JP2002524390A - 精製テレフタル酸及びイソフタル酸を混合キシレンから製造する方法 - Google Patents
精製テレフタル酸及びイソフタル酸を混合キシレンから製造する方法Info
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Abstract
Description
ら精製テレフタル酸及びイソフタル酸を製造するための方法及び装置に関する。
トを低下するために、比較的高いp−キシレン純度(99.7+%)を必要とす
る。これは、そのような従来法ではそれらの方法の酸化段階で生成した粗製テレ
フタル酸を精製するための主な方法として水素化を用いていることによる。水素
化法は主たる不純物、4−カルボキシベンズアルデヒド(4−CBA)をp−ト
ルイル酸へ転化することにより除去するのに非常に選択的であるが、その方法は
、4−CBAの存在量が非常に少ない(好ましくは3,000ppm未満の)場
合しか働かない。また、従来法のTPA製造方法は、イソフタル酸(IPA)及
びフタル酸(PA)のような異性体からTPAを分離することができない。
び装置」(Method and Apparatus for Preparing Purified Terephthalic Acid)
と題する共願の米国特許出願Serial No.08/477,898(現在
米国特許第5,767,311号)のCIPである1996年12月6日に出願
された「精製テレフタル酸の製造方法及び装置」(Method and Apparatus for Pr
eparing Purified Terephthalic Acid)と題する米国特許出願Serial N
o.08/760,890のCIPである1997年10月31日に出願された
「精製テレフタル酸の製造方法及び装置」(Method and Apparatus for Preparin
g Purified Terephthalic Acid)と題する米国特許出願Serial No.0
8/962,030のCIPである1995年6月7日に出願された「精製テレ
フタル酸の製造方法及び装置」(Method and Apparatus for Preparing Purified
Terephthalic Acid)と題する共願の米国特許出願Serial No.08/
477,898(現在米国特許第5,767,311号)の分割である1998
年5月7日に出願された「精製テレフタル酸の製造方法及び装置」(Method and
Apparatus for Preparing Purified Terephthalic Acid)と題する共願の米国特
許出願Serial No.09/074,251のCIPである。これら四件
の出願は全て本願と同じ譲受け人に譲渡されており、それらの記載の全てはここ
に全ての目的について参考のため入れてある。
フタル酸、及び場合によりイソフタル酸を混合キシレンから製造するための方法
及び装置を与える。重要な点は、本方法は、テレフタル酸及びイソフタル酸の外
、少量の4−カルボキシベンズアルデヒド(4−CBA)、3−カルボキシベン
ズアルデヒド(3−CBA)、及びトルイル酸異性体からなる混合物を含む酸化
反応器流出物を精製し、精製テレフタル酸、及び場合により精製イソフタル酸を
総合した方法で製造することができることである。これらの生成物は、繊維、フ
イルム、プラスチックボトル、及び屡々ガラス繊維のような他の材料で補強され
たポリエステル樹脂構造体を製造するに有用である。
合キシレンから総合された方法で製造するための方法及び装置が与えられる。一
つの態様として、本発明の方法は、主にp−キシレン及び少量部分のm−キシレ
ン及び他の異性体を含む混合キシレンの酸化による粗製混合酸(テレフタル酸及
びイソフタル酸を含有する)の製造を含んでいる。酸化工程は、テレフタル酸及
びイソフタル酸のみならず、不完全な酸化により4−CBA、3−CBA、p−
トルイル酸、m−トルイル酸、及び他の微量の酸及びアルデヒド異性体を生成す
る。酸化工程から得られた生成物は、未反応出発材料、用いられた場合の溶媒、
副反応生成物、特に上で言及したもの、及び精製テレフタル酸及び精製イソフタ
ル酸を求めるのには望ましくない他の物質を含有する液体分散物である。
しくは酢酸を蒸発させることにより固体を成長させる。最後結晶化器からのスラ
リーを濾過し、洗浄する。濾過された結晶を、次に乾燥して溶媒を除去し、得ら
れる粗製混合酸結晶中の量が0.25%より低くなるようにする。濾過からの母
液を溶媒脱水装置へ送り、水から溶媒(酢酸)を回収して酸化器へ再循環する。
