JP2002326970A - Method of production for aromatic carboxylic acid - Google Patents

Method of production for aromatic carboxylic acid

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JP2002326970A
JP2002326970A JP2001136051A JP2001136051A JP2002326970A JP 2002326970 A JP2002326970 A JP 2002326970A JP 2001136051 A JP2001136051 A JP 2001136051A JP 2001136051 A JP2001136051 A JP 2001136051A JP 2002326970 A JP2002326970 A JP 2002326970A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of production for aromatic carboxylic acid capable of effectively separating and collecting an aliphatic carboxylic acid from unnecessary by-products for the reaction such as water, a alcohol or the like even lowering the tower height of a distillation tower and capable of using collected aliphatic acid in the reaction by an effective concentration of the acid and capable of producing the aromatic carboxylic acid using a reactor composed of an inexpensive material. SOLUTION: This method of production for the aromatic carboxylic acid carries out a liquid phase oxidation of an alkylaromatic compound by a gas including oxygen in the presence of an oxidizing catalyst in a reaction solvent including the aliphatic carboxylic acid in an oxidizing reactor 1, produces the aromatic carboxylic acid under high pressure and high temperature, introduces the exhaust gas of the oxidation to a distillation tower 2 and distills, refluxes the fraction including the reaction solvent to the oxidizing reactor 1, cools the exhaust gas from the distillation tower 2 by a condenser 3 and produces the condensed water, and subjects the condensed water to a membrane separator 8 permeating methanol and water to the permeate side and concentrating the aliphatic carboxylic acid to the concentrate side and returns the concentrate to the middle of the distillation tower 2.

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、アルキル置換基ま
たは一部酸化したアルキル置換基を含有するアルキル芳
香族化合物を酸素含有ガスにより液相酸化して芳香族カ
ルボン酸を製造する方法に関する。
The present invention relates to a method for producing an aromatic carboxylic acid by subjecting an alkyl aromatic compound containing an alkyl substituent or a partially oxidized alkyl substituent to liquid phase oxidation with an oxygen-containing gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】芳香族カルボン酸類は基礎化学品として
重要であり、特に芳香族ジカルボン酸は繊維、樹脂等の
原料として有用である。例えば、テレフタル酸はポリエ
ステル原料として、近年その需要が増大している。芳香
族カルボン酸の製造方法としては、一般に酸化反応器に
おいて、重金属化合物および臭素化合物を触媒とし、酢
酸等の低級脂肪族カルボン酸を含む反応溶媒中で、アル
キル置換芳香族化合物を分子状酸素含有ガスと接触させ
て液相酸化する方法が採用されている。このような製造
方法では、酸化反応器に、原料としてパラキシレン等の
アルキル置換芳香族化合物、溶媒の酢酸および触媒の混
合物、ならびに空気等の酸素含有ガスを導入して酸化反
応を行い、テレフタル酸等の芳香族カルボン酸を生成さ
せている。
2. Description of the Related Art Aromatic carboxylic acids are important as basic chemicals, and aromatic dicarboxylic acids are particularly useful as raw materials for fibers, resins and the like. For example, the demand for terephthalic acid as a polyester raw material has been increasing in recent years. As a method for producing an aromatic carboxylic acid, generally, in an oxidation reactor, a heavy metal compound and a bromine compound are used as catalysts, and an alkyl-substituted aromatic compound is molecularly oxygen-containing in a reaction solvent containing a lower aliphatic carboxylic acid such as acetic acid. A method of contacting with a gas to perform liquid phase oxidation is employed. In such a production method, an oxidation reaction is carried out by introducing an alkyl-substituted aromatic compound such as para-xylene, a mixture of acetic acid and a catalyst as a raw material, and an oxygen-containing gas such as air into a oxidation reactor, and performing terephthalic acid. And other aromatic carboxylic acids.

【0003】酸化反応器から排出される酸化排ガスには
溶媒や触媒等が同伴するので、これを回収して再使用す
るために、酸化排ガスを酸化排ガス凝縮器で凝縮した凝
縮液を蒸留塔に導入して蒸留を行い、反応溶媒を含む留
分を酸化反応器に還流する方法がある。また反応槽の上
部に連絡する蒸留塔を設け、酸化排ガスの熱を利用して
蒸留を行って溶媒を回収し酸化反応槽に還流させる方法
がある(特公昭54−14098号、特開平6−279
353号)。この方法では蒸留塔から出る排出ガスを凝
縮器において冷却水で冷却して排ガス中の水蒸気を凝縮
させ、凝縮水を蒸留塔に還流して蒸留に使用している。
[0003] Since the oxidizing exhaust gas discharged from the oxidizing reactor is accompanied by a solvent, a catalyst, and the like, the condensate obtained by condensing the oxidizing exhaust gas in the oxidizing exhaust gas condenser is collected and reused in a distillation column in order to recover and reuse the oxidizing exhaust gas. There is a method in which distillation is carried out after introduction, and a fraction containing a reaction solvent is refluxed to an oxidation reactor. Further, there is a method in which a distillation column is provided at the upper part of the reaction tank, and the solvent is recovered by using the heat of the oxidation exhaust gas to recover the solvent and refluxed to the oxidation reaction tank (Japanese Patent Publication No. 54-14098, JP-A-6-14098). 279
353). In this method, the exhaust gas discharged from the distillation column is cooled by cooling water in a condenser to condense the steam in the exhaust gas, and the condensed water is returned to the distillation column and used for distillation.

