JP2005247839A - Method for producing aromatic carboxylic acid - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing an aromatic carboxylic acid with which energy possessed by a separation mother liquor is effectively utilized and an active component dissolved in the mother liquor is effectively recovered when the separated mother liquor obtained by carrying out solid-liquid separation of an oxidation reaction slurry in a high-temperature and a high-pressure state at the high temperature under the high pressure is treated in the method for producing the aromatic carboxylic acid from an alkyl aromatic compound. <P>SOLUTION: A pressure state above atmospheric pressure pressurized in an oxidation step is retained in steps thereafter in production steps of the aromatic carboxylic acid having the oxidation step (11), a recovery step (14), recycling steps (H and I) and concentrating steps (16, 17 and 18). The pressure is utilized in concentration (16) in the concentrating steps. In the concentrating steps, a solvent T in the mother liquor I is evaporated without carrying out heating, compressing, etc. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、芳香族カルボン酸の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an aromatic carboxylic acid.

一般に、芳香族カルボン酸であるテレフタル酸の製造工程は、例えば図3に示すように、まず、酸化反応工程として、酢酸溶媒中、触媒の存在する反応器1で、アルキル芳香族化合物であるp−キシレンaを空気bにより酸化してテレフタル酸を生成させる。生成したテレフタル酸は一部が溶媒中に溶解したスラリーであり、この反応スラリーcを晶析槽2に導入して放圧蒸発させることにより、テレフタル酸をさらに析出させて晶析スラリーdとする。この晶析スラリーdを、固液分離装置3で分離する固液分離工程を経て、テレフタル酸ケーキeと分離母液fとに分ける。このうちテレフタル酸ケーキeを乾燥装置4で乾燥させて、テレフタル酸結晶gを得る。   In general, a process for producing terephthalic acid, which is an aromatic carboxylic acid, is performed, for example, as shown in FIG. Xylene a is oxidized with air b to produce terephthalic acid. The produced terephthalic acid is a slurry in which a part thereof is dissolved in a solvent, and this reaction slurry c is introduced into the crystallization tank 2 and evaporated under pressure to further precipitate terephthalic acid to obtain a crystallization slurry d. . This crystallization slurry d is separated into a terephthalic acid cake e and a separation mother liquor f through a solid-liquid separation step in which the solid-liquid separation device 3 separates the crystallization slurry d. Among these, the terephthalic acid cake e is dried by the drying device 4 to obtain terephthalic acid crystals g.

分離母液fは、リサイクル母液hとして上記酸化反応工程の溶媒に再利用できるが、分離母液fに含有される不純物が系内に蓄積すると、得られるテレフタル酸結晶gの品質に影響を及ぼしてしまう。そこで、不純物の蓄積を抑制するために、分離母液fの一部をパージ母液iとして系外にパージしている。ただし、このパージ母液iには不純物だけではなく、酸化触媒や溶媒成分が含有されており、これらの有効成分を回収する必要がある。   The separated mother liquor f can be reused as the recycled mother liquor h as a solvent for the oxidation reaction step. However, if impurities contained in the separated mother liquor f accumulate in the system, the quality of the resulting terephthalic acid crystals g will be affected. . Therefore, in order to suppress the accumulation of impurities, a part of the separated mother liquor f is purged out of the system as a purge mother liquor i. However, this purge mother liquor i contains not only impurities but also an oxidation catalyst and a solvent component, and it is necessary to recover these effective components.

一般に、まず、パージ母液iの溶媒成分を溶媒蒸発装置5で蒸発させ、酸化触媒や不純物などの高沸点成分を濃縮させ、この濃縮された残渣jから上記酸化触媒を抽出などの処理により回収する。また、蒸発された溶媒蒸気kは通常、蒸留等の脱水装置6で酸化生成水lを除き得られた回収酢酸mは、上記酸化反応工程の溶媒や上記固液分離工程の洗浄液として再利用する。ここで、パージ母液iには固液分離装置3での目洩れ等によりテレフタル酸やその酸化中間体などの固形分が同伴する。固形分が同伴されたパージ母液を濃縮処理により残渣に混入させると、その固形分の回収は困難になり、生産性の低下に繋がる。   In general, first, the solvent component of the purge mother liquor i is evaporated by the solvent evaporation device 5, high-boiling components such as an oxidation catalyst and impurities are concentrated, and the oxidation catalyst is recovered from the concentrated residue j by a process such as extraction. . In addition, the evaporated solvent vapor k is usually reused as the solvent in the oxidation reaction step and the washing liquid in the solid-liquid separation step. . Here, the purge mother liquor i is accompanied by solids such as terephthalic acid and its oxidation intermediate due to leakage in the solid-liquid separator 3. If the purge mother liquor accompanied by the solid content is mixed into the residue by the concentration process, it becomes difficult to recover the solid content, leading to a decrease in productivity.

そこで特許文献1には、分離母液fを分岐させ、一方をリサイクル母液hとして上記酸化反応工程に戻し、もう一方をパージ母液iとして濃縮処理するにあたり、この濃縮処理に先立って、予めパージ母液iに含有される固形分を固液分離する方法が記載されている。   Therefore, in Patent Document 1, the separation mother liquor f is branched, one of them is recycled mother liquor h and returned to the oxidation reaction step, and the other is concentrated as purge mother liquor i. Describes a method for solid-liquid separation of the solid content contained in.

また、反応スラリーcを、晶析槽2を介さずに直接に、または、晶析槽2で放圧蒸発する場合でも常圧まで放圧することなく、高温高圧を維持した状態で固液分離する方法が特許文献2及び3に記載されている。これにより、下流の分離されたテレフタル酸ケーキeの乾燥工程の簡略化や、乾燥されたテレフタル酸結晶gの精製工程において消費される熱エネルギーの低減化ができる。   Further, the reaction slurry c is solid-liquid separated in a state of maintaining a high temperature and high pressure directly without passing through the crystallization tank 2 or without releasing to normal pressure even when the pressure evaporates in the crystallization tank 2. Methods are described in US Pat. Thereby, the drying process of the downstream separated terephthalic acid cake e can be simplified, and the heat energy consumed in the purification process of the dried terephthalic acid crystals g can be reduced.

特表2000−504741号公報JP 2000-504741 Gazette 特開2001−139514号公報JP 2001-139514 A 特開2002−336687号公報JP 2002-336687 A

しかしながら、高温高圧下で固液分離して得られた高温高圧の分離母液は、より低温低圧下で固液分離して得られた分離母液の場合と比べて溶解度が高いのでテレフタル酸やその酸化中間体等の有効成分が多く溶解しており高温高圧のまま分離母液をパージして残渣を得るまで一度に濃縮操作を行うと、高温高圧の分離母液に溶解しているテレフタル酸やその酸化中間体などの有効成分は残渣に混入してしまい、生産性の低下に繋がることになる。一方、リサイクル母液については放圧蒸発により冷却されて反応器に供給されると、反応物を所定の酸化反応温度まで昇温させるエネルギーが多量に必要であり、酸化反応エネルギーの回収効率を下げる要因となる。   However, the high-temperature and high-pressure separation mother liquor obtained by solid-liquid separation under high temperature and high pressure has higher solubility than the separation mother liquor obtained by solid-liquid separation under lower temperature and low pressure, so terephthalic acid and its oxidation Many active ingredients such as intermediates are dissolved, and if the concentration operation is performed once until the residue is obtained by purging the separation mother liquor with high temperature and high pressure, terephthalic acid dissolved in the high temperature and high pressure separation mother liquor and its oxidation intermediate Active ingredients such as the body are mixed into the residue, leading to a decrease in productivity. On the other hand, when the recycled mother liquor is cooled by pressure-release evaporation and supplied to the reactor, a large amount of energy is required to raise the temperature of the reaction product to a predetermined oxidation reaction temperature, which reduces the recovery efficiency of oxidation reaction energy. It becomes.

そこでこの発明は、アルキル芳香族化合物から芳香族カルボン酸を製造する方法において、高温高圧状態にある酸化反応スラリーを高温高圧下で固液分離して得られる分離母液を処理するに当たり、分離母液が有するエネルギーを効率よく利用して濃縮処理することにより、母液中に溶解している有効成分を回収して芳香族カルボン酸を製造することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a method for producing an aromatic carboxylic acid from an alkylaromatic compound. In processing a separation mother liquor obtained by solid-liquid separation of an oxidation reaction slurry in a high temperature and high pressure state at a high temperature and high pressure, An object of the present invention is to produce an aromatic carboxylic acid by recovering an active ingredient dissolved in a mother liquor by efficiently using the energy it has to concentrate.

この発明は、(A)アルキル芳香族化合物を、常圧を上回る圧力下で、酢酸溶媒中、触媒の存在下で酸化し、芳香族カルボン酸を生成する酸化工程、
(B)生成した上記の芳香族カルボン酸の結晶を含むスラリーを、常圧を上回る圧力下で、芳香族カルボン酸と母液とに固液分離する固液分離工程、
(C)上記母液を、常圧を上回る圧力を維持したまま分岐させ、その一方を上記(A)酸化工程に戻す母液リサイクル工程、
(D)上記(C)母液リサイクル工程において分岐された他方の母液を濃縮する濃縮工程、を有する芳香族カルボン酸の製造方法において、
上記(D)濃縮工程では、上記他方の母液をその他方の母液の当初温度における蒸気圧以下の圧力に放圧蒸発させることにより濃縮処理を行って芳香族カルボン酸を析出させ、次いで析出した芳香族カルボン酸を回収することにより、上記の課題を解決したのである。
The present invention includes (A) an oxidation step in which an alkyl aromatic compound is oxidized in an acetic acid solvent in the presence of a catalyst under a pressure exceeding normal pressure to produce an aromatic carboxylic acid,
(B) a solid-liquid separation step in which the slurry containing the produced aromatic carboxylic acid crystals is separated into an aromatic carboxylic acid and a mother liquor under a pressure exceeding normal pressure;
(C) The mother liquor recycling step in which the mother liquor is branched while maintaining a pressure exceeding normal pressure, and one of them is returned to the (A) oxidation step,
(D) In the method for producing an aromatic carboxylic acid, comprising the step (C) of concentrating the other mother liquor branched in the mother liquor recycling step.
In the concentration step (D), the other mother liquor is evaporated under reduced pressure to a pressure equal to or lower than the vapor pressure at the initial temperature of the other mother liquor to precipitate an aromatic carboxylic acid, and then the precipitated aroma By recovering the group carboxylic acid, the above problems were solved.

