JP2004202318A - Crystallization tank having anchor type stirring blade - Google Patents

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JP2004202318A JP2002372434A JP2002372434A JP2004202318A JP 2004202318 A JP2004202318 A JP 2004202318A JP 2002372434 A JP2002372434 A JP 2002372434A JP 2002372434 A JP2002372434 A JP 2002372434A JP 2004202318 A JP2004202318 A JP 2004202318A
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terephthalic acid
tank
acid
crystallization tank
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Masaru Nishio
勝 西尾
Katsuhiko Fukui
勝彦 福井
Hiroto Yoshii
啓人 吉井
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To control the adhesion of a deposit to the inner wall side of a crystallization tank when a solute is crystallized from a solution or slurry in the crystallization tank by bursting and cooling. <P>SOLUTION: By the crystallization of the solution or the slurry by using the crystallization tank 1 having an anchor type stirring blade 2 rotating in the vicinity of the inner wall side, by sufficiently stirring the solution in the vicinity of the wall surface, the adhesion of the deposit to the inner wall side is controlled, and the slurry can be discharged efficiently and stably. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、放圧冷却による晶析槽及びこの晶析槽を用いたテレフタル酸製造プロセスにおけるパラトルイル酸を含む結晶の回収方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
テレフタル酸製造プロセスでは、p−キシレンから高純度テレフタル酸を製造するために、まず原料p−キシレンを酸化して粗テレフタル酸を生成させ、次いで、これに含まれる中間体生成物である4−カルボキシベンズアルデヒドを還元しパラトルイル酸にして除去することで、高純度テレフタル酸を製造する。
【0003】
その工程は次の通りである。原料であるp−キシレンを高温高圧の酢酸溶媒中で触媒により、テレフタル酸に空気酸化する。このときテレフタル酸とともに、中間体である4−カルボキシベンズアルデヒドが副生成する。これらを含んだスラリーを晶析、固液分離して粗テレフタル酸結晶を得る。次いで、この粗テレフタル酸結晶を高温高圧条件下で水に溶解させて水溶液にし、上記粗テレフタル酸に含まれる4−カルボキシベンズアルデヒドを、水溶性の高いパラトルイル酸に水素還元する。その後放圧冷却して、水溶性の低いテレフタル酸のみを水溶液から晶析させ、高純度テレフタル酸として回収する。また、高純度テレフタル酸を分離した一次分離母液を晶析槽において攪拌しながら放圧冷却して、パラトルイル酸を含む二次結晶を晶析させ回収する。ここで、上記晶析槽内の攪拌には、通常、プロペラ型攪拌翼やパドル型攪拌翼が用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このプロペラ型攪拌翼やパドル型攪拌翼を用いて攪拌しつつ放圧冷却による晶析を行なうと、槽の内壁付近までは十分攪拌することができず、内壁側面に析出物が付着する。また、上記放圧冷却によって生じる発生蒸気に飛沫同伴する微粉が晶析槽内の気相部の壁面に付着する。これらの付着物を除去するには、装置を止めて洗浄する等の清掃作業を行なう必要があった。
【0005】
そこでこの発明は、上記晶析槽で溶質を晶析させる際、上記晶析槽の内壁側面に析出物が付着するのを抑制することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明は、アンカー型攪拌翼を有する晶析槽を用いることによって、上記の目的を実現したのである。
【0007】
内壁側面付近を回転するアンカー型攪拌翼を有する晶析槽を用いて溶液又はスラリーから溶質の晶析を行なうと、壁面付近の溶液が十分に攪拌することによって、内壁側面に析出物が付着しにくくなり、スラリーを効率的に排出することができる。また、放圧冷却によって生じる発生蒸気に同伴される微粉が晶析槽内の気相部の内壁面に付着、成長する事を抑制し、塊状物の混入を防止することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を説明する。
【0009】
この発明は、図1に示すように、槽の内壁側面に塊が付着することを防ぐためのアンカー型攪拌翼2を備えた、放圧冷却による晶析槽1である。
【0010】
ここで、放圧冷却とは、液体にかかる気圧をその蒸気圧以下まで低下させて、急激にフラッシュ蒸発させ、それにより、温度もその気圧における沸点まで低下させることを示す。液体が溶液であった場合には、溶媒の量が減ることと、温度が下がることとによって、溶解度を越えた分だけ溶質が晶析する。