中に再溶解し、次に一つ又は好ましくは二つの結晶化段階でその選択的結晶化溶
媒からテレフタル酸(TPA)の結晶を析出させる。本発明の溶媒(共溶媒を含
むか、又は含まない)からTPAを結晶化し、次第に精製されたものを分離して
取り出すための設備を構成する。最終的に得られた精製TPAの濾滓を水で洗浄
し、水に浸漬し、TPA生成物から色及び最終的に微量の選択的結晶化溶媒を除
去する。
(IPA)を回収するために、反溶媒(anti-solvent)を添加して母液からTPA
を実質的に完全に沈澱させる。実質的にTPAを含まない母液を、選択的結晶化
溶媒及び反溶媒を母液から蒸発させることにより濃縮し、冷却して粗製IPAを
結晶化させる。次にその粗製IPAを別の選択的結晶化溶媒中で再結晶すること
により更に精製する。
し、循環する工程も考慮に入れている。環境へ好ましくない物質を捨てるのを厳
密に抑制する工程も取られている。
A、4−CBA、m−トルイル酸、p−トルイル酸、及びその他を含有する粗製
混合物から、結晶化及び分離工程により、TPA及びIPAの精製を行うのに有
効な溶媒を発見したことにある。これらの発見は次のように要約することができ
る。
)TPAから分離されるのが望ましい不純物(IPAを含む)が、TPA含有溶
媒を取扱わなければならない希望の範囲の温度内の実質的にどの温度でも、TP
Aよりも比較的一層よくその溶媒に溶解し、そして(b)上昇させた温度ではT
PAが一層よく溶解し、低い又は低下した温度では溶解しにくくなるような溶媒
が含まれる。用語「選択的結晶化溶媒」とは、上に記載したように、TPAの選
択的結晶化で有用などのような溶媒でも含まれるように用いられていることを理
解すべきである。
ならない反溶媒は、母液から実質的に全てのTPAの沈澱(又は結晶化)を起こ
し、然も未だIPAの主要部分を母液中に維持すべきである。実質的にTPAを
含まない母液を蒸発(又は蒸留)により濃縮し、粗製IPAを結晶化し、それを
次に濾過して分離し、第二選択的結晶化で再溶解し、精製IPAを生成させる。
下に記載する幾つかの理由及びその優れた性能によりN−メチルピロリドン(N
MP)である。それは、非水性で熱的に安定であり、非毒性(環境的に安全)で
あり、非腐食性で商業的に入手することができる。TPAは上昇させた温度でN
MPに溶解し、低い温度ではNMPから沈澱又は結晶化する。IPAと同様、4
−CBA、3−CBA、p−トルイル酸、m−トルイル酸のような主な不純物は
、全ての温度でNMPに対し、TPAよりも比較的高い溶解度を有する。従って
、温度を低下することにより、溶液からTPAだけが結晶化又は沈澱し、純粋T
PA結晶を形成する傾向がある。
を精製するための他の好ましい選択的結晶化溶媒を種々の極性有機溶媒から選択
することができることは理解すべきである。それらの溶媒には、N, N−ジメチ
ルアセトアミド、N, N−ジメチルホルムアミド、N−ホルミルピペリジン、N
−アルキル−2−ピロリドン(例えば、N−エチルピロリドン)、N−メルカプ
トアルキル−2−ピロリドン(例えば、N−メルカプトエチル−2−ピロリドン
)、N−アルキル−2−チオピロリドン(例えば、N−メチル−2−チオピロリ
ドン)、N−ヒドロキシアルキル−2−ピロリドン(例えば、N−ヒドロキシエ
チル−2−ピロリドン)、モルホリン類(例えば、モルホリン、及びN−ホルミ
ルモルホリン)、カルビトール、C1〜C12アルコール、エーテル、アミン、ア
ミド、エステル、及びそれらの混合物が含まれるが、それらに限定されるもので
はない。
沈澱を行わせるための反溶媒は、種々の極性有機溶媒から選択することもできる
。それらの溶媒にはメチルエチルケトン、アセトン、C1〜C12アルコール、カ
ルビトール、エステル、エーテル、C1〜C12カルボン酸、水、及びそれらの混
合物が含まれるが、それらに限定されるものではない。
、その溶媒は、メチルエチルケトン、アセトン、C1〜C12アルコール、カルビ
トール、エステル、エーテル、C1〜C12カルボン酸、水、及びそれらの混合物
からなる群から選択することができるが、それらに限定されるものではない。
除去するために、洗浄したTPA結晶を高温浸漬器(soaker)へ送り、そこで水を
用いてTPA結晶を部分的又は完全に溶解するのが好ましい。最終的IPAの結
晶に取り込まれた残留溶媒(メタノール)は、0.25%未満の水準まで乾燥す
ることにより除去することができる。
レフタル酸(TPA)を精製するための本発明の方法は、(a)前記粗製TPA
を、約50℃〜約250℃の温度で選択的結晶化溶媒中に溶解し、溶液を形成し
、(b)前記溶液から、その温度及び(又は)圧力を低下することにより精製酸