【0004】このように酸化排ガスまたはその凝縮液を
蒸留する方法においては、酢酸と水またはアルコールの
沸点が近いため、蒸留塔で酢酸等の溶媒を完全に水また
はアルコールから分離して回収するためには蒸留塔の塔
高を高くする必要があり、塔高を低くすると一部の溶媒
が凝縮水側に移行する。上記酸化反応では水が生成する
ため凝縮水の一部は系外に排出する必要があり、排水中
に溶媒その他の成分が流出するため、その処理も困難で
ある。
In the method of distilling an oxidizing exhaust gas or a condensate thereof, since the boiling points of acetic acid and water or alcohol are close to each other, a solvent such as acetic acid is completely separated and recovered from water or alcohol in a distillation column. Requires a higher column height of the distillation column, and lowering the column height causes some of the solvent to migrate to the condensed water side. Since water is generated in the oxidation reaction, a part of the condensed water must be discharged to the outside of the system, and the solvent and other components flow out into the wastewater, so that the treatment is also difficult.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、蒸留
塔の塔高を低くしても効率よく脂肪族カルボン酸を、反
応に不要な水およびアルコール等の副生物から効率よく
分離して回収することができ、しかも回収した脂肪族カ
ルボン酸を効率よく濃縮して反応に利用できるとともに
安価な材質の装置を使用して芳香族カルボン酸を製造す
ることができる芳香族カルボン酸の製造方法を提案する
ことである。
The object of the present invention is to efficiently separate aliphatic carboxylic acids from by-products such as water and alcohol unnecessary for the reaction even if the height of the distillation column is reduced. A method for producing an aromatic carboxylic acid which can be recovered, and which can be used for the reaction by efficiently concentrating the recovered aliphatic carboxylic acid and which can produce an aromatic carboxylic acid using an inexpensive material apparatus It is to propose.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は次の芳香族カル
ボン酸の製造方法である。 (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
を生成させる酸化工程、酸化反応器から酸化排ガス、ま
たは酸化排ガスを酸化排ガス凝縮器で凝縮した凝縮液を
蒸留塔に導入して蒸留を行い、反応溶媒を含む留分を酸
化反応器に還流する蒸留工程、蒸留塔から出る塔頂ガス
を凝縮器で冷却して凝縮水を生成させる凝縮工程、凝縮
水を膜分離装置で膜分離して水およびアルコールを透過
液側に透過させ、脂肪族カルボン酸を濃縮液側に濃縮し
て回収する膜分離工程、ならびに膜分離工程の濃縮液を
蒸留塔の中段に返送する返送工程を含む芳香族カルボン
酸の製造方法。 (2) 蒸留工程における理論段高さが10〜70理論
段である上記(1)記載の方法。 (3) 蒸留工程における理論段高さが20〜40理論
段である上記(2)に記載の方法。 (4) 膜分離工程からの濃縮液を、塔頂より数えて5
理論段高さから下、かつ塔底より数えて5理論段高さか
ら上の段に返送する上記(1)ないし(3)のいずれか
に記載の方法。 (5) 膜分離工程からの濃縮液を、塔頂より数えて1
0〜25理論段に返送する上記(4)に記載の方法。 (6) 蒸留塔の材質がチタンであり、膜分離装置の材
質がステンレス鋼である上記(1)ないし(5)のいず
れかに記載の方法。 (7) 蒸留塔の凝縮器の材質がステンレス鋼である上
記(6)に記載の方法。 (8) 膜分離工程は逆浸透膜により膜分離を行う上記
(1)ないし(7)のいずれかに記載の方法。 (9) 膜分離工程における体積濃縮倍率が2〜20倍
である上記(1)ないし(8)のいずれかに記載の方
法。 (10) 膜分離工程における体積濃縮倍率が5〜15
倍である上記(9)に記載の方法。 (11) 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
酸を製造する装置が2系列以上あり、蒸留工程はそれぞ
れの酸化装置に付属している蒸留塔で行い、膜分離工程
は全系列集中して処理する上記(1)ないし(10)の
いずれかに記載の方法。 (12) 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
酸を製造する装置が2系列以上あり、蒸留工程はそれぞ
れの酸化装置に付属している蒸留塔で行い、膜分離工程
は全系列集中して処理し、濃縮液を一つの芳香族カルボ
ン酸を製造する装置の蒸留塔に返送する上記(11)に
記載の方法。
The present invention relates to the following method for producing an aromatic carboxylic acid. (1) Oxidation in which an alkyl aromatic compound is liquid-phase oxidized 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 to produce an aromatic carboxylic acid under high temperature and high pressure. A distillation step in which an oxidizing exhaust gas from an oxidation reactor or a condensate obtained by condensing an oxidizing exhaust gas with an oxidizing exhaust gas condenser is introduced into a distillation column to perform distillation, and a fraction containing a reaction solvent is refluxed to the oxidation reactor. A condensing step in which the gas at the top of the tower is cooled by a condenser to produce condensed water, the condensed water is separated by membrane using a membrane separator, water and alcohol are passed through the permeate, and the aliphatic carboxylic acid is concentrated. A method for producing an aromatic carboxylic acid, comprising: a membrane separation step of concentrating and collecting a concentrated solution on a side thereof; (2) The method according to the above (1), wherein the theoretical plate height in the distillation step is 10 to 70 theoretical plates. (3) The method according to (2), wherein the theoretical plate height in the distillation step is 20 to 40 theoretical plates. (4) The concentrated liquid from the membrane separation step is counted from the top of the column for 5 minutes.
The method according to any one of the above (1) to (3), wherein the water is returned to a stage below the theoretical plate height and above five theoretical plate heights counted from the column bottom. (5) The concentrated liquid from the membrane separation step is counted from the top of the column for 1 hour.
The method according to the above (4), wherein the composition is returned to 0 to 25 theoretical plates. (6) The method according to any one of (1) to (5) above, wherein the material of the distillation column is titanium and the material of the membrane separation device is stainless steel. (7) The method according to the above (6), wherein the material of the condenser of the distillation column is stainless steel. (8) The method according to any one of (1) to (7) above, wherein the membrane separation step performs membrane separation using a reverse osmosis membrane. (9) The method according to any one of (1) to (8) above, wherein the volume concentration ratio in the membrane separation step is 2 to 20 times. (10) The volume concentration ratio in the membrane separation step is 5 to 15
The method according to the above (9), which is twice as large. (11) An apparatus for producing an aromatic carboxylic acid under high temperature and 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. The method according to any one of the above (1) to (10), wherein there are two or more series, wherein the distillation step is carried out in a distillation column attached to each oxidizing apparatus, and the membrane separation step is performed in a concentrated manner for all series. (12) An apparatus for producing an aromatic carboxylic acid under high temperature and 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. There are two or more series, and the distillation step is performed in the distillation column attached to each oxidizer, and the membrane separation step is intensively processed in the entire series, and the concentrated liquid is distilled by the apparatus for producing one aromatic carboxylic acid. The method according to (11), wherein the liquid is returned to the tower.

【0007】本発明では酸化反応により生成する水およ
びアルコールを膜分離により除去しながら反応を行う。
この場合、溶媒として用いられる酢酸等の脂肪族カルボ
ン酸を、生成する水およびアルコール等の不要成分から
効率よく分離するために蒸留工程と膜分離工程を組み合
わせるのが好ましい。蒸留のみで上記の分離を行うと、
前述のように塔高を高くする必要があり、また膜分離の
みで分離を行うと、分離効率が悪く、多段の膜分離装置
が必要となるが、塔高の低い蒸留塔で、脂肪族カルボン
酸の大部分を分離し、低濃度の液について膜分離で残部
を分離すると、小規模の装置で効率よく分離を行うこと
が可能になる。
In the present invention, the reaction is carried out while removing water and alcohol generated by the oxidation reaction by membrane separation.
In this case, it is preferable to combine a distillation step and a membrane separation step in order to efficiently separate an aliphatic carboxylic acid such as acetic acid used as a solvent from unnecessary components such as generated water and alcohol. When the above separation is performed only by distillation,
As described above, it is necessary to increase the tower height, and if separation is performed only by membrane separation, the separation efficiency is poor, and a multi-stage membrane separation device is required. If most of the acid is separated, and the remainder of the low-concentration liquid is separated by membrane separation, the separation can be performed efficiently with a small-scale apparatus.

【0008】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
(以下、単に酸化原料という場合がある)が使用でき
る。このよう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。
As the 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 (hereinafter sometimes simply referred to as an oxidizing raw material) is used. 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.

【0009】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 aromatic compounds having an alkyl substituent, ie, alkyl-substituted aromatic hydrocarbons, 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 polyalkyl benzenes having from 2 to 4 di or polyalkyl naphthalenes having from 2 to 4 alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, such as dimethyl naphthalenes, diethyl naphthalenes and diisopropyl naphthalenes;
And polyalkylbiphenyls having 2 to 4 alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, such as dimethylbiphenyls.

【0010】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、複数のアルキル基を有する芳香族化合
物における一部のアルキル基が酸化されて、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, a part of the alkyl group in the aromatic compound having a plurality of alkyl groups is oxidized to form the aldehyde group, acyl group, carboxyl group or hydroxyalkyl group. A compound that has been oxidized to a group or the like. Specific examples include 3-methylbenzaldehyde and 4-methylbenzaldehyde.
Examples include methylbenzaldehyde, m-toluic acid, p-toluic acid, 3-formylbenzoic acid, 4-formylbenzoic acid, and 2-methyl-6-formylnaphthalenes. These are used alone or as a mixture of two or more.

【0011】本発明の方法においては、重金属化合物お
よび臭素化合物が触媒として用いられるが、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、または組み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み合せて用いる
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, a heavy metal compound and a bromine compound are used as catalysts. Examples of such compounds are as follows. That is,
As the heavy metal in the heavy metal compound, for example, cobalt, manganese, nickel, chromium, zirconium, copper,
Lead, hafnium, cerium and the like can be mentioned. 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, etc., with acetate being particularly preferred.

【0012】臭素化合物としては、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。
As the bromine compound, for example, molecular bromine,
Inorganic bromine compounds such as hydrogen bromide, sodium bromide, potassium bromide, cobalt bromide and manganese bromide; methyl bromide, methylene bromide, bromoform, benzyl bromide, bromomethyltoluene, dibromoethane, tribromoethane and Organic bromine compounds such as tetrabromoethane can be mentioned. These bromine compounds are also used alone or as a mixture of two or more.

【0013】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
00wt−ppm、好ましくは100〜5000wt−
ppmの範囲で用いられる。
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.
00 wt-ppm, preferably 100-5000 wt-
Used in the ppm range.

【0014】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
分子状酸素含有ガス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 method of the present invention, an aromatic compound as an oxidizing raw material is reacted with a molecular oxygen-containing gas in a reaction solvent containing a lower aliphatic carboxylic acid in the presence of the catalyst in an oxidation reactor as an oxidation step. By phase oxidation,
Obtain aromatic carboxylic acid as product.

【0015】上記分子状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。分子状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。分子状酸素含有ガスとし
て空気を使用する場合、酸化原料となる芳香族化合物1
kgに対して2〜20Nm3、好ましくは2.5〜15
Nm3の割合で反応系に供給するのが望ましい。
The molecular oxygen-containing gas includes, for example, oxygen and air, but practically, air is preferably used. The molecular 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 molecular oxygen-containing gas, aromatic compound 1 serving as an oxidation raw material
2 to 20 Nm 3 , preferably 2.5 to 15 kg / kg
It is desirable to supply Nm 3 to the reaction system at a ratio of Nm 3 .

【0016】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、プロピオン
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.

【0017】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.

【0018】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
リカルボン酸などがあげられる。
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 aromatic carboxylic acids include aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and 4,4′-biphenyldicarboxylic acid; and aromatic dicarboxylic acids such as trimellitic acid and trimesic acid. Aromatic tricarboxylic acids such as pyromellitic acid; and the like.

