JP2004231642A - Method for centrifugally separating slurry containing aromatic carboxylic acid - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、芳香族カルボン酸の製造工程における結晶を含有するスラリーの遠心分離方法および高純度テレフタル酸の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for centrifuging a slurry containing crystals in a process for producing an aromatic carboxylic acid and a method for producing high-purity terephthalic acid.
一般に、テレフタル酸などの芳香族カルボン酸の工業的製造方法として、パラキシレンなどのアルキル芳香族炭化水素を原料として、酢酸溶媒中でコバルト、マンガン、及び臭素を含有する触媒の存在下に分子状酸素により液相で酸化反応させ、生成したテレフタル酸またはその他の芳香族カルボン酸の結晶を含むスラリーを固液分離装置で処理し、テレフタル酸を製造する方法が知られている。 In general, as an industrial production method of an aromatic carboxylic acid such as terephthalic acid, an alkyl aromatic hydrocarbon such as para-xylene is used as a raw material in an acetic acid solvent in the presence of a catalyst containing cobalt, manganese, and bromine. There is known a method for producing terephthalic acid by subjecting a slurry containing crystals of terephthalic acid or another aromatic carboxylic acid produced by an oxidation reaction in a liquid phase with oxygen to a treatment with a solid-liquid separator.
固液分離装置としては、ロータリーバキュームフィルター、ベルトフィルターまたは遠心分離機などがあり、このうち遠心分離機は、縦型または横型のドラム内に設置された回転するボウル円筒部及びスクリュウコンベヤからなり、供給されたスラリーは、回転するボウル円筒部の内側に分散され、遠心力によりボウル壁上に沈降した固形物がスクリュウコンベヤにより移動・排出される機構を有するものである(特許文献1参照)。 Examples of the solid-liquid separator include a rotary vacuum filter, a belt filter, and a centrifugal separator.A centrifugal separator includes a rotating bowl cylinder and a screw conveyor installed in a vertical or horizontal drum. The supplied slurry is dispersed inside the rotating bowl cylindrical portion, and has a mechanism in which solids settled on the bowl wall by centrifugal force are moved and discharged by a screw conveyor (see Patent Document 1).
しかしながら、上記したような遠心分離装置を用いてスラリーの固液分離を行なうと、遠心分離機内で減圧によりスラリーが冷却され、局所的に晶析が起こる場合があり、生じた結晶で回転するボウル内の重量が均一に分布しなくなり、ボウルの回転軸の安定性(バランス)が悪くなって振動が起きたり、さらには回転速度が遅くなるなど、固液分離処理の効率が悪化する事態になるという問題点がある。また同様に、分離された母液が一時的に収容される母液溢流収納室等で母液が冷却されると結晶化が生じ、分離装置内表面に結晶物が付着、成長する、すなわちスケーリングが生じ、分離操作の阻害要因となる問題点がある。 However, when the solid-liquid separation of the slurry is performed using the above-described centrifugal separator, the slurry is cooled by decompression in the centrifuge, and crystallization may occur locally, and the bowl that rotates with the generated crystal may be used. The efficiency of the solid-liquid separation process deteriorates, for example, because the weight inside the container is not evenly distributed, and the stability (balance) of the rotating shaft of the bowl is deteriorated, causing vibration, and furthermore, the rotation speed is reduced. There is a problem. Similarly, when the mother liquor is cooled in a mother liquor overflow storage chamber or the like in which the separated mother liquor is temporarily stored, crystallization occurs, and crystals adhere and grow on the inner surface of the separation device, that is, scaling occurs. However, there is a problem that hinders the separation operation.
このような問題点は、テレフタル酸の製造において、遠心分離機を用いてスラリーの固液分離を行なう場合に共通する問題点である。 Such a problem is a common problem in the production of terephthalic acid when solid-liquid separation of a slurry is performed using a centrifuge.
そこで、この発明の課題は、上記した問題点を解決して、芳香族カルボン酸の製造工程における特に遠心分離機を用いたスラリーの固液分離工程において、遠心分離機による固液分離を円滑に行なえる方法、さらにはこのような方法を利用し、高純度芳香族カルボン酸を効率よく製造することである。 Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to smoothly perform solid-liquid separation by a centrifuge in a solid-liquid separation step of a slurry using a centrifuge, particularly in a process of producing an aromatic carboxylic acid. It is an object of the present invention to produce a high-purity aromatic carboxylic acid efficiently by using a method which can be used, and furthermore, by utilizing such a method.