を結晶化し、(c)前記溶液から前記結晶化精製TPAを分離し、(d)前記分
離した精製TPAを選択的結晶化溶媒中に再溶解して第二溶液を形成し、(e)
前記第二溶液の前記TPAから溶媒をフラッシュ蒸発させるのに充分であるが、
前記溶液を50℃以下に冷却しない温度及び圧力へ低下することにより前記第二
溶液から第二段階精製TPAを結晶化し、(f)前記第二溶液から前記第二段階
精製TPAを分離し、(g)前記分離した第二段階精製TPAを水で洗浄し、(
h)前記洗浄した分離第二段階精製TPAを、約150℃〜約300℃の温度の
水に浸漬し、(i)前記水浸漬第二段階精製TPAを濾過及び乾燥し、(j)前
記(c)で濾過した溶液に反溶媒を添加して実質的に全てのTPAを沈澱させ、
そして(k)工程(j)で前記沈澱したTPAを前記溶液から分離し、前記沈澱
したTPAと前記最初の粗製TPAとを一緒にして工程(a)での処理のために
用い、(l)工程(k)で前記濾過したTPAを含まない溶液から溶媒を蒸発し
て約5℃〜約100℃の温度でIPAを結晶化し、(m)工程(l)で前記結晶
化した粗製IPAを前記溶液から分離し、(n)粗製IPAを約50℃〜250
℃の温度で選択的結晶化溶媒中へ再溶解して第二溶液を形成し、(o)前記第二
溶液の前記IPAから溶媒をフラッシュ蒸発するのに充分であるが、前記溶液を
約50℃以下に冷却しない温度及び圧力へ低下することにより、工程(n)の前
記第二溶液から精製IPAを結晶化し、そして(p)前記第二溶液から前記第二
段階精製IPAを分離し、乾燥する諸工程を包含する。
及び少量の4−カルボキシアルデヒド(4−CBA)、3−カルボキシアルデヒ
ド(3−CBA)、及び未反応出発材料、溶媒、副反応生成物及び(又は)他の
望ましくない材料から選択された不純物を含む。TPA精製のための選択的結晶
化溶媒は、N−メチルピロリドン(NMP)、N, N−ジメチルアセトアミド、
N, N−ジメチルホルムアミド、N−ホルミルピペリジン、N−アルキル−2−
ピロリドン(例えば、N−エチルピロリドン)、N−メルカプトアルキル−2−
ピロリドン(例えば、N−メルカプトエチル−2−ピロリドン)、N−アルキル
−2−チオピロリドン(例えば、N−メチル−2−チオピロリドン)、N−ヒド
ロキシアルキル−2−ピロリドン(例えば、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリ
ドン)、モルホリン類(例えば、モルホリン、及びN−ホルミルモルホリン)、
カルビトール、C1〜C12アルコール、エーテル、アミン、アミド、エステル、
及びそれらの混合物からなる群から選択される。この態様で、TPA精製のため
の選択的結晶化溶媒は、N−メチルピロリドン、又はN, N−ジメチルアセトア
ミド、又はN−メチルピロリドンである。TPA/IPA溶液からのTPA沈澱
のための反溶媒は、メタノール、水、メチルエチルケトン、アセトン、C1〜C1 2 アルコール、カルビトール、エステル、エーテル、C1〜C12カルボン酸、水、
及びそれらの混合物からなる群から選択される。IPAの再結晶化のための選択
的結晶化溶媒は、メタノール、水、メチルエチルケトン、アセトン、C1〜C12
アルコール、カルビトール、エステル、エーテル、C1〜C12カルボン酸、水、
及びそれらの混合物からなる群から選択される。反溶媒は、好ましくは、TPA
の沈澱を起こす0.1〜10の反溶媒/溶液比、一層好ましくは0.5〜3の範
囲にある。
、及び少量の4−カルボキシアルデヒド(4−CBA)、3−カルボキシアルデ
ヒド(3−CBA)、及び未反応出発材料、溶媒、副反応生成物及び(又は)他
の望ましくない材料から選択された不純物を含む。TPA精製のための選択的結
晶化溶媒は、N−メチルピロリドン(NMP)、N, N−ジメチルアセトアミド
、N, N−ジメチルホルムアミド、N−ホルミルピペリジン、N−アルキル−2
−ピロリドン(例えば、N−エチルピロリドン)、N−メルカプトアルキル−2
−ピロリドン(例えば、N−メルカプトエチル−2−ピロリドン)、N−アルキ
ル−2−チオピロリドン(例えば、N−メチル−2−チオピロリドン)、N−ヒ
ドロキシアルキル−2−ピロリドン(例えば、N−ヒドロキシエチル−2−ピロ
リドン)、モルホリン類(例えば、モルホリン、及びN−ホルミルモルホリン)
、カルビトール、C1〜C12アルコール、エーテル、アミン、アミド、エステル
、及びそれらの混合物からなる群から選択される。TPA精製のための選択的結
晶化溶媒は、N−メチルピロリドン、又はN, N−ジメチルアセトアミドである
。
択的結晶化溶媒の有効性を例示する。
Pに対するTPA及びIPAの溶解度についての実験データーを示している。そ