【0019】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難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 hardly soluble in a reaction solvent, particularly preferably to the production of terephthalic acid.

【0020】生成するテレフタル酸等の芳香族カルボン
酸は結晶として析出し、スラリーとなるので、このスラ
リーを酸化反応槽から抜き出して固液分離により結晶を
回収することにより粗テレフタル酸等の粗生成物が得ら
れる。こうして得られた粗生成物の結晶中には酸化反応
中間体や不純物が同伴しており、粗生成物を溶解し、酸
化処理、還元処理等の精製工程を経てテレフタル酸等の
結晶を析出させると、結晶を含むスラリーが得られる。
このようなスラリーから結晶を回収すると、精製テレフ
タル酸等の精製物が得られる。
The generated aromatic carboxylic acid such as terephthalic acid precipitates as a crystal and forms a slurry. This slurry is extracted from the oxidation reaction tank and the crystals are collected by solid-liquid separation to obtain crude terephthalic acid and the like. Things are obtained. Oxidation reaction intermediates and impurities are entrained in the crystals of the crude product thus obtained, and the crude product is dissolved, and crystals such as terephthalic acid are precipitated through purification steps such as oxidation treatment and reduction treatment. Then, a slurry containing crystals is obtained.
When crystals are recovered from such a slurry, a purified product such as purified terephthalic acid is obtained.

【0021】蒸留工程は酸化反応器の上部に連結した蒸
留塔(高圧蒸留塔)に酸化排ガスを導入し、酸化反応器
の発熱を利用して蒸留を行うのが好ましいが、酸化排ガ
スを酸化排ガス凝縮器で凝縮した凝縮液を蒸留塔(常圧
蒸留塔)に導入して蒸留を行ってもよい。いずれの場合
も反応溶媒を含む留分を塔底から酸化反応器に還流し、
水および非凝縮性のガスを含む塔頂ガスを塔頂から排出
する。蒸留塔としては特公昭54−14098号に示す
ように酸化反応器から独立したものでもよく、特開平6
−279353号に示すように酸化反応器の上部に設置
されるものでもよい。また蒸留塔は棚段塔でもよいが、
充填塔が好ましく、この場合芳香族カルボン酸の結晶の
ような微細固形物を捕集するための手段、例えば固形物
捕集トレイを充填層の下側に設けるものが好ましい。
In the distillation step, the oxidizing exhaust gas is preferably introduced into a distillation column (high-pressure distillation column) connected to the upper part of the oxidation reactor, and distillation is performed by utilizing the heat generated by the oxidation reactor. The condensed liquid condensed in the condenser may be introduced into a distillation column (normal pressure distillation column) to perform distillation. In any case, the fraction containing the reaction solvent was refluxed from the bottom to the oxidation reactor,
An overhead gas containing water and a non-condensable gas is discharged from the overhead. The distillation column may be independent of the oxidation reactor as shown in JP-B-54-14098.
As shown in -279353, it may be installed at the top of the oxidation reactor. The distillation column may be a plate column,
A packed tower is preferable, and in this case, a means for collecting fine solids such as aromatic carboxylic acid crystals, for example, a solid collecting tray provided below the packed bed is preferable.

【0022】蒸留工程で使用する蒸留塔は理論段高さが
10〜70理論段、好ましくは20〜40理論段である
のが好ましい。また蒸留塔は複数の塔を連続的に設けて
排出ガスを順次次の塔で蒸留し、後段の留出液を順次前
段に還流するように構成し、緊急停止時には各塔の中間
から留出液を系外に抜き出し、酸化反応塔の反応液の濃
度、温度が低下するのを防止するのが好ましい。
The distillation column used in the distillation step preferably has a theoretical plate height of 10 to 70 theoretical plates, preferably 20 to 40 theoretical plates. In addition, the distillation column is constructed so that a plurality of columns are continuously provided, the exhaust gas is sequentially distilled in the next column, and the distillate in the subsequent stage is sequentially refluxed to the previous stage. It is preferable that the liquid is drawn out of the system to prevent the concentration and temperature of the reaction liquid in the oxidation reaction tower from decreasing.

【0023】このような蒸留塔で酸化排ガス、または酸
化排ガスを酸化排ガス凝縮器で凝縮した凝縮液の蒸留を
行うことにより、酸化排ガスに伴って排出される反応溶
媒を含む留分が酸化反応器に還流する。この留分は反応
溶媒のほか未反応のアルキル芳香族化合物、生成した芳
香族カルボン酸、触媒等が濃縮された状態で塔底液とし
て酸化反応器に還流する。このうち芳香族カルボン酸結
晶や触媒等の固形物や沸点の高い成分は蒸留塔下部で捕
捉され、あるいは留出し、沸点の低い脂肪族カルボン酸
等の反応溶媒は比較的上部で留出する。
By distilling the oxidized exhaust gas or the condensate obtained by condensing the oxidized exhaust gas with the oxidized exhaust gas condenser in such a distillation column, the fraction containing the reaction solvent discharged along with the oxidized exhaust gas is converted to the oxidized reactor. Reflux. This fraction is refluxed to the oxidation reactor as a bottom liquid in a state where the unreacted alkyl aromatic compound, the generated aromatic carboxylic acid, the catalyst and the like in addition to the reaction solvent are concentrated. Among these, solids such as aromatic carboxylic acid crystals and catalysts and components having a high boiling point are trapped or distilled at the lower portion of the distillation column, and reaction solvents such as aliphatic carboxylic acids having a low boiling point are distilled relatively at the upper portion.

【0024】このような留分はそのまま酸化反応器に還
流されるが、蒸留塔の下部に液抜出部を設けることによ
り、脂肪族カルボン酸濃度の高い留出液を抜き出して脂
肪族カルボン酸エステルの吸収液として利用できるとと
もに、酸化反応器から抜き出すスラリーを固液分離した
結晶の洗浄液としても利用できる。反応を緊急停止した
ときに、系外に抜き出すことにより還流水が大量に酸化
反応器に入り反応液を薄めるのを防止することができ
る。
Such a distillate is directly refluxed to the oxidation reactor, but a distillate having a high aliphatic carboxylic acid concentration is extracted by providing a distillate at the lower part of the distillation column to remove the aliphatic carboxylic acid. Not only can it be used as an ester absorbing liquid, but also can be used as a washing liquid for crystals obtained by solid-liquid separation of a slurry extracted from an oxidation reactor. When the reaction is urgently stopped, it is possible to prevent a large amount of reflux water from entering the oxidation reactor and diluting the reaction solution by extracting the reaction solution from the system.

【0025】凝縮工程は蒸留塔から出る塔頂ガスを凝縮
器で冷却水により冷却して塔頂ガス中の水蒸気を凝縮さ
せ、凝縮水を生成させる。凝縮器も蒸留塔に連結したも
のでも、別に設けられたものでもよく、また単一のもの
でも、複数に分割されたものでもよい。凝縮温度は水蒸
気が凝縮する温度でよく、脂肪族カルボン酸エステルは
凝縮しても、しなくてもよい。凝縮水は全量膜分離工程
に送ってもよく、一部を蒸留塔に還流させ一部を膜分離
工程に送ってもよい。
In the condensing step, the overhead gas discharged from the distillation tower is cooled by cooling water in a condenser to condense the water vapor in the overhead gas to generate condensed water. The condenser may be connected to the distillation column, may be separately provided, or may be a single condenser or a plurality of condensers. The condensation temperature may be a temperature at which water vapor condenses, and the aliphatic carboxylic acid ester may or may not condense. All of the condensed water may be sent to the membrane separation step, or a part may be refluxed to the distillation column and a part may be sent to the membrane separation step.

【0026】膜分離工程は凝縮水の一部または全部を膜
分離工程で膜分離して水およびアルコール等の副生物を
透過液側に透過させ、脂肪族カルボン酸を濃縮液側に濃
縮して分離する工程である。このような分離を行う分離
膜としては、逆浸透膜が使用できる。逆浸透膜として
は、ポリアミド系、芳香族ポリアミド系、ポリアクリロ
ニトリル系、ポリプロピレン系、ポリフッ化ビニリデン
系、ポリフッ化エチレン系、ポリビニルアルコール系、
ポリエステル系、ポリイミド系、ポリスルホン系、ポリ
エーテルスルホン系、酢酸セルロース系、セルロースエ
ステル系、トリアセチルセルロース系、尿酸ポリエーテ
ル系、ポリピペリアザミド系、ポリフラン系、ポリエチ
レンイミン系があるが、特に架橋した芳香族ポリアミド
系の逆浸透膜が好ましい。
In the membrane separation step, part or all of the condensed water is subjected to membrane separation in the membrane separation step to allow water and by-products such as alcohol to pass through the permeate, and to concentrate the aliphatic carboxylic acid into the concentrate. This is the step of separating. As a separation membrane for performing such separation, a reverse osmosis membrane can be used. As a reverse osmosis membrane, polyamide-based, aromatic polyamide-based, polyacrylonitrile-based, polypropylene-based, polyvinylidene fluoride-based, polyfluorinated ethylene-based, polyvinyl alcohol-based,
Polyester-based, polyimide-based, polysulfone-based, polyethersulfone-based, cellulose acetate-based, cellulose ester-based, triacetylcellulose-based, uric acid polyether-based, polypiperazamide-based, polyfuran-based, and polyethyleneimine-based. Crosslinked aromatic polyamide reverse osmosis membranes are preferred.