上記の課題を解決するために、この発明では、芳香族カルボン酸を飽和状態で含有する水系または酢酸系のスラリーを遠心分離機によって固液分離する方法において、前記遠心分離する際の操作圧力を、分離対象として供給する芳香族カルボン酸含有スラリーの母液の飽和蒸気圧よりも高くすることを特徴とする芳香族カルボン酸含有スラリーの遠心分離方法としたのである。 In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, in a method of solid-liquid separation of an aqueous or acetic acid-based slurry containing an aromatic carboxylic acid in a saturated state by a centrifugal separator, the operating pressure at the time of the centrifugal separation is reduced. The centrifugal separation method of the aromatic carboxylic acid-containing slurry is characterized in that it is made higher than the saturated vapor pressure of the mother liquor of the aromatic carboxylic acid-containing slurry to be separated.
上記したように構成されるこの発明の芳香族カルボン酸含有スラリーの遠心分離方法は、遠心分離する際の操作圧力を、遠心分離機導入前の工程でスラリーの母液の飽和蒸気圧よりも高く設定しているので、遠心分離する前のスラリーは芳香族カルボン酸を飽和状態に多量に含んでいるにもかかわらず、遠心分離する時には芳香族カルボン酸の飽和濃度値が上昇して、芳香族カルボン酸の結晶が析出し難くなっている。 In the method for centrifuging an aromatic carboxylic acid-containing slurry of the present invention configured as described above, the operating pressure at the time of centrifuging is set higher than the saturated vapor pressure of the mother liquor of the slurry in the step before the introduction of the centrifuge. Therefore, even though the slurry before centrifugation contains a large amount of aromatic carboxylic acid in a saturated state, the saturation concentration of aromatic carboxylic acid increases during centrifugation, and the aromatic carboxylic acid becomes saturated. Acid crystals are less likely to precipitate.
そのため、遠心分離機内で局所的に結晶の析出が起こらず、回転機構のバランスがくずれないので、遠心分離機による固液分離を円滑に行なえるようになり、さらにこの方法を利用すると、効率よく高純度テレフタル酸を製造できるようになる。 Therefore, local precipitation of crystals does not occur in the centrifugal separator, and the balance of the rotating mechanism does not break down, so that solid-liquid separation by the centrifugal separator can be performed smoothly. High purity terephthalic acid can be produced.
上記作用が奏される遠心分離機導入前の工程としては、酢酸溶媒中の酸化反応により芳香族カルボン酸を生成する工程であってもよく、またはスラリーのフラッシュ冷却により芳香族カルボン酸を晶析する工程であってもよい。 The step before the introduction of the centrifugal separator in which the above action is exerted may be a step of generating an aromatic carboxylic acid by an oxidation reaction in an acetic acid solvent, or the step of crystallizing the aromatic carboxylic acid by flash cooling of the slurry. May be performed.
同様に、上記したスラリーの固液分離方法を利用した粗テレフタル酸を製造する方法を採用することができ、さらに精製して高純度テレフタル酸を製造することができる。 Similarly, a method of producing crude terephthalic acid using the above-described solid-liquid separation method of the slurry can be adopted, and further purified to produce high-purity terephthalic acid.
すなわち、前記の課題を解決する粗テレフタル酸の製造方法としては、(i)酢酸を溶媒とし、コバルト、マンガンおよび臭素を含む触媒存在下で圧力1〜2MPaでパラキシレンを液相酸化してテレフタル酸含有のスラリーを生成する工程、(ii)得られたテレフタル酸含有スラリーを遠心分離機によって固液分離する工程、(iii)遠心分離されたテレフタル酸含有の固形物を酢酸及び/又は水で洗浄する工程。
以上の工程(i)〜(iii)を順に行なうテレフタル酸の製造方法において、
前記工程(ii)で遠心分離する際の操作圧力を、分離対象として供給するテレフタル酸含有スラリーの母液の飽和蒸気圧よりも高くすることを特徴とするテレフタル酸の製造方法を採用できる。
That is, as a method for producing crude terephthalic acid which solves the above-mentioned problems, (i) liquid phase oxidation of para-xylene at a pressure of 1 to 2 MPa in the presence of a catalyst containing cobalt, manganese and bromine using acetic acid as a solvent, Producing an acid-containing slurry, (ii) solid-liquid separating the obtained terephthalic acid-containing slurry by a centrifuge, and (iii) centrifuging the terephthalic acid-containing solid with acetic acid and / or water. The step of washing.
In the method for producing terephthalic acid in which the above steps (i) to (iii) are sequentially performed,
A method for producing terephthalic acid, wherein the operating pressure at the time of centrifugation in the step (ii) is made higher than the saturated vapor pressure of the mother liquor of the terephthalic acid-containing slurry to be separated, can be adopted.
上記の方法において、工程(ii)と工程(iii)を同一の装置内で行ない、洗浄に用いる酢酸及び/又は水の供給温度を、工程(ii)において生成されたスラリーの温度(T)℃に対し、(T−20)℃以上の温度とすることが好ましい。 In the above method, the step (ii) and the step (iii) are performed in the same apparatus, and the supply temperature of acetic acid and / or water used for washing is adjusted to the temperature (T) ° C. of the slurry produced in the step (ii). On the other hand, the temperature is preferably (T-20) ° C. or higher.
