JP2004358466A - カルボン酸合成母液から不純物を除去する抽出方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 カルボン酸合成プロセスの操作性を高め、不純物除去効果を改良する。
【解決手段】 （ａ）第１蒸発器ゾーンにおいてカルボン酸、金属触媒、不純物、水及び溶媒を含む母液を蒸発させて、蒸気流と濃縮母液流を生成せしめ；（ｂ）第２蒸発器ゾーンにおいて前記濃縮母液流を蒸発させて、溶媒高含有流及び超濃縮母液流を形成せしめ；（ｃ）固液分離ゾーンにおいて水−溶媒溶液によって前記超濃縮母液から有機不純物を分離して、水性流と第２水性流を形成せしめ；（ｄ）混合ゾーンにおいて水及び場合によっては抽出溶媒、と前記水性流及び前記第２水性流とを混合して、水性混合物を形成せしめ；そして（ｅ）抽出ゾーンにおいて前記水性混合物に抽出溶媒を添加して、抽出物流及びラフィネート流を形成せしめることによるカルボン酸、金属触媒、不純物を含む母液から不純物を除去する方法。
【選択図】 図１
【解決手段】 （ａ）第１蒸発器ゾーンにおいてカルボン酸、金属触媒、不純物、水及び溶媒を含む母液を蒸発させて、蒸気流と濃縮母液流を生成せしめ；（ｂ）第２蒸発器ゾーンにおいて前記濃縮母液流を蒸発させて、溶媒高含有流及び超濃縮母液流を形成せしめ；（ｃ）固液分離ゾーンにおいて水−溶媒溶液によって前記超濃縮母液から有機不純物を分離して、水性流と第２水性流を形成せしめ；（ｄ）混合ゾーンにおいて水及び場合によっては抽出溶媒、と前記水性流及び前記第２水性流とを混合して、水性混合物を形成せしめ；そして（ｅ）抽出ゾーンにおいて前記水性混合物に抽出溶媒を添加して、抽出物流及びラフィネート流を形成せしめることによるカルボン酸、金属触媒、不純物を含む母液から不純物を除去する方法。
【選択図】 図１
Description
本発明は、カルボン酸、典型的にはテレフタル酸の合成において製造される母液からの金属触媒の回収に関する。更に詳しくは、本方法は、金属触媒の回収のために超濃縮母液流に水を添加し、次いで形成された水性混合物を一段抽出に供して有機不純物を除去することによって、抽出物流及び金属触媒を含むラフィネート流を生成せしめることを含む。
テレフタル酸は商業的には、触媒、例えばＣｏ、Ｍｎ、Ｂｒ及び溶媒の存在下におけるパラキシレンの酸化によって製造されている。ポリエステル繊維、フィルム及び樹脂の製造に使用されるテレフタル酸は、パラキシレンの酸化の結果として存在する不純物を除去するために更に処理しなければならない。
テレフタル酸（ＴＰＡ）は、プラスチック及び繊維用のポリエステルの製造における中間体である。ＴＰＡの商業的製造方法は、一般には酢酸溶媒中の臭化物促進剤を用いる、ｐ−キシレンの重金属触媒酸化に基づく。実際の酸化条件下では酢酸へのＴＰＡの溶解が限られるため、酸化反応器中にＴＰＡ結晶のスラリーが形成される。典型的には、ＴＰＡ結晶は反応器から回収され、通常の固液分離法を用いて反応母液から分離される。この方法に使用される触媒及び促進剤のほとんどを含む母液は酸化反応器に再循還される。触媒及び促進剤の他に、母液は溶解ＴＰＡ並びに多くの副生成物及び不純物も含む。これらの副生成物及び不純物は一部分は、ｐ−キシレン供給材料流中に存在する少量の不純物から生じる。他の不純物が、部分酸化生成物を生じるｐ−キシレンの不完全酸化によって生じる。更に他の副生成物が、ｐ−キシレンのテレフタル酸への酸化における競合副反応によって生じる。