【0011】
また、晶析槽1に入れる前の液体が高温高圧であれば、槽内が常温常圧であっても放圧冷却が可能であるため、晶析槽1には減圧装置が無いものも含む。ただし、1気圧以下にするときには減圧装置を用いるため、あればより望ましい。
【0012】
上記の晶析槽1の例を図1に示す。晶析槽1は、連続稼働させるために、供給口1aと排出口1cとの両方ともあることが必要である。高温高圧の液体を晶析槽1に入れるための供給口1aは、一般にスラリー中に供給される位置に設置される。排出口1cは、蒸発しなかった液体及び晶析した固体を含むスラリーを排出するためのものである。
【0013】
また、晶析槽1には、ガス排出口1bが取り付けられている。ガス排出口1bは、槽内で圧力低下により蒸発した気体を排出するためのものである。なお、減圧装置を兼ね備えることもある。
【0014】
上記の晶析槽1はアンカー型攪拌翼2を備える。このアンカー型攪拌翼2は、攪拌板2aが、晶析槽1の内壁側面に沿うように取り付けられており、この攪拌板2aと、晶析槽1の中央で回転するように側周面に対して平行に取り付けられた攪拌軸2bとの間が、回転支持棒2cで接合される。攪拌軸2bはモーター2eによって動作し、それによって攪拌板2aが回転して、晶析槽1内を攪拌する。
【0015】
アンカー型攪拌翼2が回転する際に生じるブレをできるだけ防ぐために、攪拌板2aと攪拌軸2bとを繋ぐ下部軸受2dがあってもよい。また、攪拌板2aは、内壁に対して垂直に取り付けたものだけではなく、傾斜をつけて取り付けたものを含む。図1の攪拌板2aは2枚で、それらが攪拌軸2bを挟んで180度の位置に取り付けられて、錨に類似した形状となるが、必ずしも2枚である必要はなく、3枚以上でもよい。
【0016】
アンカー型攪拌翼2と、晶析槽1の内壁との隙間Xは、槽の内径Yの1/20以下であることが望ましい。隙間Xが槽の内径Yの1/20よりも開いていると、晶析槽1内の液体を壁面付近まで十分に攪拌することができず、アンカー型攪拌翼2を用いても内壁側面に固体が付着することがある。また、隙間Xは槽の内径Yの1/100以上であることがより望ましい。隙間Xが槽の内径Yの1/100よりも狭いと、場合によってはアンカー型攪拌翼2が壁面を削る可能性があり、運転に支障をきたす場合がある。また攪拌板2aの上部が、液面よりも上になるよう備えられることが好ましい。そのため、例えば側面が円筒状で両端が膨らんだ曲面となっている晶析槽1では、円筒状部の上方と上端曲面部との境界であるTL(タンジェントライン)まで攪拌板2aが達するものが好ましい。
【0017】
上記のようなアンカー型攪拌翼2を用いることによって、壁面付近を攪拌板2aが通過することになり、溶液が壁面部まで十分攪拌されて、溶液を放圧冷却させたときに晶析する物質が内壁側面に付着するのが大幅に低減され、場合によっては付着が無くなる。また、放圧冷却によって生じる発生蒸気に飛沫同伴する微粉が晶析槽内の気相部の壁面に付着した場合でも、その塊が大きく成長する前にアンカー型攪拌翼2によって削り取られるため、付着量が大幅に低減される。この結果、放圧冷却により、溶液と晶析する物質とによるスラリーが生成しても、晶析する物質を内壁側面に付着させることなく、上記の排出口1cから円滑にスラリーを排出できる。また、晶析作業を停止して晶析槽1内部を清掃し付着物を除去する回数を削減できる。
【0018】
上記の晶析槽1は、芳香族ジカルボン酸の製造過程で生じる混合溶液又はスラリーからの晶析に使用できる。その場合において、圧力が0.27〜1.0MPaである上記混合溶液又はスラリーを、圧力が0.01〜0.27MPaである晶析槽1に供給することにより、上記混合溶液又はスラリーから溶解物を晶析させ、排出口1cから、上記混合溶液と、上記晶析させた析出物とによるスラリーを排出できる。
【0019】
上記の晶析槽1で上記混合溶液又はスラリーから溶解物を晶析させる際、アンカー型攪拌翼の回転数は3〜30rpmであることが好ましく、より好ましくは5〜20rpmである。3rpmに満たないと攪拌の効果が発揮しきれず、液面より下の内壁側面に晶析した上記析出物の塊が付着する恐れがある。一方、30rpmの速度があれば攪拌には十分であり、それ以上速くしてもエネルギーの無駄であるばかりでなく、上記溶解物を晶析しようとする上記混合溶液又はスラリーが晶析槽1内で飛び散らされることで、槽の液面より上に上記析出物が付着する要因となる。
【0020】
上記のアンカー型攪拌翼2を有する晶析槽1は、上記芳香族ジカルボン酸がテレフタル酸である場合に、テレフタル酸製造プロセスにおいて還元精製して得られたスラリーを固液分離して、主にテレフタル酸を含む一次結晶と一次母液とを得、この一次母液から放圧冷却により晶析させて、パラトルイル酸を含む二次結晶を回収する工程に適用できる。
【0021】
上記テレフタル酸製造プロセスにおける上記二次結晶の回収工程を図2により説明する。図2は、p−キシレンを酸化して生成された粗テレフタル酸を、還元精製して高純度テレフタル酸にして回収するための工程であり、この工程の効率をあげるために、上記のアンカー型攪拌翼2を有する晶析槽1を適用する。
【0022】
p−キシレンを酸化する酸化工程を経て得られた、4−カルボキシベンズアルデヒドを含有する粗テレフタル酸Aを、スラリー化槽11で水溶媒Bと混合してスラリーを得、そのスラリーをポンプ16で昇圧し、熱交換器17で加熱してこのスラリーを溶解させる溶解工程を行なう。この溶解工程で得られる第一複合溶液Cを、水添反応器12に送る。
【0023】
この水添反応器12において、4−カルボキシベンズアルデヒドをパラトルイル酸に水素還元する。第一複合溶液C中には、一般的に4−カルボキシベンズアルデヒドが1000〜5000ppm含まれており、還元後にはそのほとんどがパラトルイル酸になり、4−カルボキシベンズアルデヒドは30ppm以下となる。この際、水添反応器12への温度は粗テレフタル酸が水溶媒Bに完全溶解する温度であり、一般に230〜320℃が望ましく、圧力は液相を維持するため2.8〜11.3MPaが望ましい。
【0024】