れらの実験は、予め定められた温度に保たれた一定温度の浴中に浸漬された実験
室的フラスコ中で行われた。フラスコ中の液相温度を温度計により測定した。高
温での測定では、完全還流凝縮器を用いて蒸発により失われる溶媒を回収した。
実験操作中、フラスコ中の一定に撹拌した溶媒に、固体がもはや溶解しなくなり
、その温度で溶液がその固体で飽和したと考えられるようになるまで、少量ずつ
固体を添加した。溶媒の重量及び添加した固体の全重量に基づき溶解度を計算し
た。表1には、15、40、70、及び160℃でのNMPに対するTPA及び
IPAの溶解度が要約してある。
−CBA)の混合物から、TPAは結晶化により精製することができることが例
示されている。なぜなら、IPA及びCBAは、それらの溶解度が一層高いため
母液中に留まる傾向があるからである。母液から生じたTPA結晶は、母液中に
含まれるものよりも、他の成分に関して実質的に一層多量のTPA部分を有する
。
℃でのNMP中のTPA溶解度に従い、NMPに添加した。次に混合物を、結晶
の破壊を最小にするために特別に設計した混合機、加熱ジャケット、及び蒸気凝
縮器を具えた冷却結晶化器へ移した。結晶化器をゆっくり160℃へ加熱し、そ
の温度に1時間維持し、全ての固体が確実に溶解するようにした。次に結晶化器
を45℃に90分で冷却し、TPA結晶を成長させた。結晶化器の内容物をジャ
ケット付きフィルターに移し、温度を40〜45℃に維持しながら迅速に濾過し
た。適当な量の温かい(50〜70℃)溶媒を用いて濾滓を洗浄した。或る場合
には、温かい溶媒による洗浄後、95℃の熱水による濾滓の洗浄を行なった。洗
浄した濾滓を乾燥し、ガスクロマトグラフィーにより分析し、生成物の組成を決
定した。表2に結果を要約する。
少した(1/23〜1/39)ことを実証している。結晶化からのTPA濾滓を
70℃で溶媒で濯ぎ、次に95℃で水で濯ぐと(実験2B)、IPA含有量は、
実際1段階結晶化で1/39に減少した。同じ手順に従い、TPA混合物中のI
PA含有量は、2段階結晶化により5重量%から33ppm(重量)(ppmw
)へ減少することができる。
A及びIPAの溶解度についての実験データーを与えている。実験装置及び手順
は、上の例1で記載したものと同じであった。但し、蒸気圧は大気圧よりも高か
った。溶媒の重量及び添加した固体の全重量に基づき溶解度を計算した。表3に
は、種々の温度でのメタノール中のTPA及びIPAの溶解度が要約してある。
Aの溶解度よりほぼ8〜20倍大きいことが分かる。メタノール中のTPAの溶
解度は、加圧下で160〜200℃のような一層高い温度でのみ大きくなる。
Aの溶解度よりも実質的に高いことが判明した。従って、TPA、IPA、及び
少量の4−CBAの溶液からのTPAの沈澱は、溶液に適当な量のメタノールを
添加することにより達成できるか否かを決定するための実験を行なった。この溶
液は、TPA結晶をフィルターで除いた後、TPA結晶化器からの母液にするこ
とができる。母液は次の組成を持っていた:100gのNMP、20gのTPA
、10gのIPA、及び少量の4−CBA(及び3−CBA)。
こすが、IPAは僅かな沈澱しか起こさないことを示している。100gのNM
P、4gのTPA、及び15gのIPAの混合物には、約210gのメタノール
をその室温混合物に添加した。全混合物を約90分間撹拌して、固体を結晶化し
、混合物から沈澱させた。結晶を濾過し、洗浄し、乾燥して分析した。母液中の
47.5%のTPAが回収され、その結晶は大略99.0重量%のTPA及び1
.0重量%のIPAを含んでいることが判明した。
縮し、混合物が100gのNMP、20gのTPA及び10gのIPAを含むよ
うにした。約260gのメタノールをその混合物に添加し、室温でその混合物か
らTPAを結晶化させた。メタノールを添加して、混合物を90分間撹拌した後
、TPA結晶をスラリーから濾過した。母液から97.5%までのTPAが回収
され、そのTPA結晶は97.3重量%のTPA及び2.7重量%のIPAを含
むことが判明した。このデーターは、一層多くのNMPを母液から除去する(一
層高度の濃縮)か、又は一層多くのメタノールを母液に添加するか、又はそれら
の両方の組合せを行うことにより、100%のTPAを回収することができるこ
とを示している。
(0.01%)になるであろう。母液中の4−CBAの量は非常に少なく、NM
P中の4−CBAの溶解度はほぼ室温では非常に高いので(表1に示されている
)、メタノールを添加しても、母液からの4−CBAの沈澱を起こさないであろ
う。
環した後、TPAを含まない母液を更に処理してIPAを回収することができる
