JP2004210736A

JP2004210736A - 芳香族カルボン酸の製造方法

Info

Publication number: JP2004210736A
Application number: JP2003000925A
Authority: JP
Inventors: Masaru Nishio; 勝西尾; Katsuhiko Fukui; 勝彦福井; Hironori Oogi; 啓訓仰木
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2003-01-07
Filing date: 2003-01-07
Publication date: 2004-07-29

Abstract

【課題】芳香族カルボン酸結晶を得る芳香族カルボン酸の製造方法において、固液分離された分離母液を二分するに際してパージ液に同伴する固形分を減少させ、かつ、上記パージ液を固形分回収装置に通すことなく直接に後工程で処理させる。
【解決手段】分離母液を、沈降分離槽（シックナー）又はサイクロンに供給して、上記分離母液中に残存する上記芳香族カルボン酸の結晶物を沈降させ、上記沈降分離槽又はサイクロンの下部から、上記結晶物を上記分離母液とともに抜き出して酸化反応器に送り、また、上記沈降分離槽又はサイクロンの上部又は中部から、上記析出物の濃度が低下した液を抜き出す。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、芳香族カルボン酸の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、テレフタル酸製造工程のプロセスは、図３に示すように、まず原料であるｐ−キシレンｂを、酢酸ａを溶媒に用いて、酸化反応器１で空気酸化させてテレフタル酸を生成させる酸化工程を行なう。反応後のテレフタル酸含有スラリーは必要に応じて晶析槽２に送り、テレフタル酸結晶を晶析させる。得られたスラリーｃは固液分離機３で中純度又は粗性のテレフタル酸結晶ｄと分離母液ｅとに分ける。回収される中純度又は粗性のテレフタル酸結晶ｄは製品として出荷される他、高純度テレフタル酸結晶の原料となる。
【０００３】
ところで、分離母液ｅには、酸化触媒成分やテレフタル酸、その他酸化中間体などの有効成分が含有されており、これをそのまま後工程で溶媒回収処理すると、これらの成分は廃棄され、その分だけ生産性が低くなる。そこでこの分離母液ｅを酸化反応器１に戻すことにより、この分離母液ｅを回収する方法が考えられる。
【０００４】
しかし、上記分離母液ｅの中には、酸化触媒成分やテレフタル酸、その他酸化中間体などの有効成分だけではなく、安息香酸などの反応阻害物質も含有されている。さらに、上記分離母液の中には、酸化反応により生成する水が含まれており、これが系内に蓄積されることとなる。そして、酢酸触媒中の水分濃度が高くなりすぎると、反応に影響を及ぼすことがある。この場合、通常、水分濃度は約２０重量％以下であることが望ましい。
【０００５】
そのため、上記分離母液ｅの全量を酸化反応器１に戻すような再利用を繰り返していると、系内に上記の水分や阻害成分が蓄積されて、テレフタル酸の反応や品質、特に色調に影響を与えるという問題を生じる。
【０００６】
これに対し、図４に示すように、分離母液ｅのうちの一部ｅ’を酸化反応器１に戻し、残りをパージ液ｆとして処理することにより、系内への水分や上記反応阻害成分の蓄積を抑えることが知られている（特許文献１，２等参照）。
【０００７】
このパージ液ｆは、含有する溶媒成分が蒸発され、酸化触媒成分や高沸点成分からなる缶出物より酸化触媒が回収されて、その他の釜残は廃棄処理される。しかし、上記のパージ液ｆには、固液分離機３で漏出したテレフタル酸結晶も含有されており、そのまま処理すると上記の漏出したテレフタル酸結晶は釜残として廃棄されるため、テレフタル酸結晶の生産性低下に繋がる。これに対し、図５に示すように、上記分離母液ｅのうち直接酸化反応器１に送られないパージ液ｆを、固形分回収装置４に通して、テレフタル酸結晶を回収し、この回収ケーキｇを酸化反応器１に戻し、残存の濾液ｈをパージ液として処理することにより、テレフタル酸の生産性の向上を図る方法が特許文献３に記載されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭５１−５２１４８号公報