すなわち、(A)酸化工程で加圧された常圧を上回る圧力状態をその後の工程(B)、及び(C)でも維持し、その圧力を(D)濃縮工程における濃縮の際に利用して、(D)濃縮工程において一から加熱、圧縮などを行うことなく母液中の溶媒を蒸発させることができた。   That is, (A) the pressure state exceeding the normal pressure pressurized in the oxidation step is maintained also in the subsequent steps (B) and (C), and the pressure is utilized during the concentration in the (D) concentration step. (D) It was possible to evaporate the solvent in the mother liquor without performing heating, compression, etc. from the beginning in the concentration step.

この発明により、芳香族カルボン酸の製造方法において、得られた芳香族カルボン酸と分離させた処理すべき母液のうちのパージ母液の濃縮に際して、母液の有するエネルギーを濃縮の一部に利用することにより、パージ母液中に含まれる有用成分の回収率を上げることができる。また、母液を分岐させた残りであるリサイクル母液については高温高圧を維持させた状態で酸化を行う酸化反応器にリサイクルさせることにより昇温に要するエネルギーが低減され、酸化反応エネルギーの有効回収が可能となる。   According to the present invention, in the method for producing an aromatic carboxylic acid, when concentrating the purge mother liquor of the mother liquor to be treated separated from the obtained aromatic carboxylic acid, the energy of the mother liquor is used as part of the concentration. As a result, the recovery rate of useful components contained in the purge mother liquor can be increased. Recycled mother liquor, which is the remainder of the mother liquor, is recycled to an oxidation reactor that oxidizes while maintaining high temperature and pressure, thereby reducing the energy required for temperature rise and enabling effective recovery of oxidation reaction energy. It becomes.

以下、この発明を、図1を用いて詳細に説明する。
この発明は、(A)酸化工程、(B)固液分離工程、(C)母液リサイクル工程、(D)濃縮工程からなる、芳香族カルボン酸の製造方法である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIG.
This invention is an aromatic carboxylic acid production method comprising (A) an oxidation step, (B) a solid-liquid separation step, (C) a mother liquor recycling step, and (D) a concentration step.

上記(A)酸化工程においては、アルキル芳香族化合物Aを、反応媒体中で液相酸化して、芳香族カルボン酸スラリーCを得る。製造する上記芳香族カルボン酸がテレフタル酸である場合、上記アルキル芳香族化合物Aはp−キシレンとなる。この際、上記アルキル芳香族化合物Aであるp−キシレンの90重量%以上をテレフタル酸に酸化することが望ましく、特に95重量%以上を酸化できればより望ましい。   In the oxidation step (A), the aromatic alkyl carboxylic acid slurry C is obtained by liquid phase oxidation of the alkyl aromatic compound A in the reaction medium. When the aromatic carboxylic acid to be produced is terephthalic acid, the alkyl aromatic compound A is p-xylene. At this time, it is desirable to oxidize 90% by weight or more of p-xylene as the alkyl aromatic compound A to terephthalic acid, and more desirably 95% by weight or more can be oxidized.

また、上記(A)酸化工程の反応媒体としては、酢酸溶媒を用いる。上記のテレフタル酸を製造する場合、この酢酸溶媒の使用量は、p−キシレンに対して、2重量倍以上であると好ましい。上記酢酸溶媒の使用量が2重量倍未満であると、反応スラリー温度が高すぎて閉塞等のトラブルを招くことがある。一方で、上記酢酸溶媒の使用量は6重量倍以下であることが好ましく、4重量倍以下であるとより好ましい。6重量倍を超えると、製品生産量に対する系内溶媒量が多量となり、設備の大型化の必要性があり、経済的に好ましくない。この酢酸溶媒には、後述の(B)固液分離工程で得られたリサイクル母液Hや、(D)濃縮工程で得られた溶媒蒸気から回収された回収酢酸Mを再利用することができる。このとき、酸化反応により生じる水分が溶媒中に増加することを抑えるために、(D)濃縮工程で得られた溶媒蒸気を、蒸留等によって脱水処理することが好ましい。   Moreover, an acetic acid solvent is used as a reaction medium in the (A) oxidation step. When manufacturing said terephthalic acid, it is preferable that the usage-amount of this acetic acid solvent is 2 weight times or more with respect to p-xylene. If the amount of the acetic acid solvent used is less than 2 times by weight, the reaction slurry temperature may be too high, leading to troubles such as clogging. On the other hand, the amount of the acetic acid solvent used is preferably 6 times by weight or less, more preferably 4 times by weight or less. If it exceeds 6 times by weight, the amount of solvent in the system with respect to the product production amount becomes large, and there is a need to increase the size of the equipment, which is economically undesirable. As the acetic acid solvent, the recycled mother liquor H obtained in the later-described solid-liquid separation step (B) and the recovered acetic acid M collected from the solvent vapor obtained in the concentration step (D) can be reused. At this time, it is preferable to dehydrate the solvent vapor obtained in the (D) concentration step by distillation or the like in order to prevent the water generated by the oxidation reaction from increasing in the solvent.

なお、本発明における酢酸溶媒は、酢酸と水の混合物が好ましく、通常、酢酸100重量部に対して水1重量部以上であり、好ましくは5重量部以上である。水が1重量部未満である純粋に近い酢酸を用いようとすると、水が混在した溶媒を蒸留等によって再利用する際に手間がかかりすぎるためエネルギー的、経済的に好ましくないためである。一方で、酢酸100重量部に対して、通常は20重量部以下であり、15重量部以下であると好ましい。水が20重量部を超えると、反応効率が低下するおそれがあるためである。   The acetic acid solvent in the present invention is preferably a mixture of acetic acid and water, and is usually 1 part by weight or more, and preferably 5 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of acetic acid. This is because if it is attempted to use acetic acid that is less than 1 part by weight of water and is close to pure, it is not preferable in terms of energy and economy because it takes too much time to recycle the solvent mixed with water by distillation or the like. On the other hand, it is usually 20 parts by weight or less and preferably 15 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of acetic acid. It is because there exists a possibility that reaction efficiency may fall when water exceeds 20 weight part.

本発明におけるアルキル芳香族化合物Aとしては、アルキル置換基または一部酸化したアルキル置換基を有する芳香族化合物が使用できる。このようなアルキル芳香族化合物は単環であっても、多環であってもよい。上記アルキル置換基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基およびイソプロピル基等の炭素数1〜4のアルキル基をあげることができる。また一部酸化したアルキル基としては、例えばアルデヒド基、アシル基、カルボキシル基およびヒドロキシアルキル基等をあげることができる。   As the alkyl aromatic compound A in the present invention, an aromatic compound having an alkyl substituent or a partially oxidized alkyl substituent can be used. Such alkyl aromatic compounds may be monocyclic or polycyclic. As said alkyl substituent, C1-C4 alkyl groups, such as a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, and an isopropyl group, can be mention | raise | lifted, for example. Examples of partially oxidized alkyl groups include aldehyde groups, acyl groups, carboxyl groups, and hydroxyalkyl groups.

アルキル置換基を有する芳香族化合物、すなわちアルキル置換芳香族炭化水素の具体的なものとしては、例えばm−ジイソプロピルベンゼン、p−ジイソプロピルベンゼン、m−シメン、p−シメン、m−キシレン、p−キシレン、トリメチルベンゼン類およびテトラメチルベンゼン類等の炭素数1〜4のアルキル基を2〜4個有するジもしくはポリアルキルベンゼン類;ジメチルナフタレン類、ジエチルナフタレン類およびジイソプロピルナフタレン類等の炭素数1〜4のアルキル基を2〜4個有するジもしくはポリアルキルナフタレン類;ジメチルビフェニル類等の炭素数1〜4のアルキル基を2〜4個有するポリアルキルビフェニル類などを挙げることができる。   Specific examples of the aromatic compound having an alkyl substituent, that is, an alkyl-substituted aromatic hydrocarbon include, for example, m-diisopropylbenzene, p-diisopropylbenzene, m-cymene, p-cymene, m-xylene, and p-xylene. Di- or polyalkylbenzenes having 2 to 4 alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as trimethylbenzenes and tetramethylbenzenes; 1 to 4 carbon atoms such as dimethylnaphthalenes, diethylnaphthalenes and diisopropylnaphthalenes Examples thereof include di- or polyalkylnaphthalenes having 2 to 4 alkyl groups; polyalkylbiphenyls having 2 to 4 alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as dimethylbiphenyls.

また一部酸化したアルキル置換基を有する芳香族化合物は、上記のアルキル置換基を有する芳香族化合物におけるアルキル基が一部酸化されて、上記アルデヒド基、アシル基、カルボキシル基またはヒドロキシアルキル基等に酸化されている化合物である。具体的なものとしては、例えば3−メチルベンズアルデヒド、4−メチルベンズアルデヒド、m−トルイル酸、p−トルイル酸、3−ホルミル安息香酸、4−ホルミル安息香酸および2−メチル−6−ホルミルナフタレン類等を挙げることができる。これらは単独で、または2種以上の混合物として用いられる。   In addition, in the aromatic compound having a partially oxidized alkyl substituent, the alkyl group in the aromatic compound having the alkyl substituent is partially oxidized to form the aldehyde group, acyl group, carboxyl group or hydroxyalkyl group. It is an oxidized compound. Specific examples include 3-methylbenzaldehyde, 4-methylbenzaldehyde, m-toluic acid, p-toluic acid, 3-formylbenzoic acid, 4-formylbenzoic acid and 2-methyl-6-formylnaphthalene. Can be mentioned. These may be used alone or as a mixture of two or more.

上記のアルキル芳香族化合物Aの中でも、好ましくはm−キシレン、p−キシレンが挙げられ、より好ましくはp−キシレンが挙げられる。   Among the above alkyl aromatic compounds A, m-xylene and p-xylene are preferable, and p-xylene is more preferable.

上記(A)酸化工程において、アルキル芳香族化合物Aは、通常、分子状酸素含有ガスBにより酸化すればよい。分子状酸素含有ガスBとしては、例えば空気、不活性ガスで希釈された酸素、酸素富化空気等の分子状酸素を含んだガスが用いられる。このうち、実用的には空気が好ましく用いられる。   In the (A) oxidation step, the alkyl aromatic compound A may be usually oxidized with the molecular oxygen-containing gas B. As the molecular oxygen-containing gas B, for example, a gas containing molecular oxygen such as air, oxygen diluted with an inert gas, or oxygen-enriched air is used. Of these, air is preferably used practically.