。その方式の工程の詳細を図1に与え、次の節で記述する。
1に与える。
CBA、3−CBA、p−トルイル酸、m−トルイル酸等)を含有する、反応器
の酸化部門(図示されていない)からの粗製TPAを、導管1を通って第一溶解
器100へ送り、フィルターII 105からの母液(導管7を通る)及びフィル
ターIV 113からのスラリー(導管19を通る)と混合する。第一溶解器10
0の温度は160〜180℃に維持し、固体を完全に溶解し、導管19から導入
された実質的に全てのメタノールを蒸発する。
01へ連続的に送り、30〜50℃でTPA塩結晶を発生させる。TPA塩結晶
を含有するスラリーは導管3を通って第一冷却結晶化器101を出てフィルター
I 102へ行き、そこで粗製結晶濾滓を除去し、導管4を通って第二溶解器1
03へ送る。第二溶解器103では、溶媒回収系から導管35を通って再循環さ
れた清浄なNMP中に濾滓を再溶解する。再び、第二溶解器103の温度を16
0〜180℃に保ち、TPA塩結晶を完全に溶解する。第二溶解器103からの
飽和溶液を導管5を通って第二フラッシュ結晶化器104へ連続的に送り、そこ
で温度を最低60℃に維持し、TPA塩結晶の形成を防ぐ。結晶化器中の温度低
下度は、圧力減少により結晶化器からフラッシュされたNMPの量によって調節
する。フラッシュされたNMPは導管36を通り第一溶解器100へ再循環され
る。
へ送り、そこで精製TPA固体濾滓を回収し、濾滓洗浄器106へ送り、一方母
液は導管7を通り第一溶解器100へ再循環する。濾滓洗浄器106では、濾滓
中の主要残留NMPを水による向流洗浄により除去し、洗浄された濾滓を導管1
0を通り浸漬器107へ送り、TPA固体中の最終的微量のNMPを、160〜
280℃の温度の水に浸漬することにより除去する。NMPを含まない濾滓をフ
ィルターIII 108で濾過し、乾燥器I 109で乾燥し、最終的TPA生成
物を与える。
うする際、それは酸化器111を通過し、それは、本願の譲受け人に譲渡されて
いる「テレフタル酸又はイソフタル酸中のカルボキシベンズアルデヒド異性体を
減少する方法」(Method to Reduce Carboxybenzaldehyde Isomers in Terephtha
lic Acid or Isophthalic Acid)と題する共願の米国特許出願Serial N
o.09/098,060(それら記載は全ての目的から参考のためここに入れ
てある)に記載され、特許請求されている関連発明を実施するのに有用である。
メタノールを導管16を通り沈澱器へ添加し、母液からのTPAの完全な沈澱(
又は結晶化)及び少量のIPAの沈澱を起こさせる。沈澱器112からのスラリ
ーを、導管18を通ってフィルターIV 113へ送り、スラリーからの母液の大
部分を除去し、然る後、それを導管19を通り第一溶解器100へ再循環する。
蒸発によりNMP及びメタノールを除去し、濃縮された母液がIPAの飽和溶液
になるようにし、それを第一IPA結晶化器115へ送り、冷却又はフラッシュ
により30〜50℃の温度でIPAを結晶化する。蒸発器114から蒸発したN
MP及びメタノールを蒸留塔110へ送り、塔の底からNMPを得、塔の頂部か
らメタノールを得る。メタノール流は導管16を通って沈澱器112へ再循環し
、一方NMP流は導管35を通り第二溶解器103へ送る。第一IPA結晶化器
115からのスラリーはフィルターV 116へ移し、粗製IPA濾滓及び母液
を生成させる。母液は導管17を通り沈澱器112へ送るが、流れ17の一部分
は導管37を通ってパージされ、不純物及び着色物体の蓄積を防ぐ。
へ移し、そこで粗製IPA濾滓を適当な温度及び圧力でメタノールにより溶解す
る。飽和IPA溶液をフィルターVI 118で濾過し、微量の不溶性物質を除去
し、導管28を通ってパージする。固体を含まない溶液は導管29を通って第二
IPA結晶化器119へ送り、圧力を減少させて結晶化器からメタノールをフラ
ッシュすることによりIPA結晶を生成させる。第二IPA結晶化器119から
のスラリーを導管30を通ってフィルターVII 120へ移し、精製IPA結晶
を回収して洗浄し、乾燥器II 121で最終的に乾燥し、最終的IPA生成物を
生成させ、一方フィルターVII 120からの母液を導管31を通って蒸発器1
14へ再循環する。
例示されている。粗製TPA(大略90〜99%のTPA及び1〜10%のIP
Aを含有する)を導管201を通って溶解器I 200へ送り、フィルターII
206からの母液M/L−2(導管220を通って再循環されたもの)、及びフ
ィルターV 215からの再循環濾滓(導管221を通って再循環されたもの)