【特許文献２】
特開昭５３−３７６３６号公報
【特許文献３】
特表２０００−５０４７４１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献３に記載の方法は、分離母液ｅを二分し、一方をリサイクル液ｅ’としてそのまま酸化反応器１に戻し、他方のパージ液ｆを固形分回収装置４によって処理し、得られた回収ケーキｇを酸化反応器１に戻す方法であるが、この方法では、パージ液ｆが固形分を含むため、上記のパージ液処理ラインに、フィルター等の固形分回収装置を必要とする。
【００１０】
そこでこの発明は、分離母液を二分するに際してパージ液に同伴する固形分を減少させ、かつ、上記パージ液を固形分回収装置に通すことなく直接に後工程で処理させることとを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、脂肪族カルボン酸からなる溶媒中で、芳香族アルキル化合物を酸化させる酸化工程を行ない、得られた芳香族カルボン酸を含有するスラリーを得、この芳香族カルボン酸含有スラリーから固液分離機により上記芳香族カルボン酸結晶を得る芳香族カルボン酸の製造方法において、
固液分離された分離母液を沈降分離槽（シックナー）やサイクロン等の分離槽に供給して、上記分離母液中に残存する上記芳香族カルボン酸の結晶物を沈降させ、上記分離槽の下部から、上記結晶物を上記分離母液とともに抜き出して上記の酸化工程へ送り、また、上記分離槽の上部又は中部から、上記結晶物の濃度が低下した澄み液を抜き出すことによって、上記の目的を実現したのである。
【００１２】
分離母液の全量を分離槽に供給するので、分離母液を、芳香族カルボン酸結晶の含有量が多い液と、含有量が少ない液とに分けることが出来る。そして、含有量が多い液を酸化工程に戻し、含有量が少ない液をパージ処理工程に送ることができる。このため、固形分回収装置を使用することなく、パージ処理工程へ同伴される芳香族カルボン酸を低減でき、芳香族カルボン酸の生産性をあげることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を説明する。
【００１４】
この発明にかかる芳香族カルボン酸の製造方法は、図１に示すように、酸化反応器１１に、溶媒である脂肪族カルボン酸Ａ及び原料である芳香族アルキル化合物Ｂを加えて空気酸化させて、芳香族カルボン酸を製造する方法である。芳香族カルボン酸がテレフタル酸であるときは、溶媒である脂肪族カルボン酸Ａには酢酸が、原料である芳香族アルキル化合物Ｂにはｐ−キシレンが用いられる。
【００１５】
酸化反応器１１において得られた芳香族カルボン酸含有スラリーは、晶析槽１２に送られて、さらに晶析されてスラリーＣとなる。次いで固液分離機１３でこのスラリーＣを、中純度又は粗性の芳香族カルボン酸結晶Ｄと、分離母液Ｅとに分離する。芳香族カルボン酸結晶Ｄは、製品として出荷されたり、精製工程の原料として使用される。
【００１６】
上記固液分離機１３としてロータリーバキュームフィルターや水平ベルトフィルター等を用いることができる。上記ロータリーバキュームフィルターを用いる場合、上記の分離母液Ｅに含まれる上記芳香族カルボン酸結晶の濃度は、０．１〜１０重量％がよく、０．１〜２重量％がより望ましい。０．１重量％より濃度を低くすることは機構上困難であり、一方、１０重量％以上であると、後述する処理が困難となる場合がある。上記水平ベルトフィルターを用いる場合、上記の分離母液Ｅに含まれる上記芳香族カルボン酸の濃度は、上記と同様の理由により、０．５〜１０重量％がよく、０．５〜５重量％がより望ましい。
【００１７】
上記分離母液Ｅは沈降分離槽１５すなわちシックナーに導入される。上記分離母液Ｅには、固液分離機１３で回収されなかった微細な芳香族カルボン酸結晶物が含まれている。上記沈降分離槽１５の中で静置されることによって、それら芳香族カルボン酸結晶物が液の下部へと集まり、液の上部は上記芳香族カルボン酸結晶の含有量が少なくなる。これにより、沈降分離槽１５の上部から液を抜き出すと上記芳香族カルボン酸結晶の含有量が少ない上澄み液Ｉが得られ、沈降分離槽１５の下部からは分離母液Ｅが含有する上記芳香族カルボン酸結晶の大半を含んだ濃縮スラリーＪが得られる。
【００１８】