また、遠心分離する際の操作圧力を、分離対象として供給するテレフタル酸含有スラリーの母液の飽和蒸気圧よりも、0.01〜0.2MPa高くすることが好ましい。 Further, it is preferable that the operation pressure at the time of centrifugation is higher by 0.01 to 0.2 MPa than the saturated vapor pressure of the mother liquor of the terephthalic acid-containing slurry supplied as a separation target.
また、前記の課題を解決する高純度テレフタル酸の製造方法としては、(i)酢酸を溶媒とし、触媒存在下でパラキシレンを液相酸化して粗テレフタル酸を生成する工程
(ii)粗テレフタル酸を水に溶解し、この溶解物中の4−カルボキシベンズアルデヒドを230〜350℃で触媒の存在下に還元処理する工程
(iii)還元処理されたスラリーを複数の晶析槽にて段階的に120〜180℃までフラッシュ冷却して晶析する工程
(iv)得られたテレフタル酸含有スラリーを遠心分離機によって固液分離する工程
(v)遠心分離されたテレフタル酸含有の固形物を水で洗浄する工程
以上の工程(i)〜(v)を順に行なうことからなる高純度テレフタル酸の製造方法において、
前記工程(iv)で遠心分離する際の操作圧力を、フラッシュ冷却して晶析する工程の最終晶析圧力よりも高くすることを特徴とする高純度テレフタル酸の製造方法を採用できる。
Further, a method for producing high-purity terephthalic acid which solves the above-mentioned problems includes: (i) a step of liquid-phase oxidation of para-xylene in the presence of a catalyst using acetic acid to produce crude terephthalic acid; A step of dissolving the acid in water and reducing 4-carboxybenzaldehyde in the dissolved substance at 230 to 350 ° C. in the presence of a catalyst (iii) Stepwise reducing the reduced slurry in a plurality of crystallization tanks. Flash cooling to 120-180 ° C. for crystallization (iv) Solid-liquid separation of the obtained terephthalic acid-containing slurry by a centrifuge (v) Washing the centrifuged terephthalic acid-containing solid with water In the method for producing high-purity terephthalic acid, which comprises sequentially performing the above steps (i) to (v),
A method for producing high-purity terephthalic acid, wherein the operation pressure at the time of centrifugal separation in the step (iv) is set higher than the final crystallization pressure in the step of crystallization by flash cooling.
上記した製造方法においては、工程(iv)と工程(v)を同一の装置内で行ない、洗浄に用いる水の供給温度を、工程(iii)において生成されたスラリーの温度(T)℃に対し、(T−20)℃以上の温度とすることが好ましい。 In the above-mentioned production method, the step (iv) and the step (v) are performed in the same apparatus, and the supply temperature of the water used for washing is set to the temperature (T) ° C. of the slurry generated in the step (iii). , (T-20) ° C. or higher.
また、上記した製造方法において、遠心分離する際の操作圧力を、フラッシュ冷却して晶析する工程の最終晶析圧力よりも0.01〜0.2MPa高くする高純度テレフタル酸の製造方法を採用することが好ましい。 Further, in the above-described production method, a method for producing high-purity terephthalic acid is employed in which the operating pressure during centrifugation is higher by 0.01 to 0.2 MPa than the final crystallization pressure in the step of crystallization by flash cooling. Is preferred.
この発明は、スラリー中に生成した芳香族カルボン酸の結晶を遠心分離する方法において、遠心分離する際のスラリーの圧力を、前工程で芳香族カルボン酸を飽和状態にする際のスラリーの圧力よりも高くしたので、遠心分離機内で局所的に結晶の析出が起こらず、回転機構のバランスがくずれなくなり、遠心分離機による固液分離を円滑に行なえるようになり、さらにこの方法を利用すると、効率よく高純度テレフタル酸を製造できるようになるという利点がある。 The present invention provides a method for centrifuging the crystals of aromatic carboxylic acid generated in a slurry, wherein the pressure of the slurry at the time of centrifuging is higher than the pressure of the slurry at the time when the aromatic carboxylic acid is saturated in the previous step. As a result, the precipitation of crystals locally does not occur in the centrifuge, the balance of the rotating mechanism is not lost, and solid-liquid separation by the centrifuge can be performed smoothly. There is an advantage that high-purity terephthalic acid can be produced efficiently.
以下において、この発明について詳細に説明する。なお、代表例としては、パラキシレンを用いてテレフタル酸を製造する方法を説明した。 Hereinafter, the present invention will be described in detail. As a representative example, the method for producing terephthalic acid using para-xylene has been described.