【0027】分離膜の形状は平膜、チューブラ、スパイ
ラル、中空糸など任意の形状のものを使用できる。この
ような分離膜は分子径、イオン性等により分離を行うも
のであり、水およびアルコール等の副生物を透過液側に
透過させ、脂肪族カルボン酸を濃縮液側に濃縮して分離
できるものが使用できる。脂肪族カルボン酸エステルは
約20%が透過し、約80%は濃縮側に残留する。膜分
離工程は単段で行ってもよいが、複数段にわたって行う
のが好ましい。
The shape of the separation membrane may be any shape such as a flat membrane, a tubular membrane, a spiral, or a hollow fiber. Such a separation membrane separates by molecular diameter, ionicity, etc., and allows water and alcohol and other by-products to permeate through the permeate, and allows aliphatic carboxylic acid to be concentrated and separated into the concentrate. Can be used. About 20% of the aliphatic carboxylic acid ester permeates, and about 80% remains on the concentrate side. The membrane separation step may be performed in a single stage, but is preferably performed in a plurality of stages.

【0028】凝縮水を膜分離することにより、反応で生
成した不要な水とメタノール等のアルコールその他の副
生物は透過液側に透過して分離される。溶媒として使用
される酢酸等の脂肪族カルボン酸は濃縮液側に残留して
濃縮される。酢酸と水は沸点が近いため、蒸留で分離す
るためには塔高を高くする必要があるが、分子径および
イオン性の違いにより膜分離で容易に分離される。分離
が完全でない場合には膜分離を複数段にわたって行うこ
とができる。膜分離工程における体積濃縮倍率は2〜2
0倍、好ましくは5〜15倍とすることができる。
By membrane-condensing the condensed water, unnecessary water produced by the reaction and alcohol and other by-products such as methanol permeate to the permeate side to be separated. Aliphatic carboxylic acids such as acetic acid used as a solvent remain on the concentrate side and are concentrated. Since acetic acid and water have close boiling points, it is necessary to increase the tower height in order to separate them by distillation, but they are easily separated by membrane separation due to differences in molecular diameter and ionicity. If the separation is not complete, membrane separation can be performed over multiple stages. The volume concentration ratio in the membrane separation step is 2-2.
It can be 0 times, preferably 5 to 15 times.

【0029】透過液は蒸留等の分離手段で水とアルコー
ルその他の副生物を分離して系外に排出し、あるいは生
成する芳香族カルボン酸の洗浄水等として利用すること
ができる。濃縮液は酸化工程に還流するが、この際全部
または一部を返送工程において蒸留塔の中段に返送して
蒸留に使用する。
The permeate can be separated from water and alcohol and other by-products by a separation means such as distillation and discharged out of the system, or can be used as washing water for the aromatic carboxylic acid produced. The concentrate is refluxed to the oxidation step, and at this time, all or part of the liquid is returned to the middle stage of the distillation column in the return step and used for distillation.

【0030】返送工程では、膜分離工程の濃縮液を蒸留
塔の中段に返送する。蒸留塔の中段とは、蒸留塔の最上
段および最下段以外の中間の部分を意味するが、塔頂よ
り数えて5理論段高さより下、かつ塔底より数えて5理
論段より上の段、特に塔頂より数えて10〜25理論段
に返送するのが好ましい。
In the return step, the concentrated liquid from the membrane separation step is returned to the middle stage of the distillation column. The middle stage of the distillation column means an intermediate portion other than the top and bottom stages of the distillation column, but a stage below the height of 5 theoretical plates counted from the top of the column and above 5 theoretical plates counted from the bottom of the column. It is particularly preferred to return to 10 to 25 theoretical stages counted from the top of the column.

【0031】このような返送工程における濃縮液の返送
位置は、蒸留塔における脂肪族カルボン酸濃度と、濃縮
液中の脂肪族カルボン酸濃度がほぼ一致する位置が好ま
しい。すなわち、蒸留塔では脂肪族カルボン酸が留出す
る際、凝縮器から還流する液に溶解した状態で流下する
ため、脂肪族カルボン酸濃度は塔頂側が低く、塔底側が
高くなっている。従って濃縮液をほぼ同濃度の脂肪族カ
ルボン酸濃度の位置に返送すると、蒸留を効率よく行う
ことができる。
The return position of the concentrated liquid in such a return step is preferably a position where the concentration of the aliphatic carboxylic acid in the distillation column substantially coincides with the concentration of the aliphatic carboxylic acid in the concentrated liquid. That is, when the aliphatic carboxylic acid is distilled off in the distillation column, it flows down in a state of being dissolved in the liquid refluxed from the condenser. Therefore, the aliphatic carboxylic acid concentration is low at the top of the column and high at the bottom of the column. Therefore, if the concentrated liquid is returned to the position where the concentration of the aliphatic carboxylic acid is substantially the same, the distillation can be performed efficiently.

【0032】これに対して濃縮液を塔頂側に返送する
と、濃縮液中の脂肪族カルボン酸の一部が排ガスに同伴
して凝縮器に持ち込まれ、凝縮器を腐食するとともに、
凝縮液中に溶解して膜分離工程に循環し、膜分離効果を
低下させることになる。また塔底側に返送すると、低濃
度、低温の濃縮液が蒸留塔下部に導入されて蒸留効率を
低下させ、また酸化反応の効率を低下させることにな
る。
On the other hand, when the concentrated liquid is returned to the top of the column, a part of the aliphatic carboxylic acid in the concentrated liquid is carried into the condenser along with the exhaust gas and corrodes the condenser.
It dissolves in the condensed liquid and circulates to the membrane separation step, thereby reducing the membrane separation effect. When returned to the bottom of the column, a low-concentration, low-temperature concentrated liquid is introduced into the lower portion of the distillation column, thereby lowering the distillation efficiency and lowering the efficiency of the oxidation reaction.

【0033】本発明では濃縮液を蒸留塔の中段に返送す
ることにより、蒸留効率を高くして脂肪族カルボン酸を
濃縮して酸化工程に還流させることができ、これにより
酸化反応効率を高くすることができる。また膜分離効率
を高くすることができる。凝縮工程への脂肪族カルボン
酸の導入量を少なくして凝縮器の腐食を少なくすること
ができる、さらに蒸留塔から膜分離装置へ循環する脂肪
族カルボン酸の量を少なくできる。
In the present invention, by returning the concentrated solution to the middle stage of the distillation column, the distillation efficiency can be increased and the aliphatic carboxylic acid can be concentrated and refluxed to the oxidation step, thereby increasing the oxidation reaction efficiency. be able to. Further, the membrane separation efficiency can be increased. The amount of the aliphatic carboxylic acid introduced into the condensation step can be reduced to reduce the corrosion of the condenser, and the amount of the aliphatic carboxylic acid circulated from the distillation column to the membrane separation device can be reduced.

【0034】本発明では凝縮器の腐食を少なくできるた
め、高圧蒸留の場合でも凝縮器の材質をステンレス鋼の
ような低コストの材質とすることができる。酸化反応器
および高圧蒸留塔はチタン等の耐食性の材料製とするの
が好ましい。膜分離装置は凝縮器と同様のステンレス鋼
製とすることができる。
In the present invention, since the corrosion of the condenser can be reduced, the material of the condenser can be a low-cost material such as stainless steel even in the case of high-pressure distillation. The oxidation reactor and the high-pressure distillation tower are preferably made of a corrosion-resistant material such as titanium. The membrane separation device can be made of the same stainless steel as the condenser.

【0035】濃縮液を蒸留塔に返送する場合、膜分離装
置が故障等のトラブルにより濃縮液を返送できなくな
り、蒸留塔に影響を与えることがあるが、膜分離装置の
濃縮倍率を前記のように高くして返送する濃縮液量を少
なくすることにより蒸留塔への影響を少なくすることが
できる。
When the concentrated solution is returned to the distillation column, the membrane separation device cannot return the concentrated solution due to troubles such as failure, which may affect the distillation column. The effect on the distillation column can be reduced by reducing the amount of concentrated liquid to be returned by increasing the concentration.