本発明で得られる芳香族カルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸;トリメリット酸、トリメシン酸等の芳香族トリカルボン酸;ピロメリット酸等の芳香族ポリカルボン酸などが挙げられる。   Examples of the aromatic carboxylic acid obtained in the present invention include aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and 4,4′-biphenyldicarboxylic acid; aromatics such as trimellitic acid and trimesic acid Aromatic tricarboxylic acid; aromatic polycarboxylic acid such as pyromellitic acid.

本発明の方法は、芳香族ジカルボン酸、または反応溶媒に難溶性の芳香族カルボン酸の製造に適用するのが好ましく、特にp−キシレンを原料に用いたテレフタル酸の製造に適用するのが好ましい。   The method of the present invention is preferably applied to the production of an aromatic dicarboxylic acid or an aromatic carboxylic acid that is sparingly soluble in the reaction solvent, and particularly preferably to the production of terephthalic acid using p-xylene as a raw material. .

上記のアルキル芳香族化合物Aを酸化する際に用いる触媒としては、アルキル芳香族化合物Aを酸化し、芳香族カルボン酸に変換する能力を有するものであれば特に制限はなく、通常、重金属化合物が使用され、必要に応じて触媒助剤として臭素化合物を用いてもよい。重金属化合物における重金属としては、例えばコバルト、マンガン、ニッケル、クロム、ジルコニウム、銅、鉛、ハフニウムおよびセリウム等をあげることができる。これらは単独で、または組合せて用いることができるが、特にコバルトとマンガンとを組合せて用いるのが好ましい。このような重金属の化合物としては、例えば酢酸塩、硝酸塩、アセチルアセトナート塩、ナフテン酸塩、ステアリン酸塩および臭化物等をあげることができるが、特に酢酸塩、臭化物が好ましい。   The catalyst used for oxidizing the alkyl aromatic compound A is not particularly limited as long as it has an ability to oxidize the alkyl aromatic compound A and convert it into an aromatic carboxylic acid. A bromine compound may be used as a catalyst aid if necessary. Examples of the heavy metal in the heavy metal compound include cobalt, manganese, nickel, chromium, zirconium, copper, lead, hafnium and cerium. These can be used alone or in combination, but it is particularly preferable to use cobalt and manganese in combination. Examples of such heavy metal compounds include acetate, nitrate, acetylacetonate, naphthenate, stearate and bromide, with acetate and bromide being particularly preferred.

また、上記臭素化合物としては、例えば分子状臭素、臭化水素、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化コバルトおよび臭化マンガン等の無機臭素化合物や、臭化メチル、臭化メチレン、ブロモホルム、臭化ベンジル、ブロモメチルトルエン、ジブロモエタン、トリブロモエタンおよびテトラブロモエタン等の有機臭素化合物などをあげることができる。これらの臭素化合物も単独で、または2種以上の混合物として用いられる。   Examples of the bromine compound include inorganic bromine compounds such as molecular bromine, hydrogen bromide, sodium bromide, potassium bromide, cobalt bromide and manganese bromide, methyl bromide, methylene bromide, bromoform, odor And organic bromine compounds such as benzyl bromide, bromomethyltoluene, dibromoethane, tribromoethane and tetrabromoethane. These bromine compounds are also used alone or as a mixture of two or more.

アルキル芳香族化合物Aを酸化する際に用いる触媒としては、具体的にはコバルト、マンガン、臭素の組み合わせが挙げられ、特に酢酸コバルト、酢酸マンガン、臭化水素の組み合わせが好ましい。   Specific examples of the catalyst used for oxidizing the alkyl aromatic compound A include a combination of cobalt, manganese and bromine, and a combination of cobalt acetate, manganese acetate and hydrogen bromide is particularly preferable.

本発明において、上記重金属化合物と上記臭素化合物との組合せからなる触媒は、重金属原子1モルに対して、通常、臭素原子0.05モル以上であり、好ましくは0.1モル以上である。一方で、通常、臭素原子10モル以下であり、好ましくは5モル以下である。また、このような触媒は、反応溶媒中の重金属濃度として通常10ppm以上であり、好ましくは100ppm以上である。一方で、通常、10000ppm以下であり、3000ppm以下であると好ましい。   In the present invention, the catalyst comprising a combination of the heavy metal compound and the bromine compound is usually 0.05 mol or more, preferably 0.1 mol or more, per 1 mol of the heavy metal atom. On the other hand, it is usually 10 mol or less of bromine atom, preferably 5 mol or less. Moreover, such a catalyst is 10 ppm or more normally as a heavy metal density | concentration in a reaction solvent, Preferably it is 100 ppm or more. On the other hand, it is usually 10,000 ppm or less and preferably 3000 ppm or less.

図中の反応器11でのアルキル芳香族化合物Aの酸化の反応温度は、通常140℃以上であり、好ましくは150℃以上であり、より好ましくは170℃以上である。反応温度が140℃未満であると、反応速度が低下する傾向にあるので好ましくない。一方で、通常は230℃以下であり、210℃以下であると好ましく、200℃以下であるとより好ましい。反応温度が230℃を超えて高すぎると酢酸溶媒が燃焼により損失する量が増大する傾向にあるので好ましくない。   The reaction temperature for the oxidation of the alkyl aromatic compound A in the reactor 11 in the figure is usually 140 ° C. or higher, preferably 150 ° C. or higher, more preferably 170 ° C. or higher. A reaction temperature of less than 140 ° C. is not preferable because the reaction rate tends to decrease. On the other hand, it is usually 230 ° C. or lower, preferably 210 ° C. or lower, and more preferably 200 ° C. or lower. If the reaction temperature exceeds 230 ° C. and is too high, the amount of acetic acid solvent lost due to combustion tends to increase, such being undesirable.

また、図中の反応器11でのアルキル芳香族化合物Aの酸化の反応圧力は、少なくとも上記の反応温度において混合物が液相を保持できる圧力以上である必要があり、常圧を上回る圧力である必要がある。具体的には、絶対圧で0.2MPa以上であると好ましく、1MPa以上であるとより好ましい。一方で、絶対圧で5MPa以下であると好ましく、2MPa以下であるとより好ましい。具体的には、反応混合物の組成や設定反応温度での沸騰状態を維持する圧力となる。   Moreover, the reaction pressure for the oxidation of the alkyl aromatic compound A in the reactor 11 in the figure needs to be at least the pressure at which the mixture can maintain the liquid phase at the above reaction temperature, and is a pressure exceeding the normal pressure. There is a need. Specifically, the absolute pressure is preferably 0.2 MPa or more, and more preferably 1 MPa or more. On the other hand, the absolute pressure is preferably 5 MPa or less, and more preferably 2 MPa or less. Specifically, the pressure is a pressure at which the composition of the reaction mixture and the boiling state at the set reaction temperature are maintained.

上記の酸化の反応は通常連続的に実施され、その反応時間(平均滞留時間)は30分以上であると好ましく、40分以上であると特に好ましい。30分未満であると反応が不十分となり、目的の製品品質が得られないことがあるためである。一方で、300分以下であると好ましく、150分以下であるとより好ましい。300分を超えると酢酸の燃焼が増大し経済的でない。また反応器11の容量が大きくなる点でも経済的でない。   The above oxidation reaction is usually carried out continuously, and the reaction time (average residence time) is preferably 30 minutes or more, particularly preferably 40 minutes or more. This is because if it is less than 30 minutes, the reaction becomes insufficient and the desired product quality may not be obtained. On the other hand, it is preferably 300 minutes or less, and more preferably 150 minutes or less. If it exceeds 300 minutes, the combustion of acetic acid increases, which is not economical. Moreover, it is not economical also in the point which the capacity | capacitance of the reactor 11 becomes large.

反応溶媒である上記酢酸溶媒の水分濃度を調整するには、例えば、反応器11で発生した反応ガスNを凝縮して得られる凝縮液Oの一部を系外にパージすることで行える。   The water concentration of the acetic acid solvent as the reaction solvent can be adjusted by, for example, purging a part of the condensate O obtained by condensing the reaction gas N generated in the reactor 11 out of the system.

上記の反応器11は、攪拌機付きの槽であるのが好ましいが、必ずしも攪拌機付きである必要はなく、気泡塔タイプのものでもよい。反応器11の下部には分子状酸素含有ガスBの供給口が設けてあり、必要に応じて反応器11の上部に凝縮器11aを設けてもよい。この下部から供給された分子状酸素含有ガスBは、アルキル芳香族化合物Aの酸化反応に利用された後、多量の酢酸蒸気を同伴した反応ガスNとして反応器11より抜き出され、ついで、凝縮器11aにて酢酸を主とする凝縮液Oを凝縮分離した後、排ガスPとして排出される。この凝縮器11aは一段でもよいし、複数段からなるものでもよい。上記分子状酸素含有ガスBの供給量は、排ガスP中の、又は、凝縮器11aが複数段からなる場合は最終段の凝縮器の排ガスP1中の酸素濃度見合いで、好ましくは1〜10容量%、より好ましくは2〜8容量%となるようにする。通常、凝縮液Oは水分を含有しており、系内の水分調整のためにその一部が系外にパージされ、残りは反応器11に還流される。また、排ガスPを二つの流れに分岐させ、一方は、系外に排出させ、他方は反応器11に連続的に循環供給させてもよい。   The reactor 11 is preferably a tank equipped with a stirrer, but does not necessarily need to be equipped with a stirrer and may be of a bubble column type. A supply port for the molecular oxygen-containing gas B is provided in the lower part of the reactor 11, and a condenser 11 a may be provided in the upper part of the reactor 11 as necessary. The molecular oxygen-containing gas B supplied from the lower part is used for the oxidation reaction of the alkyl aromatic compound A, and then extracted from the reactor 11 as a reaction gas N accompanied by a large amount of acetic acid vapor. After the condensate O mainly composed of acetic acid is condensed and separated in the vessel 11a, it is discharged as exhaust gas P. The condenser 11a may be a single stage or a plurality of stages. The supply amount of the molecular oxygen-containing gas B is in accordance with the oxygen concentration in the exhaust gas P or in the exhaust gas P1 of the final-stage condenser when the condenser 11a has a plurality of stages, and preferably 1 to 10 volumes. %, More preferably 2 to 8% by volume. Usually, the condensate O contains water, and a part of the condensate O is purged outside the system to adjust the water in the system, and the rest is refluxed to the reactor 11. Further, the exhaust gas P may be branched into two flows, one being discharged out of the system and the other being continuously circulated and supplied to the reactor 11.