この発明に原料として用いるアルキル芳香族化合物は、液相酸化により芳香族モノカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族トリカルボン酸等の芳香族カルボン酸に変換されるモノ、ジ、トリアルキルベンゼン等のアルキルベンゼンであり、そのアルキル基の一部が酸化されたものも含む。特にこの発明は、テレフタル酸の製造に適用するのが好ましく、この場合に原料となるアルキル芳香族化合物としてはパラキシレンが挙げられる。 The alkyl aromatic compound used as a raw material in the present invention is an alkyl benzene such as a mono-, di-, or trialkyl benzene that is converted into an aromatic carboxylic acid such as an aromatic monocarboxylic acid, an aromatic dicarboxylic acid, or an aromatic tricarboxylic acid by liquid phase oxidation. And also includes those in which a part of the alkyl group is oxidized. In particular, the present invention is preferably applied to the production of terephthalic acid. In this case, para-xylene is mentioned as the alkyl aromatic compound used as a raw material.
この発明に用いる溶媒としては、低級脂肪族カルボン酸である酢酸が好ましく、この溶媒の使用量は、通常、原料となるパラキシレンに対して2〜6重量倍である。また酢酸溶媒は、若干量の水、具体的には10重量%以下の水を含有しているものでも使用できる。 As the solvent used in the present invention, acetic acid, which is a lower aliphatic carboxylic acid, is preferable, and the amount of the solvent is usually 2 to 6 times by weight based on paraxylene as a raw material. The acetic acid solvent may contain a small amount of water, specifically, 10% by weight or less of water.
パラキシレンなどのアルキル芳香族化合物を酸化するには、分子状の酸素含有ガスを用いるが、簡単な設備で低コストであることから、通常は空気が用いられ、その他に希釈空気、酸素富化空気なども使用できる。 To oxidize alkyl aromatic compounds such as para-xylene, molecular oxygen-containing gas is used, but air is usually used because of simple equipment and low cost, and dilution air and oxygen enrichment are also used. Air can also be used.
アルキル芳香族化合物を酸化するには、通常、触媒としてコバルト(Co)、マンガン(Mn)及び臭素(Br)を構成元素として含む触媒が用いられる。このような触媒成分の具体的な化合物のコバルト化合物としては、酢酸コバルト、ナフテン酸コバルト、臭化コバルトなどが例示される。マンガン化合物としては、酢酸マンガン、ナフテン酸マンガン、臭化マンガンなどが例示される。臭素化合物としては、臭化水素、臭化ナトリウム、臭化コバルト、臭化マンガン、ブロムエタンなどを例示できる。 In order to oxidize the alkyl aromatic compound, a catalyst containing cobalt (Co), manganese (Mn) and bromine (Br) as constituent elements is usually used as a catalyst. Examples of the cobalt compound as a specific compound of such a catalyst component include cobalt acetate, cobalt naphthenate, and cobalt bromide. Examples of the manganese compound include manganese acetate, manganese naphthenate, and manganese bromide. Examples of the bromine compound include hydrogen bromide, sodium bromide, cobalt bromide, manganese bromide, and bromoethane.
液相中でアルキル芳香族化合物を酸化する反応は、酢酸溶媒中の触媒存在下に、140〜230℃、好ましくは150〜210℃の温度で分子状酸素含有ガスを連続的に供給しながらパラキシレンなどのアルキル芳香族化合物を酸化することにより行なう。反応圧力は少なくとも反応温度で混合物が液相を保持できる圧力、またはそれ以上の高圧であり、通常0.2〜5MPa、好ましくは1〜2MPaである。 The reaction for oxidizing the alkyl aromatic compound in the liquid phase is carried out in the presence of a catalyst in an acetic acid solvent at a temperature of 140 to 230 ° C., preferably 150 to 210 ° C., while continuously supplying a molecular oxygen-containing gas at a temperature of 150 to 210 ° C. This is performed by oxidizing an alkyl aromatic compound such as xylene. The reaction pressure is a pressure at which the mixture can maintain a liquid phase at least at the reaction temperature or higher, and is usually 0.2 to 5 MPa, preferably 1 to 2 MPa.
そして、晶析工程では、反応スラリーを適切な温度と圧力まで下げ、芳香族カルボン酸スラリーを得る。晶析の段数は、1段から6段が好ましく、より好ましくは2段から3段の晶析が最も好ましい。 Then, in the crystallization step, the reaction slurry is lowered to an appropriate temperature and pressure to obtain an aromatic carboxylic acid slurry. The number of crystallization stages is preferably 1 to 6 stages, more preferably 2 to 3 stages.
これら一連の晶析工程のうち、最終工程は減圧沸騰状態で行なう。具体的な減圧沸騰状態の操作は、フラッシュ冷却が好ましい。なお、フラッシュ冷却とは、放圧することによる冷却をいう。 The final step of the series of crystallization steps is performed under reduced pressure boiling. As a specific operation in the boiling state under reduced pressure, flash cooling is preferable. Note that flash cooling refers to cooling by releasing pressure.