水添反応器12で水素還元処理された第二複合溶液Dを、攪拌槽13を用いて晶析させる。この晶析工程は直列に接続した複数の攪拌槽13を有する攪拌槽群からなり、これらを用いて順次テレフタル酸を晶析させる。図2には攪拌槽13の数として二つ記載しているが、三つ以上の上記攪拌槽を用いてもよい。このとき、最後の上記攪拌槽13の温度は130〜180℃が望ましく、圧力は0.27〜1.0MPaが好ましい。それよりさらに低温低圧になると、テレフタル酸だけではなく、パラトルイル酸も共晶してしまい、得られるテレフタル酸結晶の純度が下がる。また、これよりさらに高温高圧のままだと、テレフタル酸の晶析量が少なくなり、収率が悪くなる。なお、得られるテレフタル酸結晶の純度が高く収率がよくなる、より望ましい温度条件は、140〜170℃である。
【0025】
晶析したテレフタル酸結晶を含んだスラリーEは、固液分離機14に送られ、ここで固体である高純度テレフタル酸結晶Fを母液から分離し、必要に応じて洗浄する。高純度テレフタル酸結晶Fは乾燥された後、製品として出荷される。一方、高純度テレフタル酸結晶Fを分離した後の一次分離母液Gは、主にパラトルイル酸と、攪拌槽群13で晶析しなかったテレフタル酸と、水溶媒Bとの混合溶液である。
【0026】
この混合溶液である一次分離母液Gを、上記晶析槽1に送り、放圧冷却させる。上記晶析槽1内の温度は50〜130℃、圧力は0.01〜0.27MPaが好ましい。これにより、一次分離母液Gから主にパラトルイル酸とテレフタル酸からなる結晶が析出されてスラリーHとなる。比較的パラトルイル酸が多い析出物は上記晶析槽1の内壁面に付着しやすい。このとき、アンカー型攪拌翼2付きの晶析槽1を用いるので、析出物が内壁に付着する割合を低くし、スラリーHをより確実に排出口から排出することができる。これにより、上記晶析槽1を停止させてわざわざ除去作業を行なう回数が減少し、上記の晶析工程の運用がより円滑になる。
【0027】
スラリーHを固液分離機15に送り、上記の主にパラトルイル酸とテレフタル酸からなる二次結晶Iを、二次分離母液Jから分離する。二次分離母液Jは、操作温度における溶解度分のパラトルイル酸とテレフタル酸とを含む水溶液である。パラトルイル酸は4−カルボキシベンズアルデヒドを還元させたものであり、微量であれば、4−カルボキシベンズアルデヒドの還元の直前にパラトルイル酸を混合しても還元の妨げとはならない。そのため、二次分離母液Jを排水として処理するだけではなく、一部又は全部を、上記溶解工程へ送り、水溶媒Bの一部又は全部として、第一複合溶液Cの溶媒に使用することが可能である。有機物を含有した排水である二次分離母液Jを再利用することになり、処理すべき排水の量を減らすことができる。
【0028】
二次結晶Iは主にパラトルイル酸とテレフタル酸からなる。パラトルイル酸は、テレフタル酸の原料であるp−キシレンの二つのメチル基のうち一つがカルボキシル基に置換した物質であり、p−キシレンと同様にメチル基を酸化することにより、テレフタル酸にすることが可能である。そこで、回収した二次結晶Iを上記酸化工程に送り、p−キシレンとともに酢酸溶媒中で触媒により空気酸化することで、二次結晶Iに含有されるパラトルイル酸をテレフタル酸に酸化させて、粗テレフタル酸を製造することができる。これにより、上記酸化工程の中間体生成物である4−カルボキシベンズアルデヒドをパラトルイル酸にして原料として再利用しつつ、二次結晶Iに含まれるテレフタル酸も回収するので、原料p−キシレンに対する歩留まり向上につながる。
【0029】
【実施例】
以下、実施例をさらに具体的に説明する。
【0030】
(実施例1)
原料であるp−キシレンを酢酸溶媒中、空気を用いて酸化させ粗テレフタル酸を生成させた。この粗テレフタル酸を、図2に示す高純度テレフタル酸の製造工程に供与した。水溶媒Bを用い、スラリー化槽11で粗テレフタル酸を30重量%含むスラリーを得た。上記図2に示す工程において、水添反応器12に送られる溶解液の温度および圧力を、それぞれ、290℃、7.9MPa(80kgf/cm2 ・ゲ−ジ)とした。これに引き続く晶析工程では、5つの上記攪拌槽を直列に接続した攪拌槽13を用いて段階的に放圧冷却させ、最終的に温度155℃まで冷却し、溶質を晶析させた。晶析により得られたスラリーは固液分離機14で一次結晶と一次分離母液に分離させ、上記一次結晶は乾燥させた後、高純度テレフタル酸として回収した。一方で、上記一次分離母液は図1に示すアンカー型攪拌翼2を設けた晶析槽1にて圧力を常圧まで低下させ、100℃まで放圧冷却させて晶析を行なった。上記晶析槽1の容積は1m3 、上記アンカー型攪拌翼の回転数は10rpm、上記アンカー型攪拌翼と内壁側面との隙間は10mmとした。
この結果、上記晶析槽1では1ヵ月間、内壁側面に析出物が付着、成長することなく、スラリーを排出することができ、安定して高純度テレフタル酸を製造することができた。
【0031】
【発明の効果】
アンカー型攪拌翼を有する晶析槽で混合溶液又はスラリーを放圧冷却して晶析を行なうと、スラリーが壁面付近まで十分に攪拌されるようになり、壁面に析出物が付着しにくくなり、安定してスラリーを排出することができる。この結果、内壁側面への析出物の付着、成長による槽内清掃回数を減らすことができ、プラントの長期連続運転が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】放圧冷却を行なう晶析槽の例を示す断面図
【図2】高純度テレフタル酸の製造工程を示す模式図
【符号の説明】
1 晶析槽
1a 供給口
1b ガス排出口
1c 排出口
2 アンカー型攪拌翼
2a 攪拌板
2b 攪拌軸
2c 回転支持棒
2d 下部軸受
2e モーター
11 スラリー化槽
12 水添反応器
13 攪拌槽
14 固液分離機
15 固液分離機
16 ポンプ
17 熱交換器
A 粗テレフタル酸
B 水溶媒
C 第一複合溶液
D 第二複合溶液
E スラリー
F 高純度テレフタル酸結晶
G 一次分離母液
H スラリー
I 二次結晶
J 二次分離母液
X アンカー型攪拌翼と晶析槽との隙間
Y 晶析槽の内径