なお、本発明において、(A)酸化工程では、反応器11での酸化反応の後、図2に記載のように、追酸化反応器11’を用いて、必要に応じて追加処理を行っても良い。この追加処理とは、第一段目となる上記の酸化反応(以下、「第1反応帯域」という。)で得られた反応混合物を、上記第1反応帯域より低温で、かつアルキル芳香族化合物Aがp−キシレンであれば、通常上記第1反応帯域より5から20℃低温に保持した第2反応帯域において、アルキル芳香族化合物Aを供給することなく追酸化処理(以下、「低温追酸化」という。)することをいう。この低温追酸化の際の圧力は、少なくとも反応温度において内部の混合物が液相を保持できる圧力以上であることが必要であり、絶対圧で0.2MPa以上であると望ましい。また一方で、絶対圧で5MPa以下であると望ましい。なお、この低温追酸化の反応は連続的に実施するとよく、その反応時間は5分以上であるとよい。また一方で、120分以下であるとよい。また、上記低温追酸化は二度以上行ってもよい。さらに、必要に応じて第3反応帯域において、上記第1反応帯域や第2反応帯域よりも高温で追酸化処理(以下、「高温追酸化」という。)してもよい。5分未満であると反応不十分となり、目的の製品品質が得られず、一方で120分を超えると装置の大型化となり経済的ではない。   In the present invention, (A) in the oxidation step, after the oxidation reaction in the reactor 11, as shown in FIG. 2, additional treatment is performed as necessary using the additional oxidation reactor 11 ′. Also good. This additional treatment refers to a reaction mixture obtained by the oxidation reaction (hereinafter referred to as “first reaction zone”) in the first stage at a temperature lower than that of the first reaction zone and an alkyl aromatic compound. If A is p-xylene, in the second reaction zone maintained at a temperature of 5 to 20 ° C. lower than the first reaction zone, an additional oxidation treatment (hereinafter referred to as “low temperature additional oxidation”) is carried out without supplying the alkyl aromatic compound A. "). The pressure during this low temperature additional oxidation needs to be at least the pressure at which the internal mixture can maintain the liquid phase at least at the reaction temperature, and is desirably 0.2 MPa or more in absolute pressure. On the other hand, the absolute pressure is desirably 5 MPa or less. The low temperature additional oxidation reaction is preferably carried out continuously, and the reaction time is preferably 5 minutes or longer. On the other hand, it is good for it to be 120 minutes or less. The low temperature additional oxidation may be performed twice or more. Further, if necessary, in the third reaction zone, additional oxidation treatment (hereinafter referred to as “high temperature additional oxidation”) may be performed at a higher temperature than the first reaction zone or the second reaction zone. If it is less than 5 minutes, the reaction becomes insufficient and the desired product quality cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 120 minutes, the apparatus becomes large and not economical.

上記低温追酸化や高温追酸化を行うために供給する分子状酸素含有ガスB’としては、上記の第1反応帯域と同様に、空気、不活性ガスで希釈された酸素、酸素富化空気等が用いられるが、実用的には空気が好ましく用いられる。また、その供給量は、この反応を行った追酸化反応器11’から排出された反応ガスN’を、凝縮器11a’が一つである場合は凝縮した凝縮後の排ガスP’中の、凝縮器11a’が複数段ある場合はその最終段の凝縮後の排ガスP1’中の酸素濃度見合いで、好ましくは1〜10容量%、より好ましくは2〜8容量%となるようにし、上記第1反応帯域で行う酸化反応に供給する量の1/10000以上であるとよく、1/100以上であるとより好ましい。また一方で、1/5以下であるとよく、1/10以下であるとより好ましい。なお、上記第1反応帯域と同様のタイプの反応器であれば、この低温追酸化を行う上記第2反応帯域や上記高温追酸化を行う上記第3反応帯域として使用可能である。   As the molecular oxygen-containing gas B ′ supplied for performing the low temperature additional oxidation or the high temperature additional oxidation, as in the first reaction zone, air, oxygen diluted with an inert gas, oxygen-enriched air, etc. In practice, air is preferably used. In addition, the supply amount of the reaction gas N ′ discharged from the additional oxidation reactor 11 ′ that has performed this reaction, in the case of a single condenser 11a ′, in the condensed exhaust gas P ′ that has been condensed, When there are a plurality of stages of condensers 11a ', the oxygen concentration in the exhaust gas P1' after the final stage of condensation is preferably 1 to 10% by volume, more preferably 2 to 8% by volume. It is good that it is 1 / 10,000 or more of the quantity supplied to the oxidation reaction performed in one reaction zone, and it is more preferred that it is 1/100 or more. On the other hand, it is preferably 1/5 or less, and more preferably 1/10 or less. In addition, if it is a reactor of the same type as the said 1st reaction zone, it can be used as the said 3rd reaction zone which performs the said 2nd reaction zone which performs this low temperature additional oxidation, or the said high temperature additional oxidation.

上記の追酸化処理を施しても、施していなくても、得られた反応混合物である芳香族カルボン酸スラリーCは、次の上記の(B)固液分離工程で芳香族カルボン酸結晶を回収するに先立って、必要に応じて常圧を上回る圧力下で晶析処理を行ってもよい。この芳香族カルボン酸スラリーCを、上記の酸化工程の際よりも低圧にして放圧蒸発することにより冷却され、溶媒中に溶解している芳香族カルボン酸がさらに析出され、芳香族カルボン酸結晶の回収量が増加される。ただし、晶析により冷却されると上記(B)固液分離工程において得られる分離操作温度は下がるので、結果として分離母液や分離ケーキの温度も低くなるため、本発明技術の効果は小さくなる。また、後述の固液分離を、常圧を上回る圧力下で行うために、最終的な芳香族カルボン酸スラリーCを、常圧を上回る圧力を維持して高温、具体的には110℃〜酸化反応温度の高温にしておくことが必要である。   The aromatic carboxylic acid slurry C, which is the obtained reaction mixture, whether or not subjected to the above-mentioned additional oxidation treatment, recovers aromatic carboxylic acid crystals in the following (B) solid-liquid separation step. Prior to this, the crystallization treatment may be performed under a pressure exceeding the normal pressure as necessary. The aromatic carboxylic acid slurry C is cooled by releasing pressure under a lower pressure than in the above oxidation step, and the aromatic carboxylic acid dissolved in the solvent is further precipitated, resulting in aromatic carboxylic acid crystals. The amount of recovered is increased. However, when cooled by crystallization, the separation operation temperature obtained in the solid-liquid separation step (B) is lowered. As a result, the temperature of the separation mother liquor and the separation cake is also lowered, so that the effect of the technology of the present invention is reduced. In addition, in order to perform solid-liquid separation described below under a pressure exceeding normal pressure, the final aromatic carboxylic acid slurry C is maintained at a high temperature, specifically 110 ° C. to oxidation, while maintaining the pressure exceeding normal pressure. It is necessary to keep the reaction temperature high.

上記(B)固液分離工程においては、固液分離装置12により、上記の芳香族カルボン酸スラリーCを、常圧を上回る圧力下で、芳香族カルボン酸ケーキEと母液Fとに固液分離する。上記固液分離装置12で分離したもののうち、上記の母液Fは常圧を上回る圧力を維持したまま上記(C)の母液リサイクル工程に送る。なお、この発明における常圧を上回る圧力とは、上記芳香族カルボン酸スラリーCが含む母液の温度におけるその母液の蒸気圧より大きな圧力を意味する。このように圧力を維持することにより、母液Fが蒸発して冷却されることを抑制して、実質的に上記芳香族カルボン酸スラリーCの温度レベルを維持することにある。   In the (B) solid-liquid separation step, the aromatic carboxylic acid slurry C is solid-liquid separated into the aromatic carboxylic acid cake E and the mother liquor F under a pressure exceeding normal pressure by the solid-liquid separator 12. To do. Among those separated by the solid-liquid separator 12, the mother liquor F is sent to the mother liquor recycling step (C) while maintaining a pressure exceeding the normal pressure. In addition, the pressure exceeding the normal pressure in this invention means a pressure larger than the vapor pressure of the mother liquor at the temperature of the mother liquor contained in the aromatic carboxylic acid slurry C. By maintaining the pressure in this manner, the mother liquor F is prevented from being evaporated and cooled, and the temperature level of the aromatic carboxylic acid slurry C is substantially maintained.

本発明においては、(B)固液分離工程において生成した芳香族カルボン酸の結晶を含むスラリーを芳香族カルボン酸ケーキEと母液Fとに固液分離する際の圧力は、常圧を上回る圧力であることを必須とし、具体的には、絶対圧で0.2MPa以上であると好ましく、0.3MPa以上であるとより好ましい。圧力が0.2MPa未満であると分離母液に溶解する有効成分が少ないので、本発明を採用する効果は小さくなる。一方で上限は、上記(A)酸化工程から得られるスラリーの圧力であり、絶対圧で1.5MPa以下が好ましい。   In the present invention, (B) the pressure at the time of solid-liquid separation of the slurry containing the aromatic carboxylic acid crystals produced in the solid-liquid separation step into the aromatic carboxylic acid cake E and the mother liquor F is a pressure higher than normal pressure. Specifically, the absolute pressure is preferably 0.2 MPa or more, and more preferably 0.3 MPa or more. When the pressure is less than 0.2 MPa, there are few active ingredients that dissolve in the separated mother liquor, so the effect of adopting the present invention becomes small. On the other hand, the upper limit is the pressure of the slurry obtained from the (A) oxidation step, and the absolute pressure is preferably 1.5 MPa or less.

分離された芳香族カルボン酸ケーキEは、乾燥装置15で乾燥させるより前に、洗浄装置13において、洗浄液Qにより不純物や副生成物などを洗浄しておくことが望ましい。ここで洗浄液Qとしては、酢酸や水などが用いられる。   It is desirable that the separated aromatic carboxylic acid cake E is washed with impurities and by-products with the washing liquid Q in the washing device 13 before being dried with the drying device 15. Here, acetic acid, water, or the like is used as the cleaning liquid Q.