図1の装置系統図で示す実施形態のテレフタル酸の製造方法におけるスラリーの遠心分離によって固液分離をする工程は、酢酸を溶媒としてテレフタル酸を含有するスラリーを最終の晶析槽1にフラッシュバルブ2から供給し、すなわち、この工程を減圧沸騰状態で行なうことにより、溶媒をフラッシュ蒸発させてテレフタル酸の結晶を析出させ、次いで固液分離工程では、大気圧で遠心分離機4を操作してテレフタル酸の結晶を回収するようにしている。なお、図中の符号5は、エジェクターであり、6は蒸発した溶媒成分を回収するための凝縮器(コンデンサ)であリ、7はポンプである。
In the method for producing terephthalic acid according to the embodiment shown in the apparatus system diagram of FIG. 1, the step of performing solid-liquid separation by centrifugation of the slurry is performed by flushing the slurry containing terephthalic acid with acetic acid as a solvent to the final crystallization tank 1. 2, the solvent is flash-evaporated to precipitate terephthalic acid crystals by performing this process under reduced pressure boiling. Then, in the solid-liquid separation process, the
上述のようにスラリーの遠心分離が行なわれるとき、操作圧力すなわち遠心分離機ドラム内の雰囲気によりスラリーの受ける圧力は、上記スラリーの母液の飽和蒸気圧より高くする。例えば、操作圧力すなわち遠心分離機ドラム内の雰囲気によりスラリーの受ける圧力を常圧としてもよい。この圧力は、遠心分離機導入の直前にスラリーが雰囲気から受ける圧力(フラッシュによる減圧=大気圧未満)よりも高く、そのため遠心分離する前の工程でスラリーは、芳香族カルボン酸が飽和状態であるにもかかわらず、遠心分離時には芳香族カルボン酸の結晶が析出し難くなっている。 When the slurry is centrifuged as described above, the operating pressure, ie, the pressure received by the slurry due to the atmosphere in the centrifuge drum, is higher than the saturated vapor pressure of the slurry mother liquor. For example, the operating pressure, that is, the pressure received by the slurry due to the atmosphere in the centrifuge drum may be normal pressure. This pressure is higher than the pressure that the slurry receives from the atmosphere immediately before introduction into the centrifuge (reduced pressure by flash = less than atmospheric pressure), so that in the step before centrifugation, the slurry is saturated with aromatic carboxylic acids. Nevertheless, during the centrifugation, the crystals of the aromatic carboxylic acid hardly precipitate.
好適にはスラリーまたはこれに接する雰囲気の圧力を、遠心分離機導入前の工程でスラリーまたはこれに接する雰囲気の圧力よりも0.01〜0.2MPa高圧にすればよく、より好ましくは0.03〜0.1MPaだけ高圧であれば好ましい。 Preferably, the pressure of the slurry or the atmosphere in contact with the slurry is 0.01 to 0.2 MPa higher than the pressure of the atmosphere in contact with the slurry or the slurry in the step before introducing the centrifuge, and more preferably 0.03 MPa. It is preferable that the pressure be as high as 0.1 MPa.
スラリーの供給温度は少なくとも50℃、好ましくは60〜100℃、特に70〜90℃が好ましい。最終晶析温度が低温であれば、回収される芳香族カルボン酸量が増加して有利であるが、温度が低すぎると減圧度が大きい減圧装置が必要となり不利となる。 The supply temperature of the slurry is at least 50 ° C, preferably 60 to 100 ° C, particularly preferably 70 to 90 ° C. If the final crystallization temperature is low, the amount of aromatic carboxylic acid to be recovered increases, which is advantageous. However, if the temperature is too low, a pressure reducing device having a large degree of pressure reduction is required, which is disadvantageous.
ここで、分離された固形物を酢酸及び/又は水で洗浄する場合がある。この固液分離と洗浄を同一の装置内で行なうことが望ましく、この固液分離機としてはソリッドボウル型遠心分離機やスクリーンボウル型遠心分離機が好ましい。洗浄に用いる酢酸及び/又は水の供給温度は、供給されるスラリーの温度(T)℃に対し、(T−20)℃以上の温度であることが好ましい。この洗浄液の温度上限は供給されて液状態を維持するためにその操作圧力における沸点以下であるが、高温になれば洗浄液に溶解するテレフタル酸量が増大するために、供給されるスラリーの温度(T)℃に対し、(T+30)℃以下の温度であることが好ましい。このようにすることで、スラリーや分離ケーキの温度低下を抑制し、母液の結晶化に伴う運転上の不具合を防止する。 Here, the separated solid may be washed with acetic acid and / or water. The solid-liquid separation and the washing are desirably performed in the same apparatus, and the solid-liquid separator is preferably a solid bowl type centrifuge or a screen bowl type centrifuge. The supply temperature of acetic acid and / or water used for washing is preferably (T-20) ° C. or more with respect to the temperature (T) ° C. of the supplied slurry. The upper limit of the temperature of the cleaning liquid is equal to or lower than the boiling point at the operating pressure in order to maintain the liquid state after being supplied. However, if the temperature becomes high, the amount of terephthalic acid dissolved in the cleaning liquid increases. The temperature is preferably (T + 30) ° C. or lower with respect to (T) ° C. By doing so, the temperature of the slurry or the separation cake is prevented from lowering, and operational problems associated with crystallization of the mother liquor are prevented.