と混合する。溶解器の温度は140〜200℃に維持し、実質的に全ての固体を
溶解する。次に飽和溶液を導管222を通って第一結晶化器202へ送り、そこ
で温度を冷却又は溶媒蒸発により(減圧による)30〜60℃へ低下し、IPA
結晶を成長させる。
フィルターI 203へ移し、固体濾滓を回収する。フィルターI 203では
、濾滓から母液を分離するため欠乏又は飽和NMPを洗浄することが必要であり
、然る後、それを導管224を通り溶解器II 204へ移し、そこで濾滓を、導
管225からのフラッシュされたNMP及び導管226及び227からの蒸発し
たNMPと混合する。再び、溶解器II 204の温度を140〜200℃に維持
し、実質的に全ての固体を溶解する。飽和溶液を導管228を通って第二結晶化
器205へ送り、そこで温度を冷却又は溶媒蒸発により(減圧による)30〜6
0℃へ低下し、精製TPA結晶を成長させる。
206へ送り、濾滓を回収し、次にそれを導管230を通り向流接触器207へ
送り、水で洗浄して濾滓から遊離NMPの大部分を除去する。水で洗浄した固体
を導管231を通り浸漬器208へ送り、150〜280℃の温度で浸漬器20
8中で固体を部分的又は全て溶解することにより精製TPA固体から、取り込ま
れていた微量のNMPを除去する。NMPを含まない固体を導管233を通りフ
ィルターIII 209へ送り、そこで水を導管232を通って除去し、TPA濾
滓を導管234を通って送り、乾燥器中で乾燥し、最終的精製TPA生成物を生
成させる。
10へ送り、実質的量のNMPを除去する。濃縮した溶液を導管236を通り結
晶化器III 211へ移し、低純度TPA結晶を成長させる。次にそれら結晶を
フィルターIV 212から回収し、導管237を通り溶解器I 200へ再循環
する。フィルターIV 212からの母液M/L−3を導管238を通り蒸発器II 213へ送り、次に結晶化器IV 214、及びフィルターV 215へ送り、
残留低純度TPAを回収し、導管239を通り溶解器I 200へ再循環する。
主にIPA、NMPを含み、少量のTPAを含むフィルターV 215からの最
終的母液M/L−4を導管240を通って送り、水と混合して更にNMPを回収
するため処理し、然る後廃棄する。
ためのプラントの概略的工程図である。
ラントの概略的工程図である。
しくは酢酸を蒸発させることにより固体を成長させる。最後結晶化器からのスラ
リーを濾過し、洗浄する。濾過された結晶を、次に乾燥して溶媒を除去し、得ら
れる粗製混合酸結晶中0.25%より少ない水準になるようにする。濾過からの
母液を溶媒脱水装置へ送り、水から溶媒(酢酸)を回収して酸化器へ再循環する
。
した後、TPAを含まない母液を更に処理してIPAを回収することができる。
その方式の工程の詳細を図1に与え、次の節で記述する。
Claims (22)
- 【請求項1】 混合キシレンの酸化から生成した液体分散物からの粗製テレ
フタル酸(TPA)を精製する方法において、 (a) 前記粗製TPAを、約50℃〜約250℃の温度で選択的結晶化溶媒
中に溶解し、溶液を形成し、 (b) 前記溶液から、その温度及び(又は)圧力を低下することにより精製
酸を結晶化し、 (c) 前記溶液から前記結晶化精製TPAを分離し、 (d) 前記分離した精製TPAを選択的結晶化溶媒中に再溶解して第二溶液
を形成し、 (e) 前記第二溶液の前記TPAから溶媒をフラッシュ蒸発させるのに充分
であるが、前記溶液を50℃以下に冷却しない温度及び圧力へ低下することによ
り前記第二溶液から第二段階精製TPAを結晶化し、 (f) 前記第二溶液から前記第二段階精製TPAを分離し、 (g) 前記分離した第二段階精製TPAを水で洗浄し、 (h) 前記洗浄した分離第二段階精製TPAを、約150℃〜約300℃の
温度の水に浸漬し、 (i) 前記の水に浸漬した第二段階精製TPAを濾過及び乾燥し、 (j) 前記(c)で濾過した溶液に反溶媒を添加して実質的に全てのTPA
を沈澱させ、そして (k) 前記(j)で沈澱したTPAを前記溶液から分離し、前記沈澱したT
PAと前記最初の粗製TPAとを一緒にして(a)での処理のために用い、 (l) 前記(k)でTPAを含まない濾過した溶液から溶媒を蒸発して約5
℃〜約100℃の温度でIPAを結晶化し、 (m) 前記(l)で結晶化した粗製IPAを前記溶液から分離し、 (n) 粗製IPAを約50℃〜250℃の温度で選択的結晶化溶媒中へ再溶
解して第二溶液を形成し、 (o) 前記第二溶液の前記IPAから溶媒をフラッシュ蒸発するのに充分で
あるが、前記溶液を約50℃以下に冷却しない温度及び圧力へ低下することによ