また、これらの固液分離装置12で固液分離する工程と洗浄装置13で洗浄する工程とを、図1破線部に示すように、まとめて行う一つの固液分離・洗浄装置14によって行うと、工程が簡素化でき、より望ましい。このように二つの工程をまとめて行うことのできる固液分離・洗浄装置14としては、例えばスクリーンボウル型遠心分離機やロータリーバキュームフィルター、水平ベルトフィルター等が挙げられ、特に上記(A)酸化工程の温度に近い高温域でも耐熱性に優れたスクリーンボウル型遠心分離機が好ましい。   Further, when the solid-liquid separation device 12 and the washing device 13 perform the solid-liquid separation step and the washing device 13 as shown in FIG. The process can be simplified and is more desirable. Examples of the solid-liquid separation / washing device 14 that can perform the two steps in this way include, for example, a screen bowl type centrifugal separator, a rotary vacuum filter, a horizontal belt filter, and the like. A screen bowl type centrifuge having excellent heat resistance even in a high temperature range close to the above temperature is preferred.

得られた洗浄ケーキRは、乾燥装置15において乾燥させることにより、これらケーキに残留する付着液を除去して、芳香族カルボン酸結晶Gとする。ここで乾燥装置15は複数の装置で構成されていてもよい。そのうち、上記付着液の少なくとも一部を除去する装置として、これらケーキ及びそれに付着する付着液をそれよりも低圧状態に移行させることで、上記のこれらケーキに付着する付着液を、それらの有する内部エネルギーによって放圧蒸発させる装置を用いることが望ましい。ここで放圧蒸発とは、高圧状態にある液体が、移行前の温度が移行後の圧力における沸点以上となる低圧状態へ、急激に移行させられることによって、一部は移行後の圧力における沸点以下まで冷却され、及び/又は、一部はそれらの有する内部エネルギーによって蒸発することをいう。上記の放圧蒸発によって、できるだけ多くの上記付着液を蒸発させることができればより望ましいが、放圧蒸発だけでは乾燥が不十分である場合、さらに加熱する必要がある。   The obtained washing cake R is dried in the drying device 15 to remove the adhering liquid remaining on these cakes, thereby obtaining aromatic carboxylic acid crystals G. Here, the drying device 15 may be composed of a plurality of devices. Among them, as an apparatus for removing at least a part of the adhering liquid, by transferring the cake and the adhering liquid adhering to the cake to a lower pressure state, the adhering liquid adhering to the cake is contained in the inside. It is desirable to use a device that evaporates under pressure by energy. Here, the pressure release evaporation means that the liquid in a high pressure state is suddenly shifted to a low pressure state where the temperature before the transition is equal to or higher than the boiling point at the pressure after the transition, and a part of the boiling point at the pressure after the transition. It is cooled to the following and / or partially evaporates due to their internal energy. Although it is more desirable if as much of the adhering liquid as possible can be evaporated by the above-mentioned pressure-release evaporation, when drying is insufficient only by pressure-release, further heating is necessary.

なお、上記の芳香族カルボン酸ケーキEを洗浄した後の洗浄排液Sには、上記酢酸溶媒や上記芳香族カルボン酸などが含まれているため、リサイクル母液Hと共に、又は単独で上記の反応器11に戻して用いると、製造工程全体の収率がよくなるので望ましい。   In addition, since the said acetic acid solvent, the said aromatic carboxylic acid, etc. are contained in the washing | cleaning drainage liquid S after wash | cleaning said aromatic carboxylic acid cake E, said reaction with recycling mother liquor H or independently. If returned to the vessel 11, the yield of the entire manufacturing process is improved, which is desirable.

上記(C)リサイクル工程においては、母液Fを、上記の常圧を上回る圧力を維持したままリサイクル母液Hとパージ母液Iとに分岐させる。「常圧を上回る圧力を維持したまま」とは、上記(B)固液分離工程の操作圧力を実質的に維持した圧力レベルである。リサイクル母液Hとパージ母液Iとへの分岐の割合は、製造工程全体の状況に応じて任意に調整できるが、通常、リサイクル率(リサイクル母液重量/(リサイクル母液重量+パージ母液重量)×100%)が40%以上であり、60%以上となる割合であると好ましい。一方で、通常、95%以下であり、90%以下となる割合であると好ましい。なお、リサイクル母液H及びパージ母液Iは上記の常圧を上回る圧力を維持していることが望ましく、上記の(B)固液分離工程での操作圧力を実質的に維持しているとより望ましい。   In the recycling step (C), the mother liquor F is branched into the recycle mother liquor H and the purge mother liquor I while maintaining the pressure exceeding the normal pressure. “While maintaining a pressure exceeding normal pressure” is a pressure level at which the operation pressure of the (B) solid-liquid separation step is substantially maintained. The ratio of branching to the recycle mother liquor H and the purge mother liquor I can be arbitrarily adjusted according to the situation of the entire manufacturing process. ) Is 40% or more, preferably 60% or more. On the other hand, it is usually 95% or less, preferably 90% or less. The recycled mother liquor H and the purge mother liquor I are desirably maintained at a pressure exceeding the above normal pressure, and more desirably substantially maintained at the operation pressure in the (B) solid-liquid separation step. .

リサイクル母液Hや洗浄排液Sを、上記の(B)固液分離工程の操作圧力を維持することによって、実質的にリサイクル母液Hが放圧蒸発により冷却されることなく、上記の(B)固液分離工程の操作温度を保持したまま上記の(A)酸化工程の反応器11に戻すことができ、所定の酸化反応条件を満たすために再度加圧加熱するエネルギーが節約でき、酸化反応で生じるエネルギー(酸化反応熱)を留出蒸気から有効に回収、利用することができる。   By maintaining the operating pressure in the above-mentioned (B) solid-liquid separation step, the recycled mother liquor H and the cleaning waste liquid S are substantially cooled without releasing the recycled mother liquor H by depressurization evaporation. While maintaining the operation temperature of the solid-liquid separation step, the reactor 11 can be returned to the oxidation step (A) described above, and energy for pressurizing and heating again can be saved to satisfy the predetermined oxidation reaction condition. The generated energy (oxidation reaction heat) can be effectively recovered and utilized from the distillate vapor.

上記(B)固液分離工程を高温高圧の操作条件で処理しているので、母液Fには、常温常圧条件下で固液分離する場合に比べて上記芳香族カルボン酸やその他有効成分が多く溶解している。そこで、この母液Fを分岐させたパージ母液Iに対して、上記(D)濃縮工程で芳香族カルボン酸を析出させ回収する。パージ母液Iを、残渣を得るまで一度に濃縮する操作を行うと、溶解していた上記芳香族カルボン酸やその他有効成分はほとんどこの残渣に混入してしまい、これらを回収することが出来なくなり、生産性を低下させることになる。このため、上記(D)濃縮工程が二段の濃縮からなり、第一段目の濃縮処理で芳香族カルボン酸を析出させ、析出した芳香族カルボン酸を回収し、芳香族カルボン酸を回収した後の母液に第二段目の濃縮処理を行って、溶媒成分を蒸発させ回収する方法が好ましい。   Since the (B) solid-liquid separation step is processed under high-temperature and high-pressure operating conditions, the mother liquor F contains the aromatic carboxylic acid and other active ingredients as compared with the case of solid-liquid separation under normal temperature and normal pressure conditions. Many are dissolved. Therefore, the aromatic carboxylic acid is precipitated and collected in the (D) concentration step with respect to the purge mother liquid I branched from the mother liquid F. When the operation of concentrating the purge mother liquor I at a time until a residue is obtained, the aromatic carboxylic acid and other active ingredients that have been dissolved are almost mixed into the residue and cannot be recovered. Productivity will be reduced. For this reason, the concentration step (D) comprises a two-stage concentration, and the aromatic carboxylic acid is precipitated in the first concentration process, the precipitated aromatic carboxylic acid is recovered, and the aromatic carboxylic acid is recovered. A method of performing a second stage concentration treatment on the subsequent mother liquor to evaporate and recover the solvent component is preferred.

上記(D)濃縮工程においては、まず、パージ母液Iを放圧蒸発させることにより第一段目の濃縮処理を行って、溶媒成分の一部を蒸発させ、ついで、上記第一段目の濃縮処理により析出した固形分を回収する。さらに、この回収で芳香族カルボン酸が分離された母液に第二段目の濃縮処理を行って、残りの溶媒成分を蒸発させ溶媒を回収する。ここで、母液Fからパージ母液Iとリサイクル母液Hを分岐するまで、(B)固液分離工程の操作圧力を維持することにより分離母液の温度を(B)固液分離工程の操作温度に維持することが望ましい。   In the concentration step (D), first, the purge mother liquor I is pressure-evaporated to perform a first-stage concentration process to evaporate a part of the solvent component, and then the first-stage concentration. The solid content precipitated by the treatment is recovered. Furthermore, the mother liquor from which the aromatic carboxylic acid has been separated by this recovery is subjected to a second stage concentration treatment to evaporate the remaining solvent components and recover the solvent. Here, until the purge mother liquor I and the recycled mother liquor H are branched from the mother liquor F, the temperature of the separated mother liquor is maintained at the operating temperature of the (B) solid liquor separation process by maintaining the operating pressure of the (B) solid liquor separation process. It is desirable to do.