図2の装置系統図で示すように、実施形態のスラリーの遠心分離工程は、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(4CBA)を図外の反応器を用いて、水溶媒中で230〜350℃で触媒の存在下に水添(還元)反応させ、ついでフラッシュバルブ8を通過させるフラツシュ冷却によって水を気化させる晶析工程を3〜6段の晶析槽で行ない、最終の晶析槽9からポンプ10を介してテレフタル酸が飽和状態のスラリーを遠心分離機11に供給している。その後は、懸洗槽12で分離ケーキを水で懸洗し、さらに減圧槽13で大気圧付近までフラッシュ冷却してからポンプ10で遠心分離機14に導入して固液分離し、その後は乾燥機15に供給して高純度テレフタル酸の結晶を製造するようにしている。
As shown in the apparatus system diagram of FIG. 2, the centrifugation step of the slurry of the embodiment is performed by using 4-carboxybenzaldehyde (4CBA) contained in crude terephthalic acid in a water solvent using a reactor (not shown). A crystallization step of performing a hydrogenation (reduction) reaction at 350 ° C. in the presence of a catalyst, and then vaporizing water by flash cooling through a
このような工程でも遠心分離機11や14の操作圧力を供給スラリーの母液の飽和蒸気圧より高く設定することで、遠心分離する前のスラリーは芳香族カルボン酸が飽和状態であるにもかかわらず、遠心分離時には高めた圧力差で芳香族カルボン酸の結晶が析出し難くなっている。
Even in such a process, the operating pressure of the
好適にはスラリーまたはこれに接する雰囲気の圧力を、遠心分離機導入前の工程でスラリーまたはこれに接する雰囲気の圧力よりも0.01〜0.2MPa高圧にすればよく、より好ましくは0.03〜0.1MPaだけ高圧がよい。 Preferably, the pressure of the slurry or the atmosphere in contact with the slurry is 0.01 to 0.2 MPa higher than the pressure of the atmosphere in contact with the slurry or the slurry in the step before introducing the centrifuge, and more preferably 0.03 MPa. A high pressure of only about 0.1 MPa is preferable.
遠心分離機11へ供給されるスラリーの温度は、120〜180℃、好ましくは130〜180℃、特に140〜170℃が好ましい。最終晶析温度が低温であれば、回収される芳香族カルボン酸量が増加して有利であるが、温度が低すぎると、4CBAが還元されて生成したパラトルイル酸の共晶が促進し、得られる高純度テレフタル酸の品質悪化を招く。また同様に、遠心分離機14へ供給されるスラリーの温度は少なくとも50℃、好ましくは60〜120℃、特に90〜110℃が好ましい。
The temperature of the slurry supplied to the
上記の遠心分離機によって分離された固形物を水で洗浄する場合がある。この遠心分離機による固液分離と洗浄を同一の装置内で行なうことが望ましく、この固液分離機としてはソリッドボウル型遠心分離機やスクリーンボウル型遠心分離機が好ましい。洗浄に用いる酢酸及び/又は水の供給温度は、供給されるスラリーの温度(T)℃に対し、(T−20)℃以上の温度であることが好ましい。この洗浄液の温度上限は供給されて液状態を維持するためにその操作圧力における沸点以下であるが、高温になれば洗浄液に溶解するテレフタル酸量が増大するために、供給されるスラリーの温度(T)℃に対し、(T+30)℃以下の温度であることが好ましい。このようにすることで、スラリーや分離ケーキの温度低下を抑制し、母液の結晶化に伴う運転上の不具合を防止する。 The solid separated by the centrifuge may be washed with water. It is desirable that the solid-liquid separation and washing by this centrifugal separator be performed in the same apparatus, and the solid-liquid separator is preferably a solid bowl type centrifuge or a screen bowl type centrifuge. The supply temperature of acetic acid and / or water used for washing is preferably (T-20) ° C. or more with respect to the temperature (T) ° C. of the supplied slurry. The upper limit of the temperature of the cleaning liquid is equal to or lower than the boiling point at the operating pressure in order to maintain the liquid state after being supplied. However, if the temperature becomes high, the amount of terephthalic acid dissolved in the cleaning liquid increases. The temperature is preferably (T + 30) ° C. or lower with respect to (T) ° C. By doing so, the temperature of the slurry or the separation cake is prevented from lowering, and operational problems associated with crystallization of the mother liquor are prevented.