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a crystallization tank by depressurized cooling and a method for recovering crystals containing paratoluic acid in a terephthalic acid production process using the crystallization tank.
[0002]
[Prior art]
In the terephthalic acid production process, in order to produce high-purity terephthalic acid from p-xylene, the raw material p-xylene is first oxidized to produce crude terephthalic acid, and then the intermediate product 4- High-purity terephthalic acid is produced by reducing carboxybenzaldehyde and removing it with paratoluic acid.
[0003]
The steps are as follows. The raw material p-xylene is air-oxidized to terephthalic acid by a catalyst in an acetic acid solvent at high temperature and pressure. At this time, an intermediate 4-carboxybenzaldehyde is by-produced together with terephthalic acid. The slurry containing these is crystallized and solid-liquid separated to obtain crude terephthalic acid crystals. Next, the crude terephthalic acid crystals are dissolved in water under high-temperature and high-pressure conditions to form an aqueous solution, and 4-carboxybenzaldehyde contained in the crude terephthalic acid is hydrogen reduced to highly water-soluble paratoluic acid. Thereafter, the mixture is depressurized and cooled, and only terephthalic acid having low water solubility is crystallized from the aqueous solution and recovered as high-purity terephthalic acid. In addition, the primary separated mother liquor from which high-purity terephthalic acid has been separated is depressurized and cooled while stirring in a crystallization tank to crystallize and collect secondary crystals containing paratoluic acid. Here, a propeller type stirring blade or a paddle type stirring blade is usually used for stirring in the crystallization tank.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when crystallization by depressurized cooling is performed while stirring using the propeller type stirring blades or paddle type stirring blades, sufficient stirring cannot be performed near the inner wall of the tank, and precipitates adhere to the inner wall side surfaces. . In addition, fine powder entrained in the steam generated by the above-mentioned depressurized cooling adheres to the wall surface of the gas phase in the crystallization tank. In order to remove these deposits, it was necessary to perform a cleaning operation such as stopping and cleaning the apparatus.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to suppress the attachment of precipitates on the inner wall side surface of the crystallization tank when solute is crystallized in the crystallization tank.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has achieved the above object by using a crystallization tank having an anchor type stirring blade.