まず、上記第一段目の濃縮工程において、上記の母液Fからリサイクル母液Hを除いた残りであるパージ母液Iを、パージ母液Iの液温度におけるその母液の蒸気圧以下の圧力である放圧蒸発装置16に導入(以下、この操作を「放圧」という。)して、放圧蒸発させる第一段目の濃縮処理及びこれに伴う冷却処理を行い、溶媒成分の一部を溶媒蒸気Tとして蒸発し、濃縮すると共に冷却して濃縮液Uを得る。この冷却処理後の温度は放圧後の圧力における母液の沸点に相当する。第一段目の濃縮により蒸発させる溶媒の量は、通常、パージ母液Iが含む全溶媒の10重量%以上であり、好ましくは20重量%以上である。10重量%未満であると、有効成分の回収量が少なく、効果が充分ではない。一方で、通常は50重量%以下であり、40重量%以下であると好ましい。蒸発させる量が50重量%を超えると有効成分だけでなく、製品の品質に影響を及ぼす不純物が析出するようになり好ましくない。   First, in the first-stage concentration step, the remaining purge mother liquor I obtained by removing the recycled mother liquor H from the mother liquor F is released at a pressure equal to or lower than the vapor pressure of the mother liquor at the liquid temperature of the purge mother liquor I. Introducing into the evaporation device 16 (hereinafter, this operation is referred to as “releasing pressure”), the first stage concentration treatment for releasing pressure evaporation and the accompanying cooling treatment are carried out, and a part of the solvent component is removed from the solvent vapor T. And concentrated and cooled to obtain concentrate U. The temperature after this cooling treatment corresponds to the boiling point of the mother liquor at the pressure after releasing the pressure. The amount of the solvent evaporated by the concentration in the first stage is usually 10% by weight or more, preferably 20% by weight or more of the total solvent contained in the purge mother liquid I. If it is less than 10% by weight, the amount of active ingredient recovered is small and the effect is not sufficient. On the other hand, it is usually 50% by weight or less and preferably 40% by weight or less. If the amount to be evaporated exceeds 50% by weight, not only the active ingredient but also impurities that affect the quality of the product are precipitated, which is not preferable.

なおこのとき、放圧蒸発装置16の操作圧力(第一段目の濃縮の操作圧力)は、効率のよい濃縮のため、パージ母液Iの液温度におけるその母液の蒸気圧以下の圧力であることが望ましい。具体的には、絶対圧で0.05MPa以上であると好ましい。操作圧力が0.05MPa未満であると、濃縮及び冷却により有効成分だけでなく、製品の品質に影響を及ぼす不純物が析出するようになり好ましくない。一方で、パージ母液Iの液温度におけるその母液の蒸気圧以下の圧力であることが好ましい。圧力が高すぎると有効成分の回収量が少なく効果が充分ではない。このように、上記(A)酸化工程で加圧された加圧状態をパージ母液Iで維持し、その加圧状態を濃縮の際に利用することで、加熱などを行うことなく、パージ母液I中の溶媒を蒸発させることができ、効率の良い濃縮を行うことが出来る。   At this time, the operation pressure of the pressure release evaporator 16 (the operation pressure for the first stage concentration) is a pressure equal to or lower than the vapor pressure of the mother liquor at the temperature of the purge mother liquor I for efficient concentration. Is desirable. Specifically, the absolute pressure is preferably 0.05 MPa or more. When the operating pressure is less than 0.05 MPa, not only the active ingredient but also impurities that affect the quality of the product are precipitated by concentration and cooling, which is not preferable. On the other hand, the pressure is preferably equal to or lower than the vapor pressure of the mother liquor at the temperature of the purge mother liquor I. If the pressure is too high, the amount of active ingredient recovered is small and the effect is not sufficient. Thus, by maintaining the pressurized state pressurized in the oxidation step (A) with the purge mother liquor I and using the pressurized state during the concentration, the purge mother liquor I can be used without heating or the like. The solvent in the inside can be evaporated, and efficient concentration can be performed.

なお、この濃縮の際に蒸発した溶媒蒸気Tは、主に溶媒成分である酢酸からなるものである。この酢酸を再び溶媒として利用するために、図1に記載のように、蒸留等の脱水装置19で処理を行い酸化生成水Lを取り除いた回収酢酸Mとして、間接的に上記(A)酸化工程に戻してもよいし、又は、図2に記載のように、凝縮器20などで溶媒蒸気Tを冷却して液体に戻した凝縮液M’を、直接に上記(A)酸化工程に戻してもよい。さらに、これらを洗浄液Qとして用いてもよい。   The solvent vapor T evaporated during the concentration is mainly composed of acetic acid as a solvent component. In order to use this acetic acid again as a solvent, as shown in FIG. 1, the above-mentioned (A) oxidation step is indirectly performed as recovered acetic acid M which is treated with a dehydrating device 19 such as distillation to remove the oxidation product water L. Alternatively, as shown in FIG. 2, the condensate M ′ obtained by cooling the solvent vapor T with the condenser 20 or the like and returning it to the liquid is directly returned to the (A) oxidation step. Also good. Furthermore, these may be used as the cleaning liquid Q.

上記の第一段目の濃縮により得られた濃縮液Uには、放圧蒸発によって析出物が生じている。この析出物を回収するために、固形分回収工程において、固形分回収装置17により分離母液Vと分離して、上記の放圧蒸発による析出物を含む固形分Wを回収する。このような固形分回収装置17としては、例えば、濾過機、遠心分離機、サイクロン、シックナーなどが挙げられる。   In the concentrated liquid U obtained by the above-mentioned concentration in the first stage, precipitates are generated by pressure-release evaporation. In order to collect the precipitate, in the solid content recovery step, the solid content W is separated from the separated mother liquor V by the solid content recovery device 17, and the solid content W including the precipitate by the above-described pressure-release evaporation is recovered. Examples of the solid content recovery device 17 include a filter, a centrifuge, a cyclone, and a thickener.

この固形分Wは、上記芳香族カルボン酸やその中間体などの有効成分であり、これを上記(A)酸化工程の反応器11に戻すことにより生産性を向上させることが出来る。   This solid content W is an active ingredient such as the aromatic carboxylic acid or its intermediate, and the productivity can be improved by returning it to the reactor 11 in the oxidation step (A).

さらに、上記の分離母液Vは、第二段目の濃縮処理として、溶媒蒸発装置18に導入し、加熱処理して残りの溶媒成分をさらに蒸発させて濃縮すると好ましい。ここでの操作は従来と同様の手法を用いて実施すればよく、例えばスチーム等の熱媒で溶媒成分を蒸発させる。通常、上記分離母液Vをタンクからなる溶媒蒸発装置18に導入し、0.03MPa(絶対圧)〜0.15MPa(絶対圧)の操作圧力下で外部よりスチームを熱源に用いて溶媒成分を炊き上げ、触媒成分や副生成物、不純物等の高沸点成分の濃度を10〜40倍に濃縮する。その濃縮液Yは、例えば、図2に記載のように、連続または間接的に溶媒蒸発装置18から抜き出し、さらに加熱装置21で溶媒成分を蒸発させて残留溶媒Zを回収しても良い。溶媒蒸発装置18から蒸発した溶媒蒸気Xは、やはり溶媒成分である酢酸が主成分であるので、上記の溶媒蒸気Tと同様に、冷却して液体に戻した後に直接に上記(A)酸化工程に戻すか、又は、蒸留等の脱水装置19で処理を行い、酸化生成水Lを除いた後に回収酢酸Mとして、間接的に上記(A)酸化工程に戻してもよい。また同様に、これらを洗浄液Qとして用いてもよい。なお、上記の脱水処理に関しては、上記溶媒蒸気Tと上記溶媒蒸気Xとを統合して行ってもよい。   Furthermore, it is preferable that the separated mother liquor V is introduced into the solvent evaporation apparatus 18 as a second concentration process, and is heated to further evaporate the remaining solvent components and concentrate. The operation here may be carried out using a method similar to the conventional one, and for example, the solvent component is evaporated with a heat medium such as steam. Usually, the separated mother liquor V is introduced into a solvent evaporation device 18 comprising a tank, and the solvent component is cooked from the outside using steam as a heat source under an operating pressure of 0.03 MPa (absolute pressure) to 0.15 MPa (absolute pressure). And concentrate the high-boiling components such as catalyst components, by-products and impurities 10 to 40 times. For example, as shown in FIG. 2, the concentrated solution Y may be continuously or indirectly extracted from the solvent evaporation device 18, and the solvent component may be evaporated by the heating device 21 to recover the residual solvent Z. Since the solvent vapor X evaporated from the solvent evaporation apparatus 18 is mainly composed of acetic acid, which is a solvent component, as in the case of the solvent vapor T described above, the (A) oxidation step is directly performed after cooling back to liquid. Alternatively, after the treatment with the dehydrating device 19 such as distillation to remove the oxidation product water L, the recovered acetic acid M may be indirectly returned to the (A) oxidation step. Similarly, these may be used as the cleaning liquid Q. The dehydration process may be performed by integrating the solvent vapor T and the solvent vapor X.

上記の第二段目の濃縮処理においても蒸発しなかった残渣Jには、上記芳香族カルボン酸の副生成物や、上記の反応器11で用いた触媒などが含まれている。この残渣Jは抽出等の適切な処理を行って触媒成分を回収し、触媒再生工程で上記の回収した触媒を再生処理し、再利用することが望ましい。   Residue J that has not evaporated in the second stage concentration treatment contains the by-product of the aromatic carboxylic acid, the catalyst used in the reactor 11, and the like. It is desirable that the residue J is subjected to an appropriate treatment such as extraction to recover a catalyst component, and the recovered catalyst is regenerated and reused in a catalyst regeneration step.

この発明により、芳香族カルボン酸の製造工程において、パージ母液の濃縮に際して母液の有するエネルギーを濃縮の一部に利用することにより、パージ母液中に含まれる有用成分の回収率を上げることができ、さらにアルキル芳香族化合物を芳香族カルボン酸に酸化させる酸化工程へ高温高圧である母液をリサイクルすることによって、所定の反応条件にするためのエネルギーが低減できるので、酸化反応で生じるエネルギーを有効に利用することができる。   According to the present invention, in the aromatic carboxylic acid production process, by using the energy of the mother liquor for the concentration of the purge mother liquor as part of the concentration, the recovery rate of useful components contained in the purge mother liquor can be increased. Furthermore, by recycling the mother liquor at high temperature and high pressure to the oxidation process that oxidizes alkyl aromatic compounds to aromatic carboxylic acids, the energy required for the reaction conditions can be reduced, so the energy generated by the oxidation reaction can be used effectively. can do.

以下実施例により本発明を、図2を用いてより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely using FIG. 2, this invention is not limited to a following example at all.