固液分離によって得られる固体ＴＰＡ結晶は、一般に、母液の大部分に取って代わる新鮮な溶媒で洗浄し、次いで乾燥して、酢酸溶媒のほとんどが除去される。母液中に存在していた不純物はＴＰＡ結晶と共沈されるので、乾燥粗製ＴＰＡ結晶はこれらの不純物で汚染されている。不純物はまた、ＴＰＡの結晶構造の閉鎖のため、また、新鮮溶媒での洗浄による母液の不完全な除去のために存在する。
再循還される母液中の不純物の多くは、その後の酸化に対して比較的不活性である。このような不純物としては、例えばイソフタル酸、フタル酸及びトリメリット酸などが挙げられる。更にまた酸化を受ける不純物、例えば４−カルボキシベンズアルデヒド、ｐ−トルイル酸及びｐ−トルアルデヒドも存在する。酸化に対して不活性な不純物の濃度は、母液中において増加しがちである。平衡に達して、乾燥ＴＰＡ生成物中に含まれる各不純物の量がその形成速度又は酸化プロセスへのその添加速度と釣り合うまで、これらの不活性不純物の濃度は母液中で増加する。粗製ＴＰＡ中の通常の不純物レベルが、ほとんどのポリマー用途への直接使用を不適当なものとする。
従来より、粗製ＴＰＡは、対応するジメチルエステルへの転化によって、又は水への溶解とそれに続く、標準水添触媒上における水添によって、精製されてきた。より最近は、二次酸化処理を用いて、ポリマー用のＴＰＡが製造されている。ポリエステル製造への使用に適するようにＴＰＡを精製するのに使用する方法とは関係なく、母液中の不純物濃度を最小にし、それによってその後のＴＰＡ精製を容易にすることが望ましい。多くの場合、母液から不純物を除去するいくつかの手段を用いなければ、精製されたポリマー用ＴＰＡを製造することは不可能である。
化学処理工業においてよく使用される、再循還流から不純物を除去する一つの方法は、再循還流の一部分を抜き取る、又は「パージ」することである。典型的には、このパージ流は単純に廃棄するか、あるいは、経済的に妥当であるならば、パージ流を種々の処理に供することによって有用成分を回収しながら不所望な不純物を除去する。その一例は特許文献１に記載されており、これを参照することによって本明細書中に取り入れる。不純物のコントロールに必要なパージの量はプロセス依存性であるが、ＴＰＡの製造には通常、母液全体の１０〜４０％と同等のパージ量で充分である。ＴＰＡの製造において、許容され得る不純物濃度を維持するのに必要な母液パージのレベルと、金属触媒及び母液の溶媒成分の高い経済的価値のため、パージ流の単純な廃棄は経済的には魅力がない。従って、母液中に含まれる高価な金属触媒及び酢酸を本質的に全て回収すると共に、パージ流中に存在する不純物の大部分を除去する方法が必要である。金属触媒はｐ−キシレン酸化工程への再循還による再利用に適当な活性な形態で回収される必要がある。
本発明は典型的なパージ法の著しい改良である。本発明の利点の一部は：
１）目詰まりのおそれの減少による、操作性及び信頼性の向上：
２）総電力使用量の減少
である。
１）目詰まりのおそれの減少による、操作性及び信頼性の向上：
２）総電力使用量の減少
である。
本発明は、従来プロセスに比べて、プロセスの不純物除去効果と操作性を高める。
本発明は、カルボン酸、典型的にはテレフタル酸の合成において生ずる母液からの不純物の除去及び金属触媒の回収に関する。更に詳しくは、本発明方法は、金属触媒の回収のために超濃縮母液流に水を添加し、次いで形成された水性混合物を一段抽出に供して有機不純物を除去することによって、抽出物流及びラフィネート流を生成せしめることを含む。
本発明の目的は、超濃縮母液流を製造する方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、母液流から金属触媒流を回収する方法を提供することにある。
