におけるエ
ネルギー回収装置の排ガスと接触する部分に、取り替え
可能な装置が用いられる請求項1ないし5のいずれかに
記載の酸化反応排ガスの処理方法。
6. The method for treating an oxidation reaction exhaust gas according to claim 1, wherein a replaceable device is used in a portion of the energy recovery device in the second energy recovery system that comes into contact with the exhaust gas.
【請求項7】 前記有害物質の吸収除去が、吸収塔によ
り排ガスを吸収液と接触させることにより行われる請求
項1ないし6のいずれかに記載の酸化反応排ガスの処理
方法。
7. The method for treating an oxidation reaction exhaust gas according to claim 1, wherein the absorption and removal of the harmful substance is performed by bringing the exhaust gas into contact with an absorbing liquid by an absorption tower.
【請求項8】 前記酸化触媒が重金属化合物および臭素
化合物からなり、前記芳香族カルボン酸がテレフタル酸
である請求項1ないし7のいずれかに記載の酸化反応排
ガスの処理方法。
8. The method according to claim 1, wherein the oxidation catalyst comprises a heavy metal compound and a bromine compound, and the aromatic carboxylic acid is terephthalic acid.
【請求項9】 前記酸化反応器で発生する臭素化合物の
成分が臭化メチルである請求項1ないし8のいずれかに
記載の酸化反応排ガスの処理方法。
9. The method for treating an oxidation reaction exhaust gas according to claim 1, wherein a component of the bromine compound generated in the oxidation reactor is methyl bromide.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101821225B (en) * 2007-10-26 2014-01-15 三菱化学株式会社 Process for producing aromatic carboxylic acid
JP2017222690A (en) * 2008-10-31 2017-12-21 グルポ、ペトロテメックス、ソシエダッド、アノニマ、デ、カピタル、バリアブレGrupo Petrotemex,S.A. De C.V. Structure of dicarboxylic acid with minimizing waste water generation

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