(実施例1)
p−キシレン1重量部に対して、触媒(酢酸コバルト、酢酸マンガンの酢酸溶液および臭化水素)を含む酢酸溶液(水の含有量:14重量%)3.35重量部、後段の固液分離工程からリサイクルされる分離母液(リサイクル母液H)6.24重量部、及び、空気(分子状酸素含有ガスB)3.57Nmを撹拌槽である反応器11に連続的に供給し、操作温度190℃、操作圧力1.23MPa(絶対圧)で、滞留時間1時間になるように液面を調整しながら酸化反応を行った。また、溜出蒸気である反応ガスNは多段の凝縮器11aにより最終的に40℃まで冷却させ、排ガスP中の酸素濃度が2.5容量%に調整して運転を実施した。また各凝縮器11aから得られる凝縮液Oは統合して反応器11に還流し、その一部は芳香族カルボン酸スラリーCの母液中水分濃度が10重量%となるように抜き出した。この結果、反応器11から抜き出した芳香族カルボン酸スラリーCの内訳は粗テレフタル酸2.05重量部、母液3.79重量部、反応母液中のコバルト/マンガン/臭素濃度が300/300/1000重量ppm、スラリー濃度は35重量%であった。
(Example 1)
3.35 parts by weight of acetic acid solution (water content: 14% by weight) containing catalyst (cobalt acetate, manganese acetate in acetic acid and hydrogen bromide) per 1 part by weight of p-xylene, solid-liquid separation in the latter stage Separation mother liquor (recycle mother liquor H) recycled from the process 6.24 parts by weight and air (molecular oxygen-containing gas B) 3.57 Nm 3 are continuously supplied to the reactor 11 which is a stirring tank, and the operation temperature The oxidation reaction was carried out while adjusting the liquid level so that the residence time was 1 hour at 190 ° C. and an operating pressure of 1.23 MPa (absolute pressure). Further, the reaction gas N as the distilled steam was finally cooled to 40 ° C. by the multistage condenser 11a, and the oxygen concentration in the exhaust gas P was adjusted to 2.5% by volume. Further, the condensate O obtained from each condenser 11a was integrated and refluxed to the reactor 11, and a part of the condensate O was extracted so that the moisture concentration in the mother liquor of the aromatic carboxylic acid slurry C was 10% by weight. As a result, the breakdown of the aromatic carboxylic acid slurry C extracted from the reactor 11 is 2.05 parts by weight of crude terephthalic acid, 3.79 parts by weight of the mother liquor, and the concentration of cobalt / manganese / bromine in the reaction mother liquor is 300/300/1000. The weight ppm and the slurry concentration were 35% by weight.

反応器11から抜き出された芳香族カルボン酸スラリーC:5.84重量部は、固液分離装置12に送る前に、空気(分子状酸素含有ガスB’)0.08Nmと共に撹拌槽である低温追酸化を行う追酸化反応器11’に連続的に供給し、操作温度181℃、操作圧力1.15MPa(絶対圧)で、滞留時間15分になるように液面調整しながら低温追酸化反応を行った。また、この低温追酸化反応における溜出蒸気である反応ガスN’は多段の凝縮器11a’により最終的に40℃まで冷却させ、最終段の凝縮器から排出された排ガスP1’中の酸素濃度が6容量%となるように調整して運転を実施した。また各凝縮器11a’から得られる凝縮液O’は統合して追酸化反応器11’に還流した。 The aromatic carboxylic acid slurry C withdrawn from the reactor 11: 5.84 parts by weight was stirred in a stirred tank together with 0.08 Nm 3 of air (molecular oxygen-containing gas B ′) before being sent to the solid-liquid separator 12. It is continuously supplied to a supplementary oxidation reactor 11 ′ that performs a certain low temperature supplemental oxidation, and is adjusted at a low temperature while adjusting the liquid level so that the residence time is 15 minutes at an operational temperature of 181 ° C. and an operational pressure of 1.15 MPa (absolute pressure). An oxidation reaction was performed. In addition, the reaction gas N ′ which is the distilled steam in this low temperature additional oxidation reaction is finally cooled to 40 ° C. by the multistage condenser 11a ′, and the oxygen concentration in the exhaust gas P1 ′ discharged from the final stage condenser Was adjusted to be 6% by volume. Further, the condensate O ′ obtained from each condenser 11a ′ was integrated and refluxed to the additional oxidation reactor 11 ′.

追酸化反応器11’から抜き出された芳香族カルボン酸スラリーC’は、固液分離・洗浄装置14であるスクリーンボウル型遠心分離機に供給して固液分離を行った。ここで操作圧力は1.18MPa(絶対圧)であった。固液分離装置12に相当する遠心分離部で遠心分離された芳香族カルボン酸ケーキEである粗テレフタル酸ケーキは、スクリーンボウル型遠心分離機内のスクリーン部(洗浄装置13に相当する。)において、洗浄液Qである酢酸2.99重量部で洗浄した後に排出バルブから一気に大気圧まで放圧させてケーキに付着した液体を蒸発することにより乾燥させて、芳香族カルボン酸結晶Gである粗テレフタル酸結晶1.56重量部を得た。   The aromatic carboxylic acid slurry C ′ extracted from the additional oxidation reactor 11 ′ was supplied to a screen bowl type centrifuge serving as the solid-liquid separation / washing device 14 for solid-liquid separation. Here, the operating pressure was 1.18 MPa (absolute pressure). The crude terephthalic acid cake, which is the aromatic carboxylic acid cake E centrifuged in the centrifugal separator corresponding to the solid-liquid separator 12, is in the screen portion (corresponding to the cleaning device 13) in the screen bowl type centrifugal separator. Crude terephthalic acid which is aromatic carboxylic acid crystal G is dried by evaporating the liquid adhering to the cake after being washed with 2.99 parts by weight of acetic acid which is cleaning liquid Q and then letting the liquid discharged from the discharge valve to atmospheric pressure at once. 1.56 parts by weight of crystals were obtained.

一方、固液分離で回収された母液Fは固液分離操作圧力を維持したままパージ母液Iとして20%を分岐させた。また、残りの80%はリサイクル母液Hとして、上記洗浄で生じた洗浄排液Sと共に、リサイクル母液6.24重量部として反応器11にリサイクルした(母液リサイクル率80%)。   On the other hand, the mother liquor F recovered by the solid-liquid separation branched 20% as the purge mother liquor I while maintaining the solid-liquid separation operation pressure. Further, the remaining 80% was recycled to the reactor 11 as a recycled mother liquor H together with the cleaning waste liquid S generated in the above washing as 6.24 parts by weight of recycled mother liquor (mother liquor recycling rate 80%).

パージ母液I:0.91重量部は、圧力1.18MPa(絶対圧)、温度183℃を有した状態で放圧蒸発装置16に相当する第1濃縮槽に供給し、スチームエジェクターを用いて0.05MPa(絶対圧)まで放圧することにより母液中の溶媒成分0.35重量部を蒸発させた。この結果、第1濃縮槽では90℃まで冷却され、パージ母液Iに溶解していたテレフタル酸が0.01重量部析出した。この第1濃縮槽の抜き出しスラリーを遠心分離機で固形分回収した結果、パージ母液Iに溶解していたテレフタル酸の94%相当が回収することができた。第1濃縮槽で溜出された溶媒蒸気Tは凝縮器20で凝縮させ、得られた凝縮液M’0.35重量部は反応器11へ送液した。   Purge mother liquor I: 0.91 part by weight is supplied to the first concentration tank corresponding to the pressure release evaporator 16 in a state having a pressure of 1.18 MPa (absolute pressure) and a temperature of 183 ° C., and is 0 using a steam ejector. By releasing the pressure to 0.05 MPa (absolute pressure), 0.35 part by weight of the solvent component in the mother liquor was evaporated. As a result, the first concentration tank was cooled to 90 ° C., and 0.01 part by weight of terephthalic acid dissolved in the purge mother liquor I was precipitated. As a result of recovering the solid content of the slurry extracted from the first concentration tank with a centrifuge, 94% of the terephthalic acid dissolved in the purge mother liquor I was recovered. The solvent vapor T distilled out in the first concentration tank was condensed in the condenser 20, and 0.35 parts by weight of the obtained condensate M ′ was sent to the reactor 11.

固形分回収装置17で固形分Wを回収した後の分離母液V:0.56重量部は溶媒蒸発装置18に相当する第2濃縮槽に供給し、スチームで外部加熱して溶媒成分を蒸発させ、高沸点成分である不純物や触媒の濃度が20倍に濃縮するように濃縮処理した。第2濃縮槽で溜出された溶媒蒸気Xは脱水装置19である脱水蒸留塔に供給し、酢酸溶媒を回収酢酸Mとして回収した。一方、濃縮液Yは間接的に抜き出し、さらに加熱装置21で熱媒油を用いて外部加熱し、上記濃縮液Yの残留溶媒Zを炊き出して第2濃縮槽に回収して残渣Jを得た。   The separated mother liquor V after the solid content W is recovered by the solid content recovery device 17: 0.56 parts by weight is supplied to the second concentration tank corresponding to the solvent evaporation device 18 and heated externally with steam to evaporate the solvent component. Then, the concentration treatment was carried out so that the concentration of impurities and catalysts as high-boiling components was concentrated 20 times. The solvent vapor X distilled out in the second concentration tank was supplied to a dehydrating distillation column which is a dehydrating device 19, and the acetic acid solvent was recovered as recovered acetic acid M. On the other hand, the concentrated liquid Y was indirectly extracted, and further heated externally using a heat transfer oil in the heating device 21, and the residual solvent Z of the concentrated liquid Y was cooked and collected in the second concentrated tank to obtain a residue J. .