[0007]
When a solute is crystallized from a solution or slurry using a crystallization tank having an anchor-type stirring blade that rotates near the inner wall side, precipitates adhere to the inner wall side by sufficiently stirring the solution near the wall. And the slurry can be efficiently discharged. Further, it is possible to suppress the fine powder accompanying the steam generated by the depressurized cooling from adhering to and growing on the inner wall surface of the gas phase portion in the crystallization tank, and to prevent the lump from being mixed.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0009]
As shown in FIG. 1, the present invention is a crystallization tank 1 by pressure-reduced cooling provided with an anchor type stirring blade 2 for preventing lump from adhering to the inner wall side surface of the tank.
[0010]
Here, the depressurized cooling means that the pressure applied to the liquid is reduced to a value equal to or lower than its vapor pressure, and flash evaporation is rapidly performed, whereby the temperature is also reduced to the boiling point at the pressure. When the liquid is a solution, the solute is crystallized in excess of the solubility due to the decrease in the amount of the solvent and the decrease in the temperature.
[0011]
In addition, if the liquid before entering the crystallization tank 1 is at a high temperature and a high pressure, the depressurized cooling is possible even if the inside of the tank is at normal temperature and normal pressure. . However, when the pressure is reduced to 1 atm or less, a pressure reducing device is used.
[0012]
FIG. 1 shows an example of the crystallization tank 1 described above. The crystallization tank 1 needs to have both the supply port 1a and the discharge port 1c for continuous operation. A supply port 1a for putting a high-temperature and high-pressure liquid into the crystallization tank 1 is generally provided at a position where it is supplied into the slurry. The outlet 1c is for discharging a slurry containing a liquid that has not evaporated and a solid that has crystallized.
[0013]
The crystallization tank 1 is provided with a gas outlet 1b. The gas outlet 1b is for discharging gas evaporated due to a pressure drop in the tank. In addition, it may be equipped with a decompression device.
[0014]
The crystallization tank 1 includes an anchor type stirring blade 2. The anchor-type stirring blade 2 has a stirring plate 2a mounted along the side surface of the inner wall of the crystallization tank 1. The stirring plate 2a and the side peripheral surface of the crystallization tank 1 are rotated so as to rotate in the center of the crystallization tank 1. The rotation support rod 2c joins the stirrer shaft 2b and the stirring shaft 2b mounted in parallel. The stirring shaft 2b is operated by a motor 2e, whereby the stirring plate 2a rotates to stir the inside of the crystallization tank 1.
[0015]
There may be a lower bearing 2d that connects the stirring plate 2a and the stirring shaft 2b in order to minimize the blurring that occurs when the anchor-type stirring blade 2 rotates. Further, the stirring plate 2a includes not only a plate attached vertically to the inner wall but also a plate attached with an inclination. The stirring plate 2a in FIG. 1 has two plates, which are attached at a position of 180 degrees with the stirring shaft 2b interposed therebetween, and have a shape similar to an anchor. However, it is not always necessary to use two plates, and three or more plates can be used. Good.
[0016]
The gap X between the anchor-type stirring blade 2 and the inner wall of the crystallization tank 1 is desirably not more than 1/20 of the inner diameter Y of the tank. If the gap X is wider than 1/20 of the inner diameter Y of the tank, the liquid in the crystallization tank 1 cannot be sufficiently stirred to the vicinity of the wall surface, and even if the anchor-type stirring blade 2 is used, the liquid in the crystallization tank 1 Solids may adhere. Further, the gap X is more desirably 1/100 or more of the inner diameter Y of the tank. If the gap X is smaller than 1/100 of the inner diameter Y of the tank, the anchor-type stirring blade 2 may cut the wall surface in some cases, which may hinder operation. Further, it is preferable that the upper portion of the stirring plate 2a is provided to be higher than the liquid level. For this reason, for example, in the crystallization tank 1 having a cylindrical side surface and a curved surface with both ends bulging, the stirring plate 2a may reach a TL (tangent line) which is a boundary between the upper portion of the cylindrical portion and the curved upper end portion. preferable.
[0017]
By using the anchor-type stirring blade 2 as described above, the stirring plate 2a passes near the wall surface, and the solution is sufficiently stirred up to the wall surface portion, and a substance that crystallizes when the solution is depressurized and cooled. Is greatly reduced on the side surface of the inner wall, and in some cases, the adhesion is eliminated. Further, even if fine powder entrained in the steam generated by the depressurized cooling adheres to the wall of the gas phase in the crystallization tank, the lump is scraped off by the anchor-type stirring blade 2 before the lump grows large. The amount is greatly reduced. As a result, even when the slurry by the solution and the crystallizing substance is generated by the depressurized cooling, the slurry can be smoothly discharged from the discharge port 1c without causing the crystallizing substance to adhere to the inner wall side surface. Further, the number of times of stopping the crystallization operation and cleaning the inside of the crystallization tank 1 to remove the deposits can be reduced.