本発明の更に別の目的は、カルボン酸合成において製造された母液から不純物を除去し且つ金属触媒流を回収する方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、母液流から金属触媒流を回収する方法を提供することにある。
本発明の更に別の目的は、カルボン酸合成において製造された母液から不純物を除去し且つ金属触媒流を回収する方法を提供することにある。
本発明の第１の実施態様において、前記母液から金属触媒を回収する方法が提供される。この方法は以下の工程：
（ａ）第１蒸発器ゾーンにおいて、カルボン酸、金属触媒、不純物、水及び溶媒を含む母液を蒸発させて、蒸気流と濃縮母液流を生成せしめ；
（ｂ）第２蒸発器ゾーンにおいて、濃縮母液流を蒸発させて、溶媒高含有流及び超濃縮母液流を形成せしめ；
（ｃ）固液分離ゾーンにおいて水溶媒溶液によって超濃縮母液から有機不純物を分離して、水性流と第２水性流とを形成せしめ；
（ｄ）混合ゾーンにおいて、水及び、場合によっては抽出溶媒、と水性流及び第２水性流とを混合して、水性混合物を形成せしめ；
（ｅ）抽出ゾーンにおいて、水性混合物に抽出溶媒を添加して、抽出物流及びラフィネート流を形成せしめ；そして
（ｆ）場合によっては、分離ゾーン中で抽出物流を分離して、高沸点有機不純物流及び回収抽出溶媒流を形成せしめる
を含む。
（ａ）第１蒸発器ゾーンにおいて、カルボン酸、金属触媒、不純物、水及び溶媒を含む母液を蒸発させて、蒸気流と濃縮母液流を生成せしめ；
（ｂ）第２蒸発器ゾーンにおいて、濃縮母液流を蒸発させて、溶媒高含有流及び超濃縮母液流を形成せしめ；
（ｃ）固液分離ゾーンにおいて水溶媒溶液によって超濃縮母液から有機不純物を分離して、水性流と第２水性流とを形成せしめ；
（ｄ）混合ゾーンにおいて、水及び、場合によっては抽出溶媒、と水性流及び第２水性流とを混合して、水性混合物を形成せしめ；
（ｅ）抽出ゾーンにおいて、水性混合物に抽出溶媒を添加して、抽出物流及びラフィネート流を形成せしめ；そして
（ｆ）場合によっては、分離ゾーン中で抽出物流を分離して、高沸点有機不純物流及び回収抽出溶媒流を形成せしめる
を含む。
本発明の別の実施態様において、超濃縮母液流を製造する方法が提供される。この方法は以下の工程：
（ａ）第１蒸発器ゾーンにおいて、カルボン酸、金属触媒、不純物、水及び溶媒を含む母液を蒸発させて、蒸気流と濃縮母液流を生成せしめる工程；そして
（ｂ）第２蒸発器ゾーンにおいて濃縮母液流を蒸発させて、溶媒高含有流及び超濃縮母液流を形成せしめる工程（工程（ａ）と工程（ｂ）の蒸発によって、合わせて、溶媒の約９５〜約９９重量％が母液から除去され；第２蒸発器ゾーンは約２０〜約７０℃の温度で運転される蒸発器を含む）
を含む。
（ａ）第１蒸発器ゾーンにおいて、カルボン酸、金属触媒、不純物、水及び溶媒を含む母液を蒸発させて、蒸気流と濃縮母液流を生成せしめる工程；そして
（ｂ）第２蒸発器ゾーンにおいて濃縮母液流を蒸発させて、溶媒高含有流及び超濃縮母液流を形成せしめる工程（工程（ａ）と工程（ｂ）の蒸発によって、合わせて、溶媒の約９５〜約９９重量％が母液から除去され；第２蒸発器ゾーンは約２０〜約７０℃の温度で運転される蒸発器を含む）
を含む。
本発明の別の実施態様において、以下の工程を含んでなる、母液から金属触媒を除去する方法が提供される：
（ａ）第１蒸発器ゾーンにおいて、カルボン酸、金属触媒、不純物、水及び溶媒を含む母液を蒸発させて、蒸気流と濃縮母液流を生成せしめ；