【0036】本発明で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て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装置が2系列以上あり、蒸留
工程はそれぞれの酸化装置に付属している蒸留塔で行
い、膜分離工程は全系列集中して処理することが好まし
い。この場合膜分離工程の濃縮液を、前記一つの芳香族
カルボン酸を製造する装置の蒸留塔に返送することによ
り、膜分離装置のトラブルにより濃縮液を返送できない
ことによる蒸留工程への影響を一つの蒸留塔に限定し、
全体への影響を避けることができる。
In the present invention, the alkyl aromatic compound is subjected to liquid phase oxidation with an oxygen-containing gas in a reaction solvent containing an aliphatic carboxylic acid in a reaction solvent containing an aliphatic carboxylic acid in an oxidation reactor to convert the aromatic carboxylic acid under high temperature and high pressure. It is preferable that there are two or more systems for the production, and that the distillation step is performed by a distillation column attached to each oxidizing apparatus, and that the membrane separation step is performed by concentrating the entire system. In this case, by returning the concentrated solution of the membrane separation step to the distillation column of the apparatus for producing one aromatic carboxylic acid, the influence on the distillation step due to the failure of returning the concentrated solution due to a trouble in the membrane separation apparatus is reduced. Limited to one distillation column,
The effect on the whole can be avoided.

【0037】凝縮工程の凝縮温度を限定することによ
り、脂肪族カルボン酸エステルを凝縮させることも、排
ガス側に移行させることもできるが、排ガス側に移行す
る場合には吸収工程において排ガスを洗浄液と接触させ
て吸収させることができる。洗浄液としては水を用いる
ことができるが、酢酸を用いてもよい。吸収液はそのま
ま膜分離工程に送ることができるが、加水分解工程で加
水分解して膜分離工程に送ることもできる。
The aliphatic carboxylic acid ester can be condensed or transferred to the exhaust gas side by limiting the condensation temperature in the condensation step. It can be brought into contact and absorbed. Although water can be used as the cleaning liquid, acetic acid may be used. The absorbing solution can be sent to the membrane separation step as it is, or can be hydrolyzed in the hydrolysis step and sent to the membrane separation step.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、酸化反応により生成す
る水およびアルコールを膜分離により除去しながら反応
を行うことにより、反応に不要な水およびアルコール等
の副生物から効率よく分離して回収することができ、排
水処理も容易である。また蒸留と膜分離を組み合せるこ
とにより、蒸留塔の塔高を低くしても脂肪族カルボン酸
を、反応に不要な水およびアルコール等の副生物から効
率よく分離して回収することができ、排水処理も容易で
ある。
According to the present invention, by performing a reaction while removing water and alcohol generated by the oxidation reaction by membrane separation, the water and alcohol unnecessary for the reaction can be efficiently separated and recovered from by-products such as alcohol. And wastewater treatment is easy. Also, by combining distillation and membrane separation, even if the height of the distillation column is lowered, aliphatic carboxylic acids can be efficiently separated and recovered from by-products such as water and alcohol unnecessary for the reaction, Wastewater treatment is also easy.

【0039】さらに膜分離工程の濃縮液を蒸留塔の中段
に返送することにより、回収した濃縮液をさらに濃縮し
て酸化工程に還流することができ、この場合蒸留効率を
高くできるとともに、回収脂肪族カルボン酸の凝縮工程
への流出を防止でき、これにより凝縮器の腐食を防止し
て低コストの材質の使用を可能にし、また膜分離効率を
高くすることができる。
Further, by returning the concentrated liquid in the membrane separation step to the middle stage of the distillation column, the collected concentrated liquid can be further concentrated and refluxed to the oxidation step. In this case, the distillation efficiency can be increased and the recovered fat can be recovered. The group carboxylic acid can be prevented from flowing out to the condensation step, thereby preventing corrosion of the condenser, enabling the use of low-cost materials, and increasing the efficiency of membrane separation.

【0040】[0040]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態をテレフ
タル酸の製造方法について図面により説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings for a method for producing terephthalic acid.

【0041】図1および図2は高圧蒸留塔を用いる実施
形態、図3は常圧蒸留塔を用いる実施形態のテレフタル
酸の製造方法を示すフロー図であり、図1は1系列、図
2は2系列の装置で製造を行う場合を示す。図1および
図2において、1、1aは酸化反応器で、上部に蒸留塔
2、2aとして高圧蒸留塔が直接接続している。3、3
aは凝縮器、4、4a、5は冷却器、7は高圧ポンプで
ある。8は膜分離装置で、逆浸透膜からなる分離膜9を
有する。
1 and 2 are flow charts showing an embodiment using a high-pressure distillation column, and FIG. 3 is a flow chart showing a method for producing terephthalic acid in an embodiment using a normal-pressure distillation column. A case in which manufacturing is performed using two series of apparatuses will be described. In FIGS. 1 and 2, reference numerals 1 and 1a denote oxidation reactors, and a high-pressure distillation column is directly connected as a distillation column 2 or 2a at the top. Three, three
a is a condenser, 4, 4a and 5 are coolers, and 7 is a high-pressure pump. Reference numeral 8 denotes a membrane separation device having a separation membrane 9 made of a reverse osmosis membrane.

【0042】図1のテレフタル酸の製造方法は、酸化反
応器1にラインL1から原料のアルキル芳香族化合物と
してパラキシレン、反応溶媒として酢酸、触媒として重
金属化合物および臭素化合物を供給し、ラインL2から
酸素含有ガスとして空気を供給し、高温、高圧下に液相
酸化を行い、テレフタル酸を生成させる。生成するテレ
フタル酸は結晶として析出してスラリーが形成され、ラ
インL3から取り出される。
In the method for producing terephthalic acid shown in FIG. 1, para-xylene as a raw material alkyl aromatic compound, acetic acid as a reaction solvent, a heavy metal compound and a bromine compound as a catalyst are supplied from a line L1 to an oxidation reactor 1, and a line L2 is supplied from a line L2. Air is supplied as an oxygen-containing gas, and liquid phase oxidation is performed at high temperature and high pressure to generate terephthalic acid. The generated terephthalic acid precipitates as crystals to form a slurry, which is taken out from the line L3.

【0043】酸化排ガスは高温高圧の状態でラインL4
から蒸留塔2に入り、充填層を通過する間に蒸留が行わ
れる。酸化排ガスに含まれる原料パラキシレン、触媒と
ともに溶媒の酢酸の大部分は留出し、これらを含む留分
は、ラインL5から酸化反応器1に還流する。酢酸の一
部およびメタノール等の低沸点の副生物を含む排ガスは
ラインL6から凝縮器3に入って冷却され、残留する酢
酸、水、メタノール、その他の副生物が凝縮し、凝縮水
が生成する。脂肪族カルボン酸エステルである酢酸メチ
ルも一部は凝縮する。
The oxidized exhaust gas is supplied to the line L4 at high temperature and high pressure.
The distillation is performed while passing through the packed bed through the packed bed 2. Most of the solvent, acetic acid, together with the raw material paraxylene and the catalyst contained in the oxidized exhaust gas are distilled off, and the fraction containing these is refluxed to the oxidation reactor 1 from the line L5. Exhaust gas containing a part of acetic acid and low-boiling by-products such as methanol enters the condenser 3 from the line L6 and is cooled, and the remaining acetic acid, water, methanol, and other by-products are condensed to generate condensed water. . Methyl acetate, which is an aliphatic carboxylic acid ester, also partially condenses.

【0044】凝縮水の一部はそのままラインL7から蒸
留塔2に還流し、一部はラインL8から取り出し、冷却
器5で冷却する。このとき凝縮器3の上部から出る排ガ
スをラインL9から冷却器4に導入して冷却し、その凝
縮水をラインL10からラインL8に合流する。冷却器
4の排ガスはラインL11から排出される。冷却器5で
冷却された凝縮水は高圧ポンプ7で昇圧されてラインL
12から膜分離装置8の濃縮液室11に送られ、膜分離
により水およびメタノール等の低分子量の非イオン性の
物質が分離膜9を通して透過液室12に透過する。透過
液はラインL13から排出され、濃縮液はラインL14
から蒸留塔2の中段に返送される。
A part of the condensed water is directly returned to the distillation column 2 from the line L7, and a part is taken out from the line L8 and cooled by the cooler 5. At this time, the exhaust gas discharged from the upper part of the condenser 3 is introduced into the cooler 4 from the line L9 to be cooled, and the condensed water is joined from the line L10 to the line L8. The exhaust gas from the cooler 4 is discharged from the line L11. The condensed water cooled by the cooler 5 is pressurized by the high-pressure pump 7 and
From 12, it is sent to the concentrated liquid chamber 11 of the membrane separation device 8, and low molecular weight nonionic substances such as water and methanol permeate into the permeated liquid chamber 12 through the separation membrane 9 by membrane separation. The permeate is discharged from line L13 and the concentrate is
To the middle stage of the distillation column 2.