り、前記(n)の第二溶液から精製IPAを結晶化し、そして (p) 前記第二溶液から前記第二段階精製IPAを分離し、乾燥する、 ことを包含する精製方法。 - 【請求項2】 分散物が、少なくとも0〜20%のイソフタル酸(IPA)
、及び少量の4−カルボキシアルデヒド(4−CBA)、3−カルボキシアルデ
ヒド(3−CBA)、及び未反応出発材料、溶媒、副反応生成物及び(又は)他
の望ましくない材料から選択された不純物を含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 TPA精製のための選択的結晶化溶媒が、N−メチルピロリ
ドン(NMP)、N, N−ジメチルアセトアミド、N, N−ジメチルホルムアミ
ド、N−ホルミルピペリジン、N−アルキル−2−ピロリドン(例えば、N−エ
チルピロリドン)、N−メルカプトアルキル−2−ピロリドン(例えば、N−メ
ルカプトエチル−2−ピロリドン)、N−アルキル−2−チオピロリドン(例え
ば、N−メチル−2−チオピロリドン)、N−ヒドロキシアルキル−2−ピロリ
ドン(例えば、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン)、モルホリン類(例え
ば、モルホリン、及びN−ホルミルモルホリン)、カルビトール、C1〜C12ア
ルコール、エーテル、アミン、アミド、エステル、及びそれらの混合物からなる
群から選択される、請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 TPA精製のための選択的結晶化溶媒が、N−メチルピロリ
ドン、又はN, N−ジメチルアセトアミドである、請求項3に記載の方法。 - 【請求項5】 TPA精製のための選択的結晶化溶媒が、N−メチルピロリ
ドンである、請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 TPA/IPA溶液からのTPA沈澱のための反溶媒が、メ
タノール、水、メチルエチルケトン、アセトン、C1〜C12アルコール、カルビ
トール、エステル、エーテル、C1〜C12カルボン酸、水、及びそれらの混合物
からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】 TPA/IPA溶液からのTPA沈澱のための反溶媒が、メ
タノール又は水である、請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 TPA/IPA溶液からのTPA沈澱のための反溶媒が、メ
タノールである、請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】 IPAの再結晶化のための選択的結晶化溶媒が、メタノール
、水、メチルエチルケトン、アセトン、C1〜C12アルコール、カルビトール、
エステル、エーテル、C1〜C12カルボン酸、水、及びそれらの混合物からなる
群から選択される、請求項1に記載の方法。 - 【請求項10】 精製IPAを再結晶化するための選択的結晶化溶媒が、メ
タノール又は水である、請求項9に記載の方法。 - 【請求項11】 反溶媒が、0.1〜10の反溶媒/溶液比になっており、
TPAの沈澱を起こす、請求項1に記載の方法。 - 【請求項12】 反溶媒/溶液比が、好ましくは0.5〜3の範囲にある、
請求項11に記載の方法。 - 【請求項13】 混合キシレンの酸化から生成した液体分散物からの粗製テ
レフタル酸(TPA)を精製する方法において、 (a) 前記粗製TPAを、約50℃〜約250℃の温度で選択的結晶化溶媒
中に溶解し、溶液を形成し、 (b) 前記溶液から、その温度及び(又は)圧力を低下することにより精製
酸を結晶化し、 (c) 前記溶液から前記結晶化精製TPAを分離し、 (d) 前記分離した精製TPAを選択的結晶化溶媒中に再溶解して第二溶液
を形成し、 (e) 前記第二溶液の前記TPAから溶媒をフラッシュ蒸発させるのに充分
であるが、前記溶液を50℃以下に冷却しない温度及び圧力へ低下することによ
り前記第二溶液から第二段階精製TPAを結晶化し、 (f) 前記第二溶液から前記第二段階精製TPAを分離し、 (g) 前記分離した第二段階精製TPAを水で洗浄し、 (h) 前記洗浄した分離第二段階精製TPAを、約150℃〜約300℃の
温度の水に浸漬し、 (i) 前記の水に浸漬した第二段階精製TPAを濾過及び乾燥し、 (j) 前記(c)で濾過した溶液を、蒸発により濃縮し、その濃縮した溶液
を冷却してTPA及び僅かな部分のIPAを結晶化し、 (k) 前記(j)で沈澱したTPA及び僅かな部分のIPAを前記溶液から