（ｂ）第２蒸発器ゾーンにおいて、濃縮母液流を蒸発させて、溶媒高含有流及び超濃縮母液流を形成せしめ（工程（ａ）と工程（ｂ）の蒸発において、合わせて、溶媒及び水の約８５〜約９９重量％が母液から除去される）；
（ｃ）固液分離ゾーンにおいて、水−溶媒溶液によって超濃縮母液から有機不純物を分離して、水性流と第２水性流を形成せしめ（水溶媒溶液は約２０〜約７０℃の温度範囲で固液分離ゾーンに添加する）；
（ｄ）混合ゾーンにおいて、水及び、場合によっては抽出溶媒、と水性流及び第２水性流とを混合して、水性混合物を形成せしめ；
（ｅ）抽出ゾーンにおいて水性混合物に抽出溶媒を添加して、抽出物流及びラフィネート流を形成せしめ；そして
（ｆ）場合によっては分離ゾーン中で抽出物流を分離して、高沸点有機不純物流及び回収抽出溶媒流を形成せしめる。
（ａ）第１蒸発器ゾーンにおいて、カルボン酸、金属触媒、不純物、水及び溶媒を含む母液を蒸発させて、蒸気流と濃縮母液流を生成せしめ；
（ｂ）第２蒸発器ゾーンにおいて、濃縮母液流を蒸発させて、溶媒高含有流及び超濃縮母液流を形成せしめ（工程（ａ）と工程（ｂ）の蒸発において、合わせて、溶媒及び水の約８５〜約９９重量％が母液から除去される）；
（ｃ）固液分離ゾーンにおいて、水−溶媒溶液によって超濃縮母液から有機不純物を分離して、水性流と第２水性流を形成せしめ（水溶媒溶液は約２０〜約７０℃の温度範囲で固液分離ゾーンに添加する）；
（ｄ）混合ゾーンにおいて、水及び、場合によっては抽出溶媒、と水性流及び第２水性流とを混合して、水性混合物を形成せしめ；
（ｅ）抽出ゾーンにおいて水性混合物に抽出溶媒を添加して、抽出物流及びラフィネート流を形成せしめ；そして
（ｆ）場合によっては分離ゾーン中で抽出物流を分離して、高沸点有機不純物流及び回収抽出溶媒流を形成せしめる。
これらの目的及び他の目的は、本明細書の開示を読めば当業者にはより明らかになるであろう。
本発明によれば、テレフタル酸などのカルボン酸製造プロセスの不純物除去効果及び操作性が高められる。
図１は、母液から金属触媒を回収する方法及び超濃縮母液流の製造方法を提供する、本発明の種々の実施態様を示す。
本発明の一実施態様において、図１に示されるような、母液１０１から金属触媒を回収する方法が提供される。この方法は以下の工程を含む。
工程（ａ）は、第１蒸発器ゾーン１２１において、カルボン酸、金属触媒、不純物、水及び溶媒を含む母液１０１を蒸発させて、蒸気流１０４及び濃縮母液流１０５を生成することを含む。
母液１０１は、カルボン酸酸化合成プロセスから回収される。母液１０１は、本方法への供給材料流としての役割をする。母液は、カルボン酸、水、溶媒、金属触媒及び不純物を含む。不純物は有機臭化物及び腐蝕金属を含む。有機臭化物は酸化反応において促進剤として使用される。腐蝕金属の例は、金属触媒の活性を抑制したり、低下させたり、又は完全に破壊する、鉄及びクロム化合物である。
適当なカルボン酸は、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸及びこれらの混合物からなる群から選ばれる。
適当な溶媒としては、炭素数が好ましくは２〜６の脂肪族モノカルボン酸、又は安息香酸及びそれらの混合物並びに水との混合物が挙げられる。溶媒は、水と約５：１〜約２５：１、好ましくは約１０：１〜約１５：１の比で混合された酢酸であるのが望ましい。本明細書全体を通して、酢酸を溶媒と称するものとする。しかし、ここに開示したような他の適当な溶媒も使用できることを理解されたい。