[0018]
The above-mentioned crystallization tank 1 can be used for crystallization from a mixed solution or a slurry generated in the process of producing an aromatic dicarboxylic acid. In that case, the mixed solution or slurry having a pressure of 0.27 to 1.0 MPa is supplied to the crystallization tank 1 having a pressure of 0.01 to 0.27 MPa to dissolve the mixed solution or slurry. The product is crystallized, and a slurry composed of the mixed solution and the crystallized precipitate can be discharged from the outlet 1c.
[0019]
When the melt is crystallized from the mixed solution or slurry in the crystallization tank 1, the rotation speed of the anchor-type stirring blade is preferably 3 to 30 rpm, more preferably 5 to 20 rpm. If the rotation speed is less than 3 rpm, the effect of stirring cannot be fully exerted, and there is a possibility that the above-mentioned lumps of the deposited crystals adhere to the inner wall side surface below the liquid level. On the other hand, a speed of 30 rpm is sufficient for stirring, and a speed higher than 30 rpm is not only wasteful of energy, but also the mixed solution or slurry for crystallizing the above-mentioned dissolved material in the crystallization tank 1. Is a factor that causes the deposit to adhere above the liquid level in the tank.
[0020]
When the aromatic dicarboxylic acid is terephthalic acid, the crystallization tank 1 having the anchor-type stirring blades 2 performs solid-liquid separation of the slurry obtained by reduction and purification in the terephthalic acid production process, and mainly performs The present invention can be applied to a process of obtaining a primary crystal containing terephthalic acid and a primary mother liquor, crystallizing the primary mother liquor from the primary mother liquor by depressurized cooling, and collecting a secondary crystal containing paratoluic acid.
[0021]
The step of collecting the secondary crystals in the terephthalic acid production process will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a process for recovering crude terephthalic acid produced by oxidizing p-xylene into high-purity terephthalic acid by reduction and purification. In order to increase the efficiency of this process, the above anchor type is used. The crystallization tank 1 having the stirring blade 2 is applied.
[0022]
Crude terephthalic acid A containing 4-carboxybenzaldehyde, obtained through an oxidation step of oxidizing p-xylene, is mixed with aqueous solvent B in slurrying tank 11 to obtain a slurry, and the slurry is pressurized by pump 16. Then, a dissolution step of dissolving the slurry by heating in the heat exchanger 17 is performed. The first composite solution C obtained in this dissolving step is sent to the hydrogenation reactor 12.
[0023]
In the hydrogenation reactor 12, 4-carboxybenzaldehyde is hydrogen reduced to paratoluic acid. The first composite solution C generally contains 1000 to 5000 ppm of 4-carboxybenzaldehyde, most of which becomes paratoluic acid after reduction, and the amount of 4-carboxybenzaldehyde becomes 30 ppm or less. At this time, the temperature to the hydrogenation reactor 12 is a temperature at which the crude terephthalic acid completely dissolves in the aqueous solvent B, and is generally preferably 230 to 320 ° C., and the pressure is 2.8 to 11.3 MPa in order to maintain a liquid phase. Is desirable.
[0024]
The second composite solution D subjected to the hydrogen reduction treatment in the hydrogenation reactor 12 is crystallized using the stirring tank 13. This crystallization step comprises a group of stirring tanks having a plurality of stirring tanks 13 connected in series, and terephthalic acid is crystallized sequentially using these. Although two stirring tanks 13 are shown in FIG. 2, three or more stirring tanks may be used. At this time, the temperature of the last stirring tank 13 is preferably 130 to 180 ° C., and the pressure is preferably 0.27 to 1.0 MPa. When the temperature and pressure are further lowered, para-toluic acid as well as terephthalic acid co-crystallizes, and the purity of the obtained terephthalic acid crystals decreases. Further, if the temperature and the pressure are kept higher than this, the crystallization amount of terephthalic acid is reduced, and the yield is deteriorated. A more desirable temperature condition at which the purity of the obtained terephthalic acid crystals is high and the yield is good is 140 to 170 ° C.
[0025]
The slurry E containing the crystallized terephthalic acid crystals is sent to the solid-liquid separator 14, where the solid high-purity terephthalic acid crystals F are separated from the mother liquor and washed as needed. The high-purity terephthalic acid crystal F is dried and then shipped as a product. On the other hand, the primary separation mother liquor G after the separation of the high-purity terephthalic acid crystal F is a mixed solution of mainly paratoluic acid, terephthalic acid not crystallized in the stirring tank group 13, and the aqueous solvent B.
[0026]
The primary separation mother liquor G, which is this mixed solution, is sent to the crystallization tank 1 and cooled under pressure. The temperature in the crystallization tank 1 is preferably 50 to 130 ° C., and the pressure is preferably 0.01 to 0.27 MPa. As a result, crystals mainly composed of paratoluic acid and terephthalic acid are precipitated from the primary separated mother liquor G to form a slurry H. The precipitate having a relatively large amount of paratoluic acid easily adheres to the inner wall surface of the crystallization tank 1. At this time, since the crystallization tank 1 with the anchor-type stirring blade 2 is used, the rate of deposits adhering to the inner wall is reduced, and the slurry H can be more reliably discharged from the discharge port. This reduces the number of times that the crystallization tank 1 is stopped and the removal work is bothersome, and the operation of the crystallization process is more smoothly performed.