[実施例1]
酢酸を溶媒とし、Co/Mn/Brを含む触媒存在下で圧力1.5MPaでパラキシレンを液相酸化してテレフタル酸含有のスラリーを生成し、このスラリーはエジェクターを用いて大気圧以下(0.05MPa)に減圧して90℃にフラッシュ冷却し、得られたテレフタル酸スラリーを遠心分離機で固液分離する際に、ドラム内を大気圧とし、粗テレフタル酸を分離した。
[Example 1]
Using acetic acid as a solvent, para-xylene is oxidized in the liquid phase at a pressure of 1.5 MPa in the presence of a catalyst containing Co / Mn / Br to produce a terephthalic acid-containing slurry. The pressure was reduced to 0.05 MPa, and the mixture was flash-cooled to 90 ° C. When the obtained terephthalic acid slurry was subjected to solid-liquid separation with a centrifugal separator, the inside of the drum was set to atmospheric pressure to separate crude terephthalic acid.
さらに、次工程で得られた粗テレフタル酸を水に溶解し、この溶解物中の4−カルボキシベンズアルデヒドを第8族金属触媒の存在下に還元し、この還元処理物をフラッシュ蒸発で5段晶析した。最終晶析条件は、160℃、0.62MPaであった。これにより得られたテレフタル酸結晶を含有するスラリーを、図2で示す工程で遠心分離機を用いて操作圧力0.69MPaで固液分離し、得られた分離ケーキを懸洗槽で洗浄した後に大気圧までフラッシュ冷却したスラリーを、さらに第2の遠心分離機に供給して、操作圧力0.12MPaで固液分離し、分離ケーキを乾燥して高純度テレフタル酸を製造した。 Further, the crude terephthalic acid obtained in the next step is dissolved in water, and 4-carboxybenzaldehyde in the dissolved substance is reduced in the presence of a Group VIII metal catalyst. Was analyzed. The final crystallization conditions were 160 ° C. and 0.62 MPa. The obtained slurry containing terephthalic acid crystals is subjected to solid-liquid separation using a centrifugal separator at an operating pressure of 0.69 MPa in the step shown in FIG. 2, and the obtained separation cake is washed in a suspension washing tank. The slurry flash-cooled to atmospheric pressure was further supplied to a second centrifugal separator, where it was subjected to solid-liquid separation at an operating pressure of 0.12 MPa, and the separation cake was dried to produce high-purity terephthalic acid.
前記の遠心分離機による固液分離では、200時間連続して行なったが、回転時にバランスは良好で振動は発生せず、固液分離を円滑に行なえた。このことから、遠心分離機内でのテレフタル酸の局所的な析出は発生しなかったものと推定される。 The solid-liquid separation by the centrifugal separator was performed continuously for 200 hours. However, the rotation was well-balanced and no vibration was generated, and the solid-liquid separation was smoothly performed. From this, it is estimated that local precipitation of terephthalic acid in the centrifuge did not occur.
[実施例2]
酢酸を溶媒とし、Co/Mn/Brを含む触媒存在下で圧力1.5MPaでパラキシレンを液相酸化してテレフタル酸含有のスラリーを生成し、このスラリーはエジェクターを用いて大気圧以下(0.05MPa)に減圧して90℃にフラッシュ冷却し、得られたテレフタル酸スラリーを遠心分離機で固液分離する際に、ドラム内を大気圧とし、粗テレフタル酸を分離した。
このとき、遠心分離機としてスクリーンボウル型遠心分離機を用い、そのスクリーン部において、洗浄液として95℃の酢酸を用いて固形分の洗浄を行った。
[Example 2]
Using acetic acid as a solvent, para-xylene is oxidized in the liquid phase at a pressure of 1.5 MPa in the presence of a catalyst containing Co / Mn / Br to produce a terephthalic acid-containing slurry. The pressure was reduced to 0.05 MPa, and the mixture was flash-cooled to 90 ° C. When the obtained terephthalic acid slurry was subjected to solid-liquid separation with a centrifugal separator, the inside of the drum was set to atmospheric pressure to separate crude terephthalic acid.
At this time, a screen bowl type centrifugal separator was used as a centrifugal separator, and the screen was washed with acetic acid at 95 ° C. as a washing liquid.
スクリーンボウル型遠心分離機による固液分離と洗浄を150時間連続して行なったが、回転時にバランスは良好で振動は発生せず、固液分離を円滑に行なえた。このことから、遠心分離機内でのテレフタル酸の局所的な析出は発生しなかったものと推定される。 The solid-liquid separation and washing by the screen bowl type centrifugal separator were continuously performed for 150 hours, but the balance was good at the time of rotation, no vibration was generated, and the solid-liquid separation was performed smoothly. From this, it is estimated that local precipitation of terephthalic acid in the centrifuge did not occur.