上記沈降分離槽１５では、上澄み液Ｉが含む上記芳香族カルボン酸結晶の濃度が、分離母液Ｅが含む上記芳香族カルボン酸結晶の濃度の半分以下になるまで、上記芳香族カルボン酸を沈降させることが望ましい。上澄み液Ｉはその後溶媒及び触媒回収工程に送られ、そこに含まれた上記芳香族カルボン酸結晶は釜残となり回収されないため、上澄み液Ｉに含まれる上記芳香族カルボン酸結晶は少ないほどより望ましい。
【００１９】
上記沈降分離槽１５の内部にはレーキが設けられていることが望ましい。沈降分離槽１５の底には、濃縮スラリーＪに含まれる固体の上記芳香族カルボン酸結晶が溜まることによって、スラリーから塊となった上記芳香族カルボン酸が槽の壁面に付着する場合がある。そこでレーキを槽内下部で回転させることによって、壁面から上記芳香族カルボン酸を掻き取り、上記塊の付着を防ぐことができる。その回転速度は、２０ｒｐｍ以下が望ましく、１０ｒｐｍ以下がより望ましい。あまり回転速度が速いと、その分だけ槽内の液体を攪拌し、沈降分離作業を妨げることになってしまうため、上記芳香族カルボン酸が付着しない速度の範囲で、出来るだけ遅いことが望ましい。ただし、付着を防ぐためにはある程度の頻度で攪拌しなければならないため、回転速度は１ｒｐｍ以上であることが望ましい。
【００２０】
上記濃縮スラリーＪは、酸化反応器１１へ送られる。濃縮スラリーＪに含まれていた上記芳香族カルボン酸結晶は、酸化反応器１１で新たに生成した上記芳香族カルボン酸結晶とともに、固液分離機１３において回収される。先に沈降分離槽１５において、より多くの上記芳香族カルボン酸結晶を濃縮スラリーＪに含有させているため、固液分離機１３で回収される上記芳香族カルボン酸結晶は多くなっている。
【００２１】
上記分離母液Ｅを、上記芳香族カルボン酸結晶含有量の高いスラリーと、上記芳香族カルボン酸結晶含有量の低い液に分けるにあたって、図２に示すように沈降分離槽１５の代わりにサイクロン１６を用いてもよい。サイクロン１６以外の部分のプロセスは図１と同じである。サイクロン１６では遠心力を用いて、分離母液Ｅに含まれる上記芳香族カルボン酸結晶を沈降分離させる。分離母液Ｅに含まれる上記芳香族カルボン酸結晶の大半はサイクロン１６の下部から濃縮スラリーＪ’として排出され、また、サイクロン１６の中部からは上記芳香族カルボン酸結晶の含有量が低下した中澄み液Ｉ’を溢流液として抜き出す。沈降分離槽１５では分離させるのにある程度の時間を要するが、サイクロン１６を用いると所要時間を短縮することができる。以後の工程は図１と同様に、中澄み液Ｉ’を溶媒及び触媒回収工程へ送って系外から除去にする。これにより、分離母液Ｅが含有する芳香族カルボン酸結晶は酸化反応器１１に回収され、生産性の向上に繋がる。
【００２２】
なお、上記分離母液Ｅを、上記芳香族カルボン酸結晶含有量の高いスラリーと、上記芳香族カルボン酸結晶含有量の低い液に分けるにあたって、この発明の効果を奏するものであれば、上記の沈降分離槽１５やサイクロン１６に限られず、他の分離槽を用いることもできる。
【００２３】
【発明の効果】
この発明においては、芳香族カルボン酸結晶を含有する分離母液の全量を沈降分離槽やサイクロン等の分離機に供給して、上記芳香族カルボン酸結晶を沈降させて上記分離母液を分けるので、上記芳香族カルボン酸の濃度を高めたスラリーから上記芳香族カルボン酸結晶をより多く回収し、芳香族カルボン酸の生産性を向上させることができる。
【００２４】
また、芳香族カルボン酸含有量を低減させた液を溶媒及び触媒回収工程へ送るので、これらの工程に送られる芳香族カルボン酸を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる芳香族カルボン酸製造工程を示すフロー図
【図２】この発明にかかる芳香族カルボン酸製造工程を示す他のフロー図
【図３】従来の方法を示すフロー図
【図４】従来の方法を示す他のフロー図
【図５】従来の方法を示す他のフロー図
【符号の説明】
１，１１酸化反応器
２，１２晶析槽
３，１３固液分離機
４固形分回収装置
１５沈降分離槽
１６サイクロン
ａ酢酸溶媒
ｂｐ−キシレン
ｃスラリー
ｄ中純度又は粗性のテレフタル酸結晶
ｅ分離母液
ｅ’ リサイクル液
ｆパージ液
ｇ回収ケーキ
ｈ残存濾液
Ａ脂肪族カルボン酸溶媒
Ｂ芳香族アルキル化合物
Ｃスラリー
Ｄ中純度又は粗性の芳香族カルボン酸結晶
Ｅ分離母液
Ｉ上澄み液
Ｉ’ 中澄み液
Ｊ濃縮スラリー
Ｊ’ 濃縮スラリー