本発明方法の第１工程において、母液は、蒸発器を含む第１蒸発器ゾーン１２１において、常法に従って濃縮して、蒸気流１０４及び濃縮母液流１０５を生成させる。この蒸発器は、大気圧又は大気圧より少し高い条件、一般には約１〜約１０気圧において運転する。蒸気流１０４は水及び溶媒の大部分を含み、濃縮母液流１０５は母液１０１から除去されなかった水及び溶媒の残りを含む。蒸発により、母液中に存在する溶媒及び水、典型的には酢酸及び水の約５０〜約８０重量％を除去する。
工程（ｂ）は、第２蒸発器ゾーン１５０において、濃縮母液流を蒸発させて、溶媒高含有流１４４及び超濃縮母液流１４５を生成させることを含む。
次いで、濃縮母液流１０５は、少なくとも１つの蒸発器を含む第２蒸発器ゾーン１５０に導入させる。蒸発器は真空条件で運転する。蒸発は、約２０〜約７０℃の温度で実施し、別の範囲は約３０〜約５０℃である。蒸発器１２１と１５０との組合せは、流れ１０１によって表される母液が、溶媒及び水、典型的には酢酸及び水の約７５〜約９９重量％が除去される状態まで濃縮されるように運転する。別の範囲は、流れ１０１によって表される母液が、溶媒及び水、典型的には酢酸及び水の約８５〜約９９重量％が除去される状態まで濃縮されるように運転する蒸発器１２１及び１５０の組合せである。更に、本明細書の開示及び「特許請求の範囲」に記載した範囲は、全範囲を具体的に開示するものであって、端点をのみを開示するのはないことを理解されたい。例えば、範囲０〜１０の開示は、２、２．５、３．１７及び包含される他の全ての数を具体的に開示するのであって、０及び１０のみを開示するのではないと考えるべきである。
本発明方法において、超濃縮母液流１４５の状態は、ポンプ圧送性を与えるのに必要なだけの残りの溶媒を含む高温溶融分散液の状態である。
工程（ｃ）は、固液分離ゾーン１５１において超濃縮母液流１４５から有機不純物１４６を水−溶媒溶液１４９において分離して、水性流１４７及び第２水性流１４８を形成することを含む。
固液分離工程は、超濃縮母液流１４５を固液分離ゾーン１５１に供給して、有機不純物１４６、水性流１４７及び第２水性流１４８を生成せしめることを含む。固液分離ゾーン１５１は、少なくとも１つの固液分離装置を含む。使用する固液分離装置の形式には制限はない。このような装置の例としては、濾過装置、遠心分離機、サイクロン及びハイドロクローンが挙げられるが、これらに限定するものではない。好ましい実施態様において、分離装置は水洗機能のあるキャンドルフィルターである。水性流１４７は、超濃縮母液流１４５の濾過によって生成する。
第２水性流１４８は、超濃縮母液流１４５の濾過及び水−溶媒溶液１４９による洗浄によって生成する。固液分離ゾーン１５１において超濃縮母液１４５から分離された有機不純物１４６は、水−溶媒溶液１４９の導入による金属酸化触媒の抽出に供されて、第２水性流１４８が形成される。これによって、金属酸化触媒の少なくとも８０％が水性流１４７及び第２水性流１４８の水相中に回収される。典型的には、金属触媒の少なくとも９０％が水性流１４７及び第２水性流１４８の水相に回収される。水性流１４７及び第２水性流１４８は、場合によっては、固液分離ゾーン１５１から出る前に一緒にすることができる。
水−溶媒溶液１４９は、水及び、場合によっては、別の溶媒を含む。溶媒は金属触媒を溶解して分子又はイオンサイズレベルで均一に分散された溶液を形成することができる任意の物質であることができる。典型的には、溶媒は酢酸を含むが、工程（ａ）において前述した溶媒も使用できる。好ましくは、抽出は、固液分離と同一の装置中で実施する。おそらく最も意外なのは、約２０〜約７０℃、好ましくは約３０〜約５０℃の範囲の温度で抽出剤として水を使用することによって、有機不純物１４６中に充分な腐蝕金属が保たれることであり、これによって、他の先行技術の方法におけるような、加熱及び濾過による腐蝕金属の除去の必要性が排除される。金属触媒を除去された固形分である有機不純物１４６は、系から廃棄することができる。