[0027]
The slurry H is sent to the solid-liquid separator 15, and the secondary crystal I mainly composed of paratoluic acid and terephthalic acid is separated from the mother liquid J for secondary separation. The secondary separation mother liquor J is an aqueous solution containing paratoluic acid and terephthalic acid corresponding to the solubility at the operating temperature. Paratoluic acid is obtained by reducing 4-carboxybenzaldehyde. If the amount is small, mixing with paratoluic acid immediately before reduction of 4-carboxybenzaldehyde does not hinder the reduction. Therefore, not only the secondary separation mother liquor J is treated as waste water, but also a part or the whole is sent to the above-mentioned dissolving step, and a part or all of the aqueous solvent B may be used as the solvent of the first composite solution C. It is possible. Since the secondary separation mother liquor J, which is wastewater containing organic matter, is reused, the amount of wastewater to be treated can be reduced.
[0028]
The secondary crystal I mainly comprises paratoluic acid and terephthalic acid. Paratoluic acid is a substance in which one of the two methyl groups of p-xylene, which is a raw material of terephthalic acid, is substituted with a carboxyl group, and oxidizes the methyl group to form terephthalic acid in the same manner as p-xylene. Is possible. Then, the recovered secondary crystal I is sent to the above oxidation step, and is air-oxidized with a catalyst in an acetic acid solvent together with p-xylene, thereby oxidizing paratoluic acid contained in the secondary crystal I to terephthalic acid, Terephthalic acid can be produced. As a result, the terephthalic acid contained in the secondary crystal I is recovered while 4-carboxybenzaldehyde, which is an intermediate product of the above oxidation step, is converted into paratoluic acid and reused as a raw material, so that the yield with respect to the raw material p-xylene is improved. Leads to.
[0029]
【Example】
Hereinafter, examples will be described more specifically.
[0030]
(Example 1)
Raw material p-xylene was oxidized in an acetic acid solvent using air to produce crude terephthalic acid. This crude terephthalic acid was supplied to the high-purity terephthalic acid production process shown in FIG. A slurry containing 30% by weight of crude terephthalic acid was obtained in the slurrying tank 11 using the aqueous solvent B. In the step shown in FIG. 2, the temperature and pressure of the solution sent to the hydrogenation reactor 12 were 290 ° C. and 7.9 MPa (80 kgf / cm 2 · gage), respectively. In the subsequent crystallization step, cooling was performed stepwise by using a stirring tank 13 in which the five stirring tanks were connected in series, and finally cooled to a temperature of 155 ° C. to crystallize a solute. The slurry obtained by the crystallization was separated into a primary crystal and a primary separated mother liquor by a solid-liquid separator 14, and the primary crystal was dried and recovered as high-purity terephthalic acid. On the other hand, the primary separated mother liquor was crystallized by lowering the pressure to normal pressure in the crystallization tank 1 provided with the anchor type stirring blade 2 shown in FIG. The volume of the crystallization tank 1 was 1 m 3 , the number of revolutions of the anchor type stirring blade was 10 rpm, and the gap between the anchor type stirring blade and the side surface of the inner wall was 10 mm.
As a result, in the crystallization tank 1, the slurry could be discharged for one month without deposits and growth on the inner wall side surface, and high-purity terephthalic acid could be produced stably.
[0031]
【The invention's effect】
When the mixed solution or slurry is depressurized and cooled in a crystallization tank having an anchor-type stirring blade to perform crystallization, the slurry is sufficiently stirred up to near the wall surface, and the precipitate hardly adheres to the wall surface, The slurry can be discharged stably. As a result, it is possible to reduce the number of cleanings in the tank due to deposition and growth of the precipitate on the side surface of the inner wall, and a long-term continuous operation of the plant becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a crystallization tank that performs depressurized cooling. FIG. 2 is a schematic view illustrating a manufacturing process of high-purity terephthalic acid.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crystallization tank 1a Supply port 1b Gas discharge port 1c Discharge port 2 Anchor type stirring blade 2a Stirring plate 2b Stirring shaft 2c Rotation support rod 2d Lower bearing 2e Motor 11 Slurry tank 12 Hydrogenation reactor 13 Stirring tank 14 Solid-liquid separation Machine 15 Solid-liquid separator 16 Pump 17 Heat exchanger A Crude terephthalic acid B Aqueous solvent C First composite solution D Second composite solution E Slurry F High-purity terephthalic acid crystal G Primary separated mother liquor H Slurry I Secondary crystal J Secondary Separation mother liquor X Clearance Y between anchor type stirring blade and crystallization tank Inner diameter of crystallization tank