Claims

脂肪族カルボン酸からなる溶媒中で、芳香族アルキル化合物を酸化させる酸化工程を行ない、得られた芳香族カルボン酸を含有するスラリーから固液分離機により上記芳香族カルボン酸結晶を得る芳香族カルボン酸の製造方法において、
固液分離された分離母液を沈降分離槽（シックナー）に供給して、上記分離母液中に残存する上記芳香族カルボン酸の結晶物を沈降させ、上記沈降分離槽の下部から、上記結晶物を上記分離母液とともに抜き出して上記の酸化工程へ送り、また、上記沈降分離槽の上部から、上記結晶物の濃度が低下した上澄み液を抜き出す、芳香族カルボン酸の製造方法。
上記上澄み液中の上記結晶物の濃度が、上記沈降分離槽に供給する上記分離母液中の上記結晶物の濃度の半分以下である、請求項１に記載の芳香族カルボン酸の製造方法。
上記沈降分離槽にレーキを設けた、請求項１又は２に記載の芳香族カルボン酸の製造方法。
上記沈降分離槽内における上記レーキの回転速度が２０ｒｐｍ以下である、請求項３に記載の芳香族カルボン酸の製造方法。
上記沈降分離槽内における上記レーキの回転速度が１０ｒｐｍ以下である、請求項３に記載の芳香族カルボン酸の製造方法。
脂肪族カルボン酸からなる溶媒中で、芳香族アルキル化合物を酸化させる酸化工程を行ない、得られた芳香族カルボン酸を含有するスラリーから固液分離機により上記芳香族カルボン酸結晶を得る芳香族カルボン酸の製造方法において、
固液分離された分離母液をサイクロンに供給して、上記分離母液中に残存する上記芳香族カルボン酸の結晶物を沈降させ、上記サイクロンの下部から、上記結晶物を上記分離母液とともに抜き出して上記の酸化工程へ送り、また、上記サイクロンの中部から、上記結晶物の濃度が低下した中澄み液を溢流液で抜き出す、芳香族カルボン酸の製造方法。
上記分離母液中の上記結晶物の濃度が０．１〜１０重量％である、請求項１乃至６のいずれかに記載の芳香族カルボン酸の製造方法。
上記固液分離機がロータリーバキュームフィルターである、請求項７に記載の芳香族カルボン酸の製造方法。
上記分離母液中の上記結晶物の濃度が０．５〜１０重量％である、請求項１乃至６のいずれかに記載の芳香族カルボン酸の製造方法。
上記分離母液中の上記結晶物の濃度が０．５〜５重量％である、請求項１乃至６のいずれかに記載の芳香族カルボン酸の製造方法。
上記固液分離機が水平ベルトフィルターである、請求項９又は１０に記載の芳香族カルボン酸の製造方法。