【0045】膜分離装置の濃縮液を蒸留塔2の中段に返
送することにより、回収された酢酸を含む濃縮液は蒸留
塔2内で蒸留に供され、凝縮器3への酢酸の流出が防止
され、蒸留効率は高くなる。
By returning the concentrated solution of the membrane separation device to the middle stage of the distillation column 2, the collected concentrated solution containing acetic acid is subjected to distillation in the distillation column 2, and the outflow of acetic acid to the condenser 3 is prevented. And the distillation efficiency is increased.

【0046】図2では、酸化反応器1、蒸留塔2、凝縮
器3、冷却器4およびラインL1〜L11からなる製造
装置10と、酸化反応器1a、蒸留塔2a、凝縮器3
a、冷却器4aおよびラインL1a〜L11aからなる
製造装置10aの2系列の装置が設けられ、それぞれは
図1と同様の構成になっている。そしてそれぞれのライ
ンL8、L8aの凝縮液が合流して冷却器5に送られ、
1系列の冷却器5で冷却され、高圧ポンプ7で昇圧され
て、膜分離装置8で膜分離を受ける。膜分離装置8の濃
縮液はラインL14から一方の製造装置10aの蒸留塔
2aの中段に供給される。これにより膜分離装置8の緊
急停止の場合でも、影響は一方の蒸留塔2aに限定さ
れ、他の蒸留塔2への影響は防止される。
In FIG. 2, a production apparatus 10 comprising an oxidation reactor 1, a distillation column 2, a condenser 3, a condenser 4, and lines L1 to L11, an oxidation reactor 1a, a distillation column 2a, a condenser 3
a, a cooler 4a and lines L1a to L11a, two systems of a manufacturing apparatus 10a are provided, each having the same configuration as that of FIG. Then, the condensed liquids of the respective lines L8 and L8a merge and are sent to the cooler 5,
It is cooled by a series of coolers 5, pressurized by a high-pressure pump 7, and subjected to membrane separation by a membrane separation device 8. The concentrate of the membrane separation device 8 is supplied from the line L14 to the middle stage of the distillation column 2a of one of the manufacturing devices 10a. Thereby, even in the case of emergency stop of the membrane separation device 8, the influence is limited to one distillation column 2a, and the influence on the other distillation column 2 is prevented.

【0047】図3では、酸化反応器1の上部に酸化排ガ
ス凝縮器13および減圧弁14を介して蒸留塔2として
常圧蒸留塔が接続し、蒸留塔2に凝縮器3が接続してい
る。酸化排ガス凝縮器13には吸収塔15が接続してい
る。
In FIG. 3, the atmospheric pressure distillation column is connected as the distillation column 2 to the upper part of the oxidation reactor 1 via the oxidation exhaust gas condenser 13 and the pressure reducing valve 14, and the condenser 3 is connected to the distillation column 2. . An absorption tower 15 is connected to the oxidizing exhaust gas condenser 13.

【0048】図3のテレフタル酸の製造方法は、酸化反
応器1にラインL1から原料のアルキル芳香族化合物と
してパラキシレン、反応溶媒として酢酸、触媒として重
金属化合物および臭素化合物を供給し、ラインL2から
酸素含有ガスとして空気を供給し、高温、高圧下に液相
酸化を行い、テレフタル酸を生成させる。生成するテレ
フタル酸は結晶として析出してスラリーが形成され、ラ
インL3から取り出される。
In the method for producing terephthalic acid shown in FIG. 3, para-xylene as a raw material alkyl aromatic compound, acetic acid as a reaction solvent, heavy metal compounds and bromine compounds as catalysts are supplied to an oxidation reactor 1 from a line L1, and Air is supplied as an oxygen-containing gas, and liquid phase oxidation is performed at high temperature and high pressure to generate terephthalic acid. The generated terephthalic acid precipitates as crystals to form a slurry, which is taken out from the line L3.

【0049】酸化排ガスはラインL4から高温高圧の状
態で酸化排ガス凝縮器13に入って冷却され、凝縮液の
一部はそのままラインL16から酸化反応器1に還流
し、一部は減圧弁14を通してラインL17から蒸留塔
2に入り、リボイラ17の加熱により蒸留が行われる。
酸化排ガス凝縮器13の排出ガスはラインL18から吸
収塔15に入り、充填層16を通過する間にラインL1
9から供給される洗浄液と接触し、ガス中の酢酸メチル
は洗浄液に吸収される。酢酸メチルを除去した排ガスは
ラインL20から排出される。酢酸メチルを吸収した吸
収液はラインL21からラインL8に合流し、凝縮液と
混合されて蒸留塔2に供給される。
The oxidizing exhaust gas enters the oxidizing exhaust gas condenser 13 at a high temperature and a high pressure from the line L4 and is cooled. A part of the condensate is returned to the oxidizing reactor 1 from the line L16 as it is, and a part is passed through the pressure reducing valve 14. The distillation column 2 enters the distillation column 2 from the line L17, and distillation is performed by heating the reboiler 17.
The exhaust gas of the oxidizing exhaust gas condenser 13 enters the absorption tower 15 from a line L18, and passes through a line L1 while passing through a packed bed 16.
In contact with the cleaning liquid supplied from 9, the methyl acetate in the gas is absorbed by the cleaning liquid. The exhaust gas from which methyl acetate has been removed is discharged from line L20. The absorption liquid that has absorbed the methyl acetate merges into the line L8 from the line L21, is mixed with the condensate, and is supplied to the distillation column 2.

【0050】蒸留塔2では酸化排ガスに含まれる酢酸の
大部分は留出し、ラインL5から酸化反応器1に還流す
る。酢酸の一部およびメタノール等の低沸点の副生物を
含む蒸留塔塔頂蒸気は、ラインL6から凝縮器3に入っ
て冷却され、残留する酢酸、水、メタノール、その他の
副生物が凝縮し、凝縮水が生成する。脂肪族カルボン酸
エステルである酢酸メチルも一部は凝縮する。
In the distillation column 2, most of the acetic acid contained in the oxidized exhaust gas is distilled and returned to the oxidation reactor 1 through the line L 5. The distillation column overhead vapor containing a part of acetic acid and low-boiling by-products such as methanol enters the condenser 3 from the line L6, is cooled, and the remaining acetic acid, water, methanol, and other by-products are condensed, Condensed water is produced. Methyl acetate, which is an aliphatic carboxylic acid ester, also partially condenses.

【0051】凝縮水の一部はラインL7から蒸留塔2に
還流し、他の一部は高圧ポンプ7で昇圧されて膜分離装
置8の濃縮液室11に送られ、膜分離により水およびメ
タノール等の低分子量の非イオン性の物質が分離膜9を
通して透過液室12に透過する。透過液はラインL13
から排出され、濃縮液はラインL14から蒸留塔2の中
段に還流する。
A part of the condensed water is returned to the distillation column 2 from the line L7, and the other part is pressurized by the high pressure pump 7 and sent to the concentrated liquid chamber 11 of the membrane separation device 8, where water and methanol are separated by the membrane separation. A low molecular weight nonionic substance such as the above permeates into the permeate chamber 12 through the separation membrane 9. The permeate is line L13
, And the concentrated liquid is returned to the middle stage of the distillation column 2 from the line L14.

【0052】[0052]

【実施例】以下本発明の実施例について説明する。各例
中、%、ppmは言及しない限り重量基準である。
Embodiments of the present invention will be described below. In each case,% and ppm are by weight unless otherwise stated.