この発明にかかる芳香族カルボン酸結晶の製造工程図Manufacturing process diagram of aromatic carboxylic acid crystal according to the present invention 実施例におけるテレフタル酸結晶の製造工程図Production process diagram of terephthalic acid crystals in Examples 従来のテレフタル酸結晶の製造工程図Production process diagram of conventional terephthalic acid crystals

符号の説明Explanation of symbols

1 反応器
2 晶析槽
3 固液分離装置
4 乾燥装置
5 溶媒蒸発装置
6 脱水装置
11 反応器
11’ 追酸化反応器
11a,11a’ 凝縮器
12 固液分離装置
13 洗浄装置
14 固液分離・洗浄装置
15 乾燥装置
16 放圧蒸発装置
17 固形分回収装置
18 溶媒蒸発装置
19 脱水装置
20 凝縮器
21 加熱装置
a p−キシレン
b 空気
c 反応スラリー
d 晶析スラリー
e テレフタル酸ケーキ
f 分離母液
g テレフタル酸結晶
h リサイクル母液
i パージ母液
j 残渣
k 溶媒蒸気
l 酸化生成水
m 回収酢酸
A アルキル芳香族化合物
B,B’ 分子状酸素含有ガス
C 芳香族カルボン酸スラリー
E 芳香族カルボン酸ケーキ
F 母液
G 芳香族カルボン酸結晶
H リサイクル母液
I パージ母液
J 残渣
L 酸化生成水
M 回収酢酸
M’ 凝縮液
N,N’ 反応ガス
O 凝縮液
P,P’ 排ガス
P1,P1’ 最終段の凝縮後の排ガス
Q 洗浄液
R 洗浄ケーキ
S 洗浄排液
T 溶媒蒸気
U 濃縮液
V 分離母液
W 固形分
X 溶媒蒸気
Y 濃縮液
Z 残留溶媒
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reactor 2 Crystallization tank 3 Solid-liquid separation device 4 Drying device 5 Solvent evaporation device 6 Dehydration device 11 Reactor 11 'Additional oxidation reactor 11a, 11a' Condenser 12 Solid-liquid separation device 13 Washing device 14 Solid-liquid separation and Cleaning device 15 Drying device 16 Pressure release evaporator 17 Solid content recovery device 18 Solvent evaporation device 19 Dehydration device 20 Condenser 21 Heating device a p-xylene b Air c Reaction slurry d Crystallization slurry e Terephthalic acid cake f Separation mother liquor g Terephthalate Acid crystal h Recycle mother liquor i Purge mother liquor j Residual k Solvent vapor l Oxidized water m Recovered acetic acid A Alkyl aromatic compound B, B 'Molecular oxygen-containing gas C Aromatic carboxylic acid slurry E Aromatic carboxylic acid cake F Mother liquor G Aroma Group carboxylic acid crystal H recycle mother liquor I purge mother liquor J residue L oxidation product water M recovered acetic acid M 'condensate N, N' reaction gas O condensate P, 'Exhaust gas P1, P1' final stage exhaust gas Q cleaning liquid R washed cake S wash effluent T solvent vapor U concentrate V separated mother liquor W solid X solvent vapor Y concentrate Z residual solvent after condensation of

Claims (10)

(A)アルキル芳香族化合物を、常圧を上回る圧力下で、酢酸溶媒中、触媒の存在下140〜230℃にて酸化し、芳香族カルボン酸を生成する酸化工程、
(B)生成した上記の芳香族カルボン酸の結晶を含むスラリーを、常圧を上回る圧力下で、芳香族カルボン酸と母液とに固液分離する固液分離工程、
(C)上記母液を、常圧を上回る圧力を維持したまま分岐させ、その一方を上記(A)酸化工程に戻す母液リサイクル工程、
(D)上記(C)母液リサイクル工程において分岐された他方の母液を濃縮する濃縮工程、
を有する芳香族カルボン酸の製造方法であって、
上記(D)濃縮工程では、上記他方の母液をその他方の母液の当初温度における蒸気圧以下の圧力に放圧蒸発させることにより濃縮処理を行って芳香族カルボン酸を析出させ、次いで析出した芳香族カルボン酸を回収することを特徴とする、芳香族カルボン酸の製造方法。
(A) an oxidation step in which an alkylaromatic compound is oxidized in an acetic acid solvent at 140 to 230 ° C. in the presence of a catalyst under a pressure exceeding normal pressure to produce an aromatic carboxylic acid;
(B) a solid-liquid separation step in which the slurry containing the produced aromatic carboxylic acid crystals is separated into an aromatic carboxylic acid and a mother liquor under a pressure exceeding normal pressure;
(C) The mother liquor recycling step in which the mother liquor is branched while maintaining a pressure exceeding normal pressure, and one of them is returned to the (A) oxidation step,
(D) A concentration step of concentrating the other mother liquor branched in the (C) mother liquor recycling step,
A process for producing an aromatic carboxylic acid having
In the concentration step (D), the other mother liquor is evaporated under reduced pressure to a pressure equal to or lower than the vapor pressure at the initial temperature of the other mother liquor to precipitate an aromatic carboxylic acid, and then the precipitated aroma A process for producing an aromatic carboxylic acid, comprising recovering an aromatic carboxylic acid.
上記(D)濃縮工程が二段の濃縮からなり、上記他方の母液を、常圧を上回る圧力で第一段目の濃縮処理に送り、その他方の母液の当初温度における蒸気圧以下の圧力に放圧蒸発させることにより第一段目の濃縮処理を行って芳香族カルボン酸を析出させ、次いで析出した芳香族カルボン酸を回収し、芳香族カルボン酸を回収した後の母液に第二段目の濃縮処理を行って、溶媒成分を蒸発させ回収することを特徴とする、請求項1に記載の芳香族カルボン酸の製造方法。   The (D) concentration step comprises two-stage concentration, and the other mother liquor is sent to the first-stage concentration process at a pressure higher than normal pressure, and the pressure is equal to or lower than the vapor pressure at the initial temperature of the other mother liquor. The first stage of concentration treatment is performed by evaporation under pressure to precipitate the aromatic carboxylic acid, and then the precipitated aromatic carboxylic acid is recovered, and the second stage is added to the mother liquor after the recovery of the aromatic carboxylic acid. The method for producing an aromatic carboxylic acid according to claim 1, wherein the solvent component is evaporated and recovered by performing a concentration treatment. 上記(D)濃縮工程において回収した芳香族カルボン酸を、上記(A)酸化工程に戻すことを特徴とする請求項1又は2に記載の芳香族カルボン酸の製造方法。   The method for producing an aromatic carboxylic acid according to claim 1 or 2, wherein the aromatic carboxylic acid recovered in the (D) concentration step is returned to the (A) oxidation step. (A)アルキル芳香族化合物を、常圧を上回る圧力下で、酢酸溶媒中、触媒の存在下において酸化し、芳香族カルボン酸を生成する酸化工程、
(B)生成した上記の芳香族カルボン酸の結晶を含むスラリーを、常圧を上回る圧力下で、芳香族カルボン酸と母液とに固液分離する固液分離工程、
(C)上記母液を、常圧を上回る圧力を維持したまま分岐させ、その一方を上記(A)酸化工程に戻す母液リサイクル工程、
(D)上記(C)母液リサイクル工程において分岐された他方の母液を濃縮する濃縮工程、
を有する芳香族カルボン酸の製造方法であって、
上記(D)濃縮工程は二段の濃縮からなり、上記他方の母液を、常圧を上回る圧力で第一段目の濃縮処理に送り、その他方の母液の当初温度における蒸気圧以下の圧力に放圧蒸発させることにより第一段目の濃縮処理を行って芳香族カルボン酸を析出させ、次いで析出した芳香族カルボン酸を回収して上記(A)酸化工程に戻し、芳香族カルボン酸を回収した後の母液に第二段目の濃縮処理を行って、溶媒成分を蒸発させ回収することを特徴とする、芳香族カルボン酸の製造方法。
(A) an oxidation step in which an alkyl aromatic compound is oxidized in an acetic acid solvent in the presence of a catalyst under a pressure exceeding normal pressure to produce an aromatic carboxylic acid;
(B) a solid-liquid separation step in which the slurry containing the produced aromatic carboxylic acid crystals is separated into an aromatic carboxylic acid and a mother liquor under a pressure exceeding normal pressure;
(C) A mother liquor recycling step in which the mother liquor is branched while maintaining a pressure higher than normal pressure, and one of them is returned to the (A) oxidation step,
(D) The concentration step of concentrating the other mother liquor branched in the (C) mother liquor recycling step,
A process for producing an aromatic carboxylic acid having
The (D) concentration step consists of two-stage concentration, and the other mother liquor is sent to the first-stage concentration process at a pressure higher than normal pressure, and the pressure is equal to or lower than the vapor pressure at the initial temperature of the other mother liquor. The first stage of concentration treatment is performed by evaporation under reduced pressure to precipitate the aromatic carboxylic acid, and then the precipitated aromatic carboxylic acid is recovered and returned to the oxidation step (A) to recover the aromatic carboxylic acid. A method for producing an aromatic carboxylic acid, comprising subjecting the mother liquor to a second concentration process to evaporate and recover the solvent component.
上記の(C)母液リサイクル工程で、上記の分岐させた一方の母液を、常圧を上回る圧力を維持したまま上記(A)酸化工程に戻すことを特徴とする、請求項1乃至4のいずれかに記載の芳香族カルボン酸の製造方法。   5. The method according to claim 1, wherein in the (C) mother liquor recycling step, the one of the branched mother liquors is returned to the (A) oxidation step while maintaining a pressure higher than normal pressure. A process for producing an aromatic carboxylic acid according to claim 1. 上記第一段目の濃縮処理及び/又は上記第二段目の濃縮処理で蒸発された溶媒成分を、直接又は間接的に上記(A)酸化工程に戻すことを特徴とする、請求項1乃至5のいずれかに記載の芳香族カルボン酸の製造方法。   The solvent component evaporated in the first-stage concentration treatment and / or the second-stage concentration treatment is directly or indirectly returned to the (A) oxidation step. 6. A process for producing an aromatic carboxylic acid according to any one of 5 above. 上記(B)固液分離工程が、固液分離して得られた芳香族カルボン酸を洗浄液で洗浄する工程を含むものであり、上記の固液分離する工程と、上記の洗浄する工程とが、一体化した固液分離装置内で実施されることを特徴とする請求項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。   The (B) solid-liquid separation step includes a step of washing the aromatic carboxylic acid obtained by solid-liquid separation with a washing liquid, and the above-mentioned solid-liquid separation step and the above washing step include The method for producing an aromatic carboxylic acid according to any one of claims 1 to 6, wherein the method is carried out in an integrated solid-liquid separator. 上記固液分離装置が、スクリーンボウル型遠心分離機であることを特徴とする、請求項7に記載の芳香族カルボン酸の製造方法。   The method for producing an aromatic carboxylic acid according to claim 7, wherein the solid-liquid separator is a screen bowl type centrifuge. 上記洗浄液が酢酸又は水であることを特徴とする、請求項7又は8に記載の芳香族カルボン酸の製造方法。   The method for producing an aromatic carboxylic acid according to claim 7 or 8, wherein the cleaning liquid is acetic acid or water. 上記アルキル芳香族化合物がp−キシレンであり、上記芳香族カルボン酸がテレフタル酸であることを特徴とする、請求項1乃至9のいずれかに記載の芳香族カルボン酸の製造方法。   The method for producing an aromatic carboxylic acid according to any one of claims 1 to 9, wherein the alkyl aromatic compound is p-xylene, and the aromatic carboxylic acid is terephthalic acid.
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