工程（ｄ）は、混合ゾーン１２２中で水１０６及び、場合によっては抽出溶媒１０８、と水性流１４７及び第２水性流１４８とを混合して、水性混合物１０７を形成せしめることを含む。
水性流１４７及び第２水性流１４８は混合ゾーン１２２において一緒にすることができる。本発明の一態様において、混合ゾーン１２２は、常用のミキサーを含む。必要ならば、水−溶媒溶液１０６を、水性混合物流１０７中に金属触媒を溶解させるのに充分な量で１２２に添加することができる。
一般に、触媒を溶解させるには、水性流１４７及び第２水性流１４８の合計量１部当たり約０．５〜１．０部の水で充分であり、好ましくは約１：１重量部である。水の添加は金属触媒を回収するだけでなく、得られたスラリーの抽出装置へのポンプ輸送に役立つ。水性混合物１０７は外部循環ループによって循環させておくのが望ましい。少量の、一般には約１〜１０重量％の、好ましくは約５重量％の抽出溶媒１０８を混合ゾーン１２２に添加して、固形分の容器側面への付着を減少させることによってスラリーを取り扱いやすくすることができる。これは、図１において抽出溶媒流１０８からの破線矢印によって表される。抽出前に、水性混合物１０７を約６０〜約９５℃、又は約８０〜約９０℃において約０．５〜約４時間、好ましくは約１〜約２時間熱処理に供することが、必要ではないが望ましい。この処理によって、有機臭化物を反応させて、無機臭化物を生成する。無機臭化物は、抽出装置から出る水性フラクション中に優先的に保持される。不所望の不純物と共に系からパージされる臭素含有化合物の量はこれによって最小限に抑えられる。熱処理は臭化物を保存し、有機不純物の廃棄を単純化する。
工程（ｅ）は、抽出ゾーン１２３中において抽出溶媒１０８を水性混合物１０７に添加して、抽出物流１０９及びラフィネート流１１０を形成せしめることを含む。
水性混合物１０７は抽出ゾーン１２３に供給され、水性混合物１０７と抽出溶媒１０８とが抽出ゾーン１２３において接触させられる。水性混合物１０７及び抽出溶媒１０８は混合されて、軽い方の相を形成する溶媒、水、有機不純物及び有機溶媒を含む抽出物流１０９と、金属触媒、腐蝕金属及び水を含むラフィネート流１１０とを形成する。抽出物流１０９は塔頂流として回収され、ラフィネート流は抽出ゾーン１２３において抽出装置の塔底から回収される。本発明において、抽出ゾーン１２３の一実施態様は一段抽出装置である。
抽出装置において使用される抽出溶媒１０８は、水性フラクションに溶解される有機溶媒の量を最小限に抑えるように実質的に水不溶性でなければならない。更に、抽出溶媒１０８は好ましくは、有機抽出物からの溶媒回収を助けるのに役立つ共沸剤である。特に有用であることがわかっている溶媒は酢酸Ｃ1 〜Ｃ6 アルキル、特に酢酸ｎ−プロピル（ｎ−ＰＡ）、酢酸イソプロピル、酢酸イソブチル、酢酸ｓｅｃ−ブチル、酢酸エチル及び酢酸ｎ−ブチルであるが、適当な密度と充分に低い沸点を有する他の水不溶性有機溶媒、例えば、ｐ−キシレンも使用できる。比較的低い水溶性、優れた共沸挙動、並びに残りの酢酸及び高沸点有機不純物を水性混合物から除去できる能力のために、酢酸ｎ−プロピル及び酢酸イソプロピルが特に好ましい。
抽出は、抽出装置への供給材料の組成に応じて、抽出装置への供給材料１部当たり溶媒約１〜４重量部の溶媒比を用いて行うことができる。合した供給材料の抽出装置への空間速度は一般に１〜約３ｈｒ-1である。抽出は周囲温度及び圧力で行うことができるが、約３０〜約７０℃への溶媒及び抽出装置の加熱、約４０〜約６０℃の別の範囲も使用できる。抽出物流１０９は少量の金属触媒及び腐蝕金属を含むが、金属触媒の本質的に全て及び残りの腐蝕金属の大部分は、重い方の相、ラフィネート流１１０中に含まれる。