【0053】参考例1 図1の装置を変更してラインL14をライン7に連絡
し、濃縮液を凝縮液と合流して蒸留塔2の塔頂に返送し
た。この場合酸化反応器において190℃、1.2MP
aでパラキシレンの酸化を行いテレフタル酸を製造し、
酸化排ガスをチタン鋼製の蒸留塔2で蒸留し、凝縮器3
で100℃で凝縮を行った。ステンレス鋼製の凝縮器3
の排ガスをステンレス鋼製の冷却器4で40℃まで冷却
した後、凝縮器3で凝縮した液と混合し、ステンレス鋼
製の冷却器5で40℃に冷却、そしてステンレス鋼製の
高圧ポンプ7で6.0MPaに昇圧し、ステンレス鋼製
の膜分離装置8に送り、膜分離し、透過液を系外に排出
した。蒸留塔の理論段高さは30理論段であり、分離膜
は米国オスモニクス社の逆浸透膜AD−8040F(商
品名)を用い、体積濃縮率は1.5倍とした。また、逆
浸透膜の濃縮液は、蒸留塔2の塔頂に凝縮器3の凝縮液
と混合して還流した。ステンレス鋼製の凝縮器3の凝縮
液は酢酸2.5%、排水である膜分離装置8の透過液は
酢酸0.8%であり、パラキシレン1000重量部に対
して、酢酸損失量は3.1重量部となった。膜分離装置
8への凝縮液のフィード量は、パラキシレン1000重
量部に対して1322重量部必要であった。ステンレス
鋼製の凝縮器3は、半年で使用できなくなるまで腐食し
た。
Reference Example 1 The apparatus of FIG. 1 was changed to connect the line L14 to the line 7, and the concentrated liquid was combined with the condensed liquid and returned to the top of the distillation column 2. In this case, 190 ° C, 1.2MP in an oxidation reactor
a) oxidizes para-xylene to produce terephthalic acid,
The oxidation exhaust gas is distilled in a titanium steel distillation column 2 and a condenser 3
At 100 ° C. Stainless steel condenser 3
After cooling to 40 ° C. in a stainless steel cooler 4, mixing with a liquid condensed in a condenser 3, cooling to 40 ° C. in a stainless steel cooler 5, and a stainless steel high-pressure pump 7. The pressure was increased to 6.0 MPa, and the solution was sent to a stainless steel membrane separator 8 where the membrane was separated, and the permeate was discharged out of the system. The theoretical height of the distillation column was 30 theoretical plates, and the separation membrane used was a reverse osmosis membrane AD-8040F (trade name) manufactured by Osmonics, USA, and the volume concentration ratio was 1.5 times. The concentrated liquid of the reverse osmosis membrane was mixed with the condensed liquid of the condenser 3 at the top of the distillation tower 2 and refluxed. The condensate of the stainless steel condenser 3 is 2.5% of acetic acid, and the permeate of the membrane separation device 8, which is wastewater, is 0.8% of acetic acid. 1 part by weight. The feed amount of the condensate to the membrane separation device 8 required 1322 parts by weight with respect to 1000 parts by weight of para-xylene. The stainless steel condenser 3 corroded until it could not be used in six months.

【0054】実施例1 図1の酸化反応器において、190℃、1.2MPaで
パラキシレンの酸化を行ってテレフタル酸を製造し、酸
化排ガスをチタン製の蒸留塔2で蒸留し、凝縮器3で1
00℃で凝縮を行った。ステンレス鋼製の凝縮器3の排
ガスをステンレス鋼製の冷却器4で40℃まで冷却した
後、凝縮器3で凝縮した液と混合し、ステンレス鋼製の
冷却器5で40℃に冷却、そしてステンレス鋼製の高圧
ポンプ7で6.0MPaに昇圧し、ステンレス鋼製の膜
分離装置8に送って膜分離し、濃縮液を蒸留塔2の中段
に返送し、透過液を系外に排出した。蒸留塔2の理論段
高さは30理論段であり、分離膜は米国オスモニクス社
の逆浸透膜AD−8040F(商品名)を用い、体積濃
縮率は9.1倍とした。また、逆浸透膜の濃縮液は、蒸
留塔2の塔頂より数えて、20理論段目に返送した。凝
縮器3の凝縮液は酢酸1.3%、排水である膜分離装置
8の透過液は酢酸0.2%であり、パラキシレン100
0重量部に対して、酢酸損失量は0.9重量部と参考例
1の1/3以下となった。膜分離装置8への凝縮液のフ
ィード量は、パラキシレン1000重量部に対して46
4重量部と参考例1の35%であり、これに伴い、冷却
器4の冷却水量および高圧ポンプの電力消費も参考例1
の35%になった。
Example 1 In the oxidation reactor shown in FIG. 1, terephthalic acid was produced by oxidizing para-xylene at 190 ° C. and 1.2 MPa. At 1
Condensation was performed at 00 ° C. The exhaust gas from the stainless steel condenser 3 is cooled to 40 ° C. in the stainless steel cooler 4, mixed with the liquid condensed in the condenser 3, cooled to 40 ° C. in the stainless steel cooler 5, and The pressure was increased to 6.0 MPa by a stainless steel high-pressure pump 7, sent to a stainless steel membrane separator 8 to separate the membrane, the concentrated solution was returned to the middle stage of the distillation column 2, and the permeate was discharged out of the system. . The theoretical plate height of the distillation column 2 was 30 theoretical plates, the separation membrane used was a reverse osmosis membrane AD-8040F (trade name) manufactured by Osmonix, USA, and the volume concentration ratio was 9.1 times. The concentrated solution of the reverse osmosis membrane was returned to the 20th theoretical plate, counting from the top of the distillation column 2. The condensate of the condenser 3 is 1.3% of acetic acid, and the permeate of the membrane separation device 8 which is wastewater is 0.2% of acetic acid.
The acetic acid loss amount was 0.9 parts by weight with respect to 0 parts by weight, which was 1/3 or less of Reference Example 1. The feed amount of the condensate to the membrane separation device 8 is 46 parts per 1000 parts by weight of para-xylene.
4 parts by weight, which is 35% of that of Reference Example 1, and accordingly, the cooling water amount of the cooler 4 and the power consumption of the high-pressure pump are also reduced.
35%.

【0055】実施例2 図2の製造装置10の酸化反応器1において、190
℃、1.2MPaでパラキシレンの酸化を行いテレフタ
ル酸を製造し、酸化排ガスをチタン製の蒸留塔2で蒸留
し、凝縮器3で100℃で凝縮を行った。ステンレス鋼
製の凝縮器3の排ガスを冷却器4で40℃まで冷却し
た。製造装置10aの酸化反応器1aにおいても、19
0℃、1.2MPaでパラキシレンの酸化を行いテレフ
タル酸を製造し、酸化排ガスをチタン製の蒸留塔2aで
蒸留し、ステンレス鋼製の凝縮器3aで100℃で凝縮
を行った。ステンレス鋼製の凝縮器3aの排ガスをステ
ンレス鋼製の冷却器4aで40℃まで冷却した。製造装
置10および10aの凝縮液を混合し、ステンレス鋼製
の冷却器5で40℃まで冷却した後、ステンレス鋼製の
高圧ポンプ7で6.0MPaに昇圧し、ステンレス鋼製
の膜分離装置8に送り、膜分離し、濃縮液を蒸留塔2a
に返送し、透過液を系外に排出した。蒸留塔2および2
aの理論段高さはそれぞれ30理論段であり、分離膜は
米国オスモニクス社の逆浸透膜AD−8040F(商品
名)を用い、体積濃縮率は9.7倍とした。また、逆浸
透膜の濃縮液は、蒸留塔2aの塔頂より数えて、20理
論段目に返送した。凝縮器3、3aの凝縮液は酢酸1.
3%、排水である膜分離装置8の透過液は酢酸0.2%
であり、2系列合計のパラキシレンフィード量1000
重量部に対して、酢酸損失量は0.9重量部と2系列処
理であるが、実施例1と同様であった。膜分離装置8へ
の凝縮液のフィード量は、2系列合計のパラキシレンフ
ィード量1000重量部に対して464重量部と2系列
処理であるが、実施例1と同様であった。
Example 2 In the oxidation reactor 1 of the manufacturing apparatus 10 shown in FIG.
Paraxylene was oxidized at 1.2 ° C. at 1.2 ° C. to produce terephthalic acid, and the oxidized exhaust gas was distilled in a titanium distillation column 2 and condensed at 100 ° C. in a condenser 3. The exhaust gas from the stainless steel condenser 3 was cooled to 40 ° C. by the cooler 4. Also in the oxidation reactor 1a of the manufacturing apparatus 10a, 19
Paraxylene was oxidized at 0 ° C. and 1.2 MPa to produce terephthalic acid, and the oxidized exhaust gas was distilled in a titanium distillation column 2a and condensed at 100 ° C. in a stainless steel condenser 3a. The exhaust gas from the stainless steel condenser 3a was cooled to 40 ° C. by the stainless steel cooler 4a. The condensed liquids of the manufacturing apparatuses 10 and 10a are mixed, cooled to 40 ° C. by a stainless steel cooler 5, and then pressurized to 6.0 MPa by a stainless steel high pressure pump 7 to form a stainless steel membrane separation apparatus 8 And the membrane is separated.
And the permeate was discharged out of the system. Distillation columns 2 and 2
The theoretical plate height of a was 30 theoretical plates, and the separation membrane used was a reverse osmosis membrane AD-8040F (trade name) manufactured by Osmonix, USA, and the volume concentration ratio was 9.7 times. The concentrated liquid of the reverse osmosis membrane was returned to the 20th theoretical plate, counting from the top of the distillation column 2a. The condensate in the condensers 3 and 3a is acetic acid 1.
The permeate of the membrane separation device 8 which is 3% and the wastewater is 0.2% acetic acid
And the total amount of para-xylene feed of the two series is 1000
The acetic acid loss amount was 0.9 parts by weight with respect to parts by weight, which was the same as in Example 1, although the two-line treatment was performed. The feed amount of the condensate to the membrane separation device 8 was 464 parts by weight with respect to 1000 parts by weight of the total amount of para-xylene fed in the two lines, which was the same as in Example 1.