分離し、前記固体混合物を(a)で処理するために再循環し、 (l) 前記(k)で濾過した溶液を第二蒸発により濃縮し、その濃縮溶液を
冷却して更にTPA及び僅かな部分のIPAを結晶化し、 (m) 前記(l)で結晶化したTPA及び僅かな部分のIPAを前記溶液か
ら分離し、固体混合物を(a)で処理するために再循環し、そして (n) 前記(m)で濾過した溶液を洗浄処理装置又は一層の処理段階へ移す
、 ことを包含する精製方法。 - 【請求項14】 分散物が、少なくとも0〜20%のイソフタル酸(IPA
)、及び少量の4−カルボキシアルデヒド(4−CBA)、3−カルボキシアル
デヒド(3−CBA)、及び未反応出発材料、溶媒、副反応生成物及び(又は)
他の望ましくない材料から選択された不純物を含む、請求項13に記載の方法。 - 【請求項15】 TPA精製のための選択的結晶化溶媒が、N−メチルピロ
リドン(NMP)、N, N−ジメチルアセトアミド、N, N−ジメチルホルムア
ミド、N−ホルミルピペリジン、N−アルキル−2−ピロリドン(例えば、N−
エチルピロリドン)、N−メルカプトアルキル−2−ピロリドン(例えば、N−
メルカプトエチル−2−ピロリドン)、N−アルキル−2−チオピロリドン(例
えば、N−メチル−2−チオピロリドン)、N−ヒドロキシアルキル−2−ピロ
リドン(例えば、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン)、モルホリン類(例
えば、モルホリン、及びN−ホルミルモルホリン)、カルビトール、C1〜C12
アルコール、エーテル、アミン、アミド、エステル、及びそれらの混合物からな
る群から選択される、請求項13に記載の方法。 - 【請求項16】 TPA精製のための選択的結晶化溶媒が、N−メチルピロ
リドン、又はN, N−ジメチルアセトアミドである、請求項15に記載の方法。 - 【請求項17】 TPA精製のための選択的結晶化溶媒が、N−メチルピロ
リドンである、請求項16に記載の方法。 - 【請求項18】 混合キシレンの酸化から生成した液体分散物から粗製テレ
フタル酸(TPA)を精製する方法において、 (a) 前記粗製TPAを、約50℃〜約250℃の温度で選択的結晶化溶媒
に溶解し、溶液を形成し、 (b) 前記溶液から、その温度及び(又は)圧力を低下することにより精製
酸を結晶化し、前記結晶化した精製TPAを前記溶液から分離し、 (c) もし必要ならば、前記TPAの溶解及び結晶化を繰り返し、希望の純
度の精製TPAを得、 (d) 前記溶液に反溶媒を添加して、その溶液から結晶化精製TPAを分離
し、前記溶液中に残留する実質的に全てのTPAの沈澱を行わせ、 (e) 前記沈澱TPAを分離し、 (f) 反溶媒を添加することにより得られた溶液から溶媒を蒸発させ、沈澱
したTPAを除去してIPAの結晶化を行わせ、精製し、それにより精製IPA
を回収する、 ことを包含する精製方法。 - 【請求項19】 精製IPAを溶解及び結晶化して、希望の純度のIPAを
得ることを更に含む、請求項18に記載の方法。 - 【請求項20】 分散物が、少なくとも0〜20%のイソフタル酸(IPA
)、及び少量の4−カルボキシアルデヒド(4−CBA)、3−カルボキシアル
デヒド(3−CBA)、及び未反応出発材料、溶媒、副反応生成物及び(又は)
他の望ましくない材料から選択された不純物を含む、請求項18に記載の方法。 - 【請求項21】 TPA精製のための選択的結晶化溶媒が、N−メチルピロ
リドン(NMP)、N, N−ジメチルアセトアミド、N, N−ジメチルホルムア
ミド、N−ホルミルピペリジン、N−アルキル−2−ピロリドン(例えば、N−
エチルピロリドン)、N−メルカプトアルキル−2−ピロリドン(例えば、N−
メルカプトエチル−2−ピロリドン)、N−アルキル−2−チオピロリドン(例
えば、N−メチル−2−チオピロリドン)、N−ヒドロキシアルキル−2−ピロ
リドン(例えば、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン)、モルホリン類(例
えば、モルホリン、及びN−ホルミルモルホリン)、カルビトール、C1〜C12
アルコール、エーテル、アミン、アミド、エステル、及びそれらの混合物からな
る群から選択される、請求項18に記載の方法。 - 【請求項22】 TPA/IPA溶液からのTPA沈澱のための反溶媒が、
メタノール、水、メチルエチルケトン、アセトン、C1〜C12アルコール、カル
ビトール、エステル、エーテル、C1〜C12カルボン酸、水、及びそれらの混合
物からなる群から選択される、請求項18に記載の方法。
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