工程（ｆ）は、場合によっては分離ゾーン１２４において抽出物流１０９を分離して、高沸点有機不純物流１１５と回収抽出溶媒流１１７を形成することを含む。
抽出物流１０９は、有機溶媒及び有機不純物を含む。抽出物流１０９は更に、酢酸及び水を、大抵の場合は少量で含むことができる。抽出物流１０９は、従来式の蒸留装置を含む分離ゾーン中で蒸留されることができる。従来式の蒸留装置は例えば蒸留カラムである。
有機不純物のほとんどは、抽出ゾーン１２３において有機溶媒によって抽出される。これは、有機不純物が有機溶媒に対しては溶解度が高く、酢酸に対してはそれほどでもないために起こる。抽出装置から軽い方の相を蒸留することによって、有機溶媒は蒸発され、有機不純物はカラム底流中で濃縮される。
回収された抽出溶媒流１１７は、抽出ゾーン１２３中において、抽出装置及び酸化反応器にそれぞれに再循還させる。高沸点有機不純物流１１５は、蒸留カラム底部から廃棄のためにスラッジとして除去する。
この方法における種々の流れの組成は、作業条件によって異なるが、流れの典型的な組成を表Ｉに示す。表Ｉにおいて、成分は左欄に示し、図１の各流れ中のこれらの成分の量は、図１の流れの番号に対応する番号の欄に示してある。表Ｉに示した成分の量は、全成分及び全流れに関して矛盾がなければ、任意の測定単位の重量であることができる。例えば、母液１０１は９１５ポンド、９１５ｇ等の量で酢酸を含む。
本発明によれば、テレフタル酸などのカルボン酸の製造プロセスの不純物除去効果及び操作性を高めることができるので産業上非常に有用である。
１０１ 母液
１２１ 第１蒸発器
１２２ 混合ゾーン
１２３ 抽出ゾーン
１２４ 分離ゾーン
１４６ 有機不純物
１５０ 第２蒸発器ゾーン
１５１ 固液分離ゾーン
１２１ 第１蒸発器
１２２ 混合ゾーン
１２３ 抽出ゾーン
１２４ 分離ゾーン
１４６ 有機不純物
１５０ 第２蒸発器ゾーン
１５１ 固液分離ゾーン
Claims (25)
- （ａ）第１蒸発器ゾーンにおいて、カルボン酸、金属触媒、不純物、水及び溶媒を含む母液を蒸発させて、蒸気流と濃縮母液流を生成せしめ；
（ｂ）第２蒸発器ゾーンにおいて、前記濃縮母液流を蒸発させて、溶媒高含有流及び超濃縮母液流を形成せしめ；
（ｃ）固液分離ゾーンにおいて、水溶媒溶液によって前記超濃縮母液から有機不純物を分離して、水性流と第２水性流とを形成せしめ；
（ｄ）混合ゾーンにおいて、水及び、場合によっては抽出溶媒、と前記水性流及び前記第２水性流とを混合して、水性混合物を形成せしめ；
（ｅ）抽出ゾーンにおいて、前記水性混合物に抽出溶媒を添加して、抽出物流及びラフィネート流を形成せしめ；そして
（ｆ）場合によっては、分離ゾーン中で前記抽出物流を分離して、高沸点有機不純物流及び回収抽出溶媒流を形成せしめる
各工程を含んでなる母液から金属触媒を回収する方法。 - 前記工程（ａ）において、前記母液から前記溶媒及び水の５０〜８０重量％を除去する請求項１に記載の方法。
- 前記工程（ａ）及び（ｂ）において、合わせて、前記母液から前記溶媒及び水の７５〜９９重量％を除去する請求項２に記載の方法。
- 前記工程（ａ）及び（ｂ）において、合わせて、前記母液から前記溶媒及び水の８５〜９９重量％を除去する請求項１に記載の方法。
- 前記工程（ａ）及び（ｂ）において、合わせて、前記母液から前記溶媒及び水の９０〜９９重量％を除去する請求項１に記載の方法。