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

【図1】実施形態のテレフタル酸の製造方法を示すフロ
ー図である。
FIG. 1 is a flowchart showing a method for producing terephthalic acid according to an embodiment.

【図2】他の実施形態のテレフタル酸の製造方法を示す
フロー図である。
FIG. 2 is a flowchart showing a method for producing terephthalic acid according to another embodiment.

【図3】さらに他の実施形態のテレフタル酸の製造方法
を示すフロー図である。
FIG. 3 is a flowchart showing a method for producing terephthalic acid according to still another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、1a 酸化反応器 2、2a 蒸留塔 3、3a 凝縮器 4、4a、5 冷却器 7 高圧ポンプ 8 膜分離装置 9 分離膜 10、10a 製造装置 11 濃縮液室 12 透過液室 13 酸化排ガス凝縮器 14 減圧弁 15 吸収塔 16 充填層 17 リボイラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a Oxidation reactor 2, 2a Distillation tower 3, 3a Condenser 4, 4a, 5 Cooler 7 High-pressure pump 8 Membrane separation device 9 Separation membrane 10, 10a Production equipment 11 Concentrated liquid room 12 Permeate liquid room 13 Oxidation exhaust gas condensation Vessel 14 pressure reducing valve 15 absorption tower 16 packed bed 17 reboiler

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅田 道生 山口県玖珂郡和木町和木六丁目1番2号 三井化学株式会社内 Fターム(参考) 4D006 GA03 JA01C JA53A KA01 KA71 KB18 MA01 MA02 MA03 MC16 MC18 MC23 MC28 MC29 MC33 MC39 MC45 MC48 MC51 MC54 MC58 MC62 MC63 PA03 PB12 PB70 4D076 AA06 AA16 AA22 BB04 BC01 CA19 FA02 FA04 FA12 FA19 FA34 HA03 JA03 JA06 4H006 AA02 AB46 AD11 AD19 BA16 BA20 BA32 BA37 BA60 BB17 BC14 BD40 BD42 BD52 BD53 BD60 BD70 BD83 BD84 BE30 BJ50 BS30 4H039 CA65 CC30  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Michio Umeda Inventor F-term (reference) 4D006 GA03 JA01C JA53A KA01 KA71 KB18 MA01 MA02 MA03 MC16 MC18 MC23 MC28 MC29 MC33 MC39 MC45 MC48 MC51 MC54 MC58 MC62 MC63 PA03 PB12 PB70 4D076 AA06 AA16 AA22 BB04 BC01 CA19 FA02 FA04 FA12 FA19 FA34 HA03 JA03 JA06 4H006 AA02 AB46 AD11 AD19 BA16 BA20 BA32 BA37 BA60 BB17 BD53 BD40 BD40 BD40 BE30 BJ50 BS30 4H039 CA65 CC30

Claims (12)

【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
ボン酸を生成させる酸化工程、 酸化反応器から酸化排ガス、または酸化排ガスを酸化排
ガス凝縮器で凝縮した凝縮液を蒸留塔に導入して蒸留を
行い、反応溶媒を含む留分を酸化反応器に還流する蒸留
工程、 蒸留塔から出る塔頂ガスを凝縮器で冷却して凝縮水を生
成させる凝縮工程、 凝縮水を膜分離装置で膜分離して水およびアルコールを
透過液側に透過させ、脂肪族カルボン酸を濃縮液側に濃
縮して回収する膜分離工程、ならびに膜分離工程の濃縮
液を蒸留塔の中段に返送する返送工程を含む芳香族カル
ボン酸の製造方法。
1. An alkyl carboxylic acid is liquid-phase oxidized with an oxygen-containing gas in a reaction solvent containing an aliphatic carboxylic acid in a reaction solvent containing an aliphatic carboxylic acid in an oxidation reactor to produce an aromatic carboxylic acid under high temperature and high pressure. An oxidation step in which an oxidation exhaust gas or a condensate obtained by condensing an oxidation exhaust gas in an oxidation exhaust gas condenser from an oxidation reactor is introduced into a distillation column for distillation, and a fraction containing a reaction solvent is refluxed to the oxidation reactor. A condensation step in which the overhead gas coming out of the distillation tower is cooled by a condenser to generate condensed water, and the condensed water is subjected to membrane separation by a membrane separation device to allow water and alcohol to permeate into the permeated liquid side to remove aliphatic carboxylic acid. A method for producing an aromatic carboxylic acid, comprising: a membrane separation step of concentrating and recovering a concentrated solution to a concentrate side; and a return step of returning a concentrated solution in the membrane separation step to a middle stage of a distillation column.
【請求項2】 蒸留工程における理論段高さが10〜7
0理論段である請求項1に記載の方法。
2. The theoretical plate height in the distillation step is 10 to 7
2. The method of claim 1, wherein the number of theoretical plates is zero.
【請求項3】 蒸留工程における理論段高さが20〜4
0理論段である請求項2に記載の方法。
3. The theoretical plate height in the distillation step is 20-4.
3. The method of claim 2, wherein the number of theoretical plates is zero.
【請求項4】 膜分離工程からの濃縮液を、塔頂より数
えて5理論段高さから下、かつ塔底より数えて5理論段
高さから上の段に返送する請求項1ないし3のいずれか
に記載の方法。
4. The method according to claim 1, wherein the concentrated liquid from the membrane separation step is returned to the lower stage from the height of 5 theoretical plates counted from the top of the column and to the upper stage from the height of 5 theoretical plates counted from the bottom of the column. The method according to any of the above.
【請求項5】 膜分離工程からの濃縮液を、塔頂より数
えて10〜25理論段に返送する請求項4に記載の方
法。
5. The method according to claim 4, wherein the concentrated liquid from the membrane separation step is returned to 10 to 25 theoretical stages counted from the top of the column.
【請求項6】 蒸留塔の材質がチタンであり、膜分離装
置の材質がステンレス鋼である請求項1ないし5のいず
れかに記載の方法。
6. The method according to claim 1, wherein the material of the distillation column is titanium, and the material of the membrane separation device is stainless steel.
【請求項7】 蒸留塔の凝縮器の材質がステンレス鋼で
ある請求項6に記載の方法。
7. The method according to claim 6, wherein the material of the condenser of the distillation column is stainless steel.
【請求項8】 膜分離工程は逆浸透膜により膜分離を行
う請求項1ないし7のいずれかに記載の方法。
8. The method according to claim 1, wherein in the membrane separation step, the membrane is separated using a reverse osmosis membrane.
【請求項9】 膜分離工程における体積濃縮倍率が2〜
20倍である請求項1ないし8のいずれかに記載の方
法。
9. The volume concentration ratio in the membrane separation step is 2 to 9.
The method according to any one of claims 1 to 8, which is 20 times.
【請求項10】 膜分離工程における体積濃縮倍率が5
〜15倍である請求項9に記載の方法。
10. The volume concentration ratio in the membrane separation step is 5
10. The method of claim 9, wherein the factor is ~ 15.
【請求項11】 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装置が2系列以上あり、蒸留工程は
それぞれの酸化装置に付属している蒸留塔で行い、膜分
離工程は全系列集中して処理する請求項1ないし10の
いずれかに記載の方法。
11. An aromatic carboxylic acid is produced under high temperature and 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. The method according to any one of claims 1 to 10, wherein there are two or more systems for performing the distillation, wherein the distillation step is performed in a distillation column attached to each oxidizing apparatus, and the membrane separation step is performed in a concentrated manner for all the series.
【請求項12】 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装置が2系列以上あり、蒸留工程は
それぞれの酸化装置に付属している蒸留塔で行い、膜分
離工程は全系列集中して処理し、濃縮液を一つの芳香族
カルボン酸を製造する装置の蒸留塔に返送する請求項1
1に記載の方法。
12. An aromatic carboxylic acid is produced at high temperature and 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. There are two or more systems that perform the distillation process, and the distillation process is performed by the distillation column attached to each oxidation device. The membrane separation process is a process that concentrates and processes the entire system to produce one aromatic carboxylic acid from the concentrated solution. Claim 1 which is returned to the distillation column
2. The method according to 1.
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