[実施例3]
実施例2において洗浄液として用いる酢酸の温度を85℃とした以外は、実施例2と同様に行った。スクリーンボウル型遠心分離機による固液分離と洗浄を110時間連続して行なったが、回転時にバランスは良好で振動は発生せず、固液分離を円滑に行なえた。このことから、遠心分離機内でのテレフタル酸の局所的な析出は発生しなかったものと推定される。
[Example 3]
Example 2 was carried out in the same manner as in Example 2 except that the temperature of acetic acid used as a cleaning liquid was changed to 85 ° C. Solid-liquid separation and washing with the screen bowl type centrifuge were performed continuously for 110 hours, but the balance was good and no vibration occurred during rotation, and solid-liquid separation could be performed smoothly. From this, it is estimated that local precipitation of terephthalic acid in the centrifuge did not occur.
1 晶析槽
2 フラッシュバルブ
4 遠心分離機
5 エジェクター
6 凝縮機
7 ポンプ
8 フラッシュバルブ
9 晶析槽
10 ポンプ
11 遠心分離機
12 懸洗槽
13 減圧槽
14 遠心分離機
15 乾燥機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (12)
前記遠心分離する際の操作圧力を、分離対象として供給する芳香族カルボン酸含有スラリーの母液の飽和蒸気圧よりも高くすることを特徴とする芳香族カルボン酸含有スラリーの遠心分離方法。 In a method of solid-liquid separation of an aqueous or acetic acid-based slurry containing an aromatic carboxylic acid in a saturated state by a centrifuge,
A centrifugal separation method for an aromatic carboxylic acid-containing slurry, wherein an operation pressure at the time of the centrifugal separation is set higher than a saturated vapor pressure of a mother liquor of the aromatic carboxylic acid-containing slurry to be separated.
(ii)得られたテレフタル酸含有スラリーを遠心分離機によって固液分離する工程
(iii)遠心分離されたテレフタル酸含有の固形物を酢酸及び/又は水で洗浄する工程
以上の工程(i)〜(iii)を順に行なうテレフタル酸の製造方法において、
前記工程(ii)で遠心分離する際の操作圧力を、分離対象として供給するテレフタル酸含有スラリーの母液の飽和蒸気圧よりも高くすることを特徴とするテレフタル酸の製造方法。 (I) a step of liquid phase oxidation of paraxylene at a pressure of 1 to 2 MPa in the presence of a catalyst containing cobalt, manganese and bromine using acetic acid as a solvent to produce a terephthalic acid-containing slurry (ii) a terephthalic acid-containing slurry obtained A step of solid-liquid separation of the slurry by a centrifuge (iii) a step of washing the centrifugally separated solid containing terephthalic acid with acetic acid and / or water; a step of performing the above steps (i) to (iii) in order In the manufacturing method,
A method for producing terephthalic acid, wherein an operation pressure at the time of centrifugation in the step (ii) is higher than a saturated vapor pressure of a mother liquor of a terephthalic acid-containing slurry to be supplied as a separation target.
(ii)粗テレフタル酸を水に溶解し、この溶解物中の4−カルボキシベンズアルデヒドを230〜350℃で触媒の存在下に還元処理する工程
(iii)還元処理されたスラリーを複数の晶析槽にて段階的に120〜180℃までフラッシュ冷却して晶析する工程
(iv)得られたテレフタル酸含有スラリーを遠心分離機によって固液分離する工程
(v)遠心分離されたテレフタル酸含有の固形物を水で洗浄する工程
以上の工程(i)〜(v)を順に行なうことからなる高純度テレフタル酸の製造方法において、
前記工程(iv)で遠心分離する際の操作圧力を、フラッシュ冷却して晶析する工程の最終晶析圧力よりも高くすることを特徴とする高純度テレフタル酸の製造方法。 (I) A step of liquid-phase oxidation of para-xylene in the presence of a catalyst using acetic acid as a solvent to produce crude terephthalic acid. (Ii) Dissolving crude terephthalic acid in water. Step (iv) of performing a reduction treatment in the presence of a catalyst at a temperature of up to 350 ° C. and flash-cooling the reduced slurry to 120 to 180 ° C. in a plurality of crystallization tanks to obtain a crystallization step (iv). (V) washing the centrifugally separated terephthalic acid-containing solid with water using a centrifugal separator The above steps (i) to (v) are performed in order. In the method for producing high-purity terephthalic acid,
A method for producing high-purity terephthalic acid, wherein the operating pressure at the time of centrifugation in the step (iv) is higher than the final crystallization pressure in the step of crystallization by flash cooling.
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WO2012114434A1 (en) * | 2011-02-21 | 2012-08-30 | 株式会社日立プラントテクノロジー | Method for treating purified terephthalic acid mother liquor |
CN115108902A (en) * | 2022-03-29 | 2022-09-27 | 泰安渤洋化工科技有限公司 | Preparation method of 2,4, 6-trimethyl benzoic acid |
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- 2003-12-22 JP JP2003425196A patent/JP2004231642A/en active Pending
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