- ２０〜７０℃の温度範囲において、前記水−溶媒溶液を固液分離ゾーンに添加する請求項１に記載の方法。
- ３０〜５０℃の温度範囲において、前記水−溶媒溶液を固液分離ゾーンに添加する請求項１に記載の方法。
- 前記抽出ゾーンが向流抽出装置を含む請求項1に記載の方法。
- 前記抽出ゾーンが一段抽出装置を含む請求項1に記載の方法。
- 前記溶媒高含有流が酢酸ｎ−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸イソブチル、酢酸ｓｅｃ−ブチル、酢酸エチル及び酢酸ｎ−ブチルからなる群から選ばれる溶媒を含む請求項１に記載の方法。
- 前記第２蒸発器ゾーンが２０〜７０℃の温度で運転される蒸発器を含む請求項１に記載の方法。
- 前記蒸発器が真空条件において運転される請求項９に記載の方法。
- 請求項１に記載の方法によって製造される超濃縮母液流。
- 請求項１に記載の方法によって製造される水性混合物。
- 請求項１に記載の方法によって製造されるラフィネート流。
- 請求項１に記載の方法によって製造される抽出物流。
- 請求項１に記載の方法によって製造される回収抽出溶媒流。
- 請求項１に記載の方法によって製造される高沸点有機不純物流。
- （ａ）第１蒸発器ゾーンにおいて、カルボン酸、金属触媒、不純物、水及び溶媒を含む母液を蒸発させて、蒸気流と濃縮母液流を生成せしめ；そして
（ｂ）第２蒸発器ゾーンにおいて、前記濃縮母液流を蒸発させて、溶媒高含有流及び超濃縮母液流を生成せしめる（工程（ａ）と工程（ｂ）の蒸発によって合わせて溶媒の９５〜９９重量％が母液から除去され；第２蒸発ゾーンは２０〜７０℃の温度で運転される蒸発器を含む）
各工程を含んでなる超濃縮母液流の製造方法。 - 前記第２蒸発器ゾーンが真空条件において運転される蒸発器を含む請求項１９に記載の方法。
- （ａ）第１蒸発器ゾーンにおいて、カルボン酸、金属触媒、不純物、水及び溶媒を含む母液を蒸発させて、蒸気流と濃縮母液流を生成せしめ；
（ｂ）第２蒸発器ゾーンにおいて、前記濃縮母液流を蒸発させて、溶媒高含有流及び超濃縮母液流を形成せしめ（工程（ａ）と工程（ｂ）において合わせて溶媒の８５〜９９重量％が母液から除去される）；
（ｃ）固液分離ゾーンにおいて、水−溶媒溶液によって前記超濃縮母液から有機不純物を分離して、水性流と第２水性流を形成せしめ（前記水−溶媒溶液は２０〜７０℃の温度範囲において固液分離ゾーンに添加される）；
（ｄ）混合ゾーンにおいて、水及び、場合によっては抽出溶媒、と前記水性流及び前記第２水性流とを混合して、水性混合物を形成せしめ；
（ｅ）抽出ゾーンにおいて、前記水性混合物に抽出溶媒を添加して、抽出物流及びラフィネート流を形成せしめ；そして
（ｆ）場合によっては分離ゾーンにおいて抽出物流を分離して、高沸点有機不純物流及び回収抽出溶媒流を形成せしめる
各工程を含んでなる母液から触媒を回収する方法。 - 前記工程（ａ）において、前記溶媒及び水の５０〜８０重量％を母液から除去する請求項２１に記載の方法。
- 前記抽出ゾーンが向流抽出装置を含む請求項２１に記載の方法。
- 前記抽出ゾーンが一段抽出装置を含む請求項２1に記載の方法。
- 前記溶媒高含有流が酢酸ｎ−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸イソブチル、酢酸ｓｅｃ−ブチル、酢酸エチル及び酢酸ｎ−ブチルからなる群から選ばれる溶媒を含む請求項２１に記載の方法。
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