Claims (8)

供給口、排出口及びアンカー型攪拌翼を備えた放圧冷却を行なう晶析槽。A crystallization tank equipped with a supply port, a discharge port and an anchor-type stirring blade for performing depressurized cooling. 上記アンカー型攪拌翼と槽の内壁との隙間が、槽の内径の1/20以下である、請求項1に記載の晶析槽。The crystallization tank according to claim 1, wherein a gap between the anchor-type stirring blade and an inner wall of the tank is 1/20 or less of an inner diameter of the tank. 芳香族ジカルボン酸の製造過程で得られた、圧力が0.27〜1.0MPaである混合溶液を、内部の圧力が0.01〜0.27MPaである請求項1又は2に記載の晶析槽に供給して放圧冷却させる晶析方法。The crystallization according to claim 1 or 2, wherein the mixed solution having a pressure of 0.27 to 1.0 MPa obtained in the process of producing the aromatic dicarboxylic acid has an internal pressure of 0.01 to 0.27 MPa. A crystallization method in which the mixture is supplied to a tank and cooled under pressure. 上記アンカー型攪拌翼の回転数が3〜30rpmである、請求項3に記載の晶析方法。The crystallization method according to claim 3, wherein the rotation speed of the anchor-type stirring blade is 3 to 30 rpm. 放圧冷却により上記混合溶液から溶解物を晶出させ、上記排出口から上記混合溶液と上記晶析させた晶析物とによるスラリーを排出させる、請求項3又は4に記載の晶析方法。The crystallization method according to claim 3 or 4, wherein a melt is crystallized from the mixed solution by depressurized cooling, and a slurry of the mixed solution and the crystallized product is discharged from the outlet. 請求項1若しくは2に記載の晶析槽を用いて、下記(工程A)〜(工程E)を経て、主にパラトルイル酸からなる結晶を析出させる、パラトルイル酸の回収方法。
(工程A)主にテレフタル酸、4−カルボキシベンズアルデヒド及び水溶媒からなるスラリーを加熱、溶解する溶解工程を行ない、その溶液を、温度230〜320℃、圧力2.8〜11.3MPaの条件において、4−カルボキシベンズアルデヒドをパラトルイル酸に還元処理する工程、
(工程B)次いで、還元処理した主にテレフタル酸、パラトルイル酸及び上記水溶媒からなる溶液を、温度130〜180℃、圧力0.27〜1.0MPaに放圧冷却して、主にテレフタル酸を含む一次結晶を晶析させる工程、
(工程C)工程Bで得られた上記一次結晶を母液から分離する工程、
(工程D)工程Cで得られた一次分離母液を、上記晶析槽を用いて温度50〜130℃、圧力0.01〜0.27MPaに放圧冷却して、主にパラトルイル酸を含む二次結晶を晶析させる工程、
(工程E)工程Dで晶析させた上記二次結晶を二次分離母液から分離する工程。
A method for recovering paratoluic acid, comprising using the crystallization tank according to claim 1 or 2 to precipitate crystals mainly composed of paratoluic acid through the following (Step A) to (Step E).
(Step A) A dissolution step of heating and dissolving a slurry mainly composed of terephthalic acid, 4-carboxybenzaldehyde and an aqueous solvent is performed, and the solution is subjected to a temperature of 230 to 320 ° C. and a pressure of 2.8 to 11.3 MPa. Reducing 4-carboxybenzaldehyde to paratoluic acid,
(Step B) Next, the solution mainly composed of terephthalic acid, paratoluic acid and the above-mentioned aqueous solvent which has been subjected to the reduction treatment is depressurized and cooled to a temperature of 130 to 180 ° C. and a pressure of 0.27 to 1.0 MPa, and is mainly subjected to Crystallizing a primary crystal containing
(Step C) a step of separating the primary crystals obtained in Step B from a mother liquor,
(Step D) The primary separated mother liquor obtained in Step C is depressurized and cooled to a temperature of 50 to 130 ° C. and a pressure of 0.01 to 0.27 MPa using the above-mentioned crystallization tank to obtain a secondary liquid mainly containing paratoluic acid. Crystallizing the next crystal,
(Step E) a step of separating the secondary crystals crystallized in Step D from a secondary separation mother liquor.
上記工程Eで得られた上記二次分離母液を、工程Aの溶解工程へ送って、上記水溶媒の一部又は全部として使用する、請求項6に記載のパラトルイル酸の回収方法。The method for recovering paratoluic acid according to claim 6, wherein the secondary separated mother liquor obtained in the step E is sent to a dissolving step in a step A and used as a part or all of the aqueous solvent. 請求項6に記載の工程Eで分離した上記二次結晶を、テレフタル酸の原料であるp−キシレンを酸化する酸化工程に送り、上記二次結晶に含有されるパラトルイル酸を、上記p−キシレンとともにテレフタル酸に酸化させるテレフタル酸の製造方法。The secondary crystal separated in the step E according to claim 6 is sent to an oxidation step of oxidizing p-xylene, which is a raw material of terephthalic acid, and the paratoluic acid contained in the secondary crystal is converted to the p-xylene. And a method for producing terephthalic acid which is oxidized to terephthalic acid.
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