JP2006218474A - Method for liquid-liquid extraction - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for simply and efficiently carrying out liquid-liquid extraction for much quantity of the liquid flow, adaptable to a wide range of operating conditions, and particularly useful for the extraction of valuable components from the waste water over 50 t/hr from an apparatus for producing high-purity terephthalic acid. <P>SOLUTION: The liquid-liquid extraction method is characterized in that the waste water is mixed with an extract agent for extracting an objective component from the waste water in the piping structured for their mixture, and that the mixture is subsequently supplied into a vessel with its flowing speed decreasing caused by gravity in order to settle the mixture in it for the liquid-liquid extraction. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば50t/hrを越えるような大流量の廃水から、目的とする成分を液々抽出する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for liquid-extracting a target component from waste water having a large flow rate exceeding 50 t / hr, for example.

廃水中の有用物は、濃度が薄い場合、回収の経済性が悪いため、通常は活性汚泥法で処理して捨てられている。例えば、高純度テレフタル酸を製造する装置から発生する廃水中には、大量の反応中間生成物であるパラトルイル酸が含まれるが、濃度が薄いため、通常は活性汚泥法で処理されている。   When the concentration of useful substances in the wastewater is low, the economical efficiency of recovery is low, and therefore, the wastewater is usually disposed of after being treated by the activated sludge method. For example, wastewater generated from an apparatus for producing high-purity terephthalic acid contains a large amount of a reaction intermediate product, paratoluic acid, but is usually treated by an activated sludge method because of its low concentration.

しかし、活性汚泥法による処理では、有用物の損失となるばかりでなく、運転するために電気等の大量のエネルギーを消費する。また、悪臭の原因にもなる。テレフタル酸を製造する装置のように大型化が進み、廃水量が大量になってくると、地球環境のみならず経済性の観点からも、廃水からの有用物の除去および回収が必要となる。   However, the treatment by the activated sludge method not only loses useful materials but also consumes a large amount of energy such as electricity for operation. It also causes odors. As the terephthalic acid production apparatus becomes larger and the amount of wastewater becomes large, it is necessary to remove and recover useful materials from the wastewater from the viewpoint of economic efficiency as well as the global environment.

廃水中の有用物を回収する方法として、例えば、テレフタル酸を製造する装置から発生する廃水中に含まれるパラトルイル酸をパラキシレンで抽出する方法が、特許第2899927号公報に開示されている。この方法は、抽出剤としてテレフタル酸の原料であるパラキシレンを使用するため、抽出剤の再生工程が不要で優れた方法であるが、通常の抽出装置では、装置費用が高く経済性が低下する。
特許第2899927号公報
As a method for recovering useful materials in wastewater, for example, a method for extracting paratoluic acid contained in wastewater generated from an apparatus for producing terephthalic acid with paraxylene is disclosed in Japanese Patent No. 2899927. This method uses para-xylene, which is a raw material for terephthalic acid, as an extraction agent, and is an excellent method that does not require a regeneration step for the extraction agent. However, in an ordinary extraction apparatus, the apparatus cost is high and the economic efficiency is reduced. .
Japanese Patent No. 2899927

廃水から有用物を抽出する手法は良く知られている。例えば、化学工学便覧改定5版(化学工学会編)の11.5章に種々の方法が記載されている。
しかしながら、例えば、前記便覧の11.5.1章に記載のミキサーセトラー抽出器は、多段抽出とする場合は、装置が複雑となり高価なものとなる。このため、多段の場合は塔型の抽出装置が用いられるが、例えば、前記便覧の11.5.2章に記載の向流微分型抽出搭は、構造が単純なものは偏流が発生するため、大型化が困難であり工業的には滅多に採用されない。これをさけるため脈動式等にすると、偏流を抑えることはできるが、構造が複雑となり高価となる。また、前記便覧の11.5.3章に記載の非攪拌式段型抽出搭は、構造は単純であるが、運転範囲がせまく操作に柔軟性がない。これを改良するために、前記便覧の11.5.4章に記載の攪拌式段型抽出搭等が考案されているが、装置が複雑化し高価なものとなる。このように、塔型のものは、偏流をさけ、運転範囲を広く取ろうとすると複雑化し高価なものとなる。
Techniques for extracting useful materials from wastewater are well known. For example, various methods are described in Chapter 11.5 of the Chemical Engineering Handbook 5th edition (Edited by Chemical Engineering Society).
However, for example, when the mixer settler extractor described in chapter 11.5.1 of the manual is used for multistage extraction, the apparatus becomes complicated and expensive. For this reason, a tower-type extraction device is used in the case of multiple stages. For example, the countercurrent differential extraction tower described in the chapter 11.5.2 of the manual has a drift in the simple structure. It is difficult to increase the size and is rarely used industrially. In order to avoid this, if the pulsation type is used, it is possible to suppress the drift, but the structure becomes complicated and expensive. In addition, the non-stirring type columnar extraction tower described in chapter 11.5.3 of the manual has a simple structure, but the operation range is not flexible. In order to improve this, the stirring type column type extraction tower described in chapter 11.5.4 of the handbook has been devised, but the apparatus becomes complicated and expensive. As described above, the tower type is complicated and expensive when it is attempted to avoid the drift and widen the operation range.

効率が高く安価の抽出装置があれば、廃水等に含まれる希薄有用物を回収できるだけでなく、廃水を精製することにもつながり水の再利用も可能となってくる。
しかしながら、特許第2899927号公報(特許文献1)に開示されている、テレフタル酸を製造する装置から発生する廃水中に含まれるパラトルイル酸をパラキシレンで抽出する方法は、安価な抽出装置がなく商業的に実施するのを困難としている。
If there is an efficient and inexpensive extraction device, it is possible not only to recover dilute useful materials contained in wastewater and the like, but also to purify the wastewater and to reuse the water.
However, the method of extracting paratoluic acid contained in waste water generated from an apparatus for producing terephthalic acid with paraxylene disclosed in Japanese Patent No. 2899927 (Patent Document 1) is commercially available without an inexpensive extraction apparatus. Implementation is difficult.

したがって、本発明は、大流量の液々抽出を、運転範囲が広く効率的で簡易な方法により実施する方法を提供すること、特に、産業上重要である高純度テレフタル酸を製造する装置から発生する50t/hrを超える廃水からの有用成分を抽出する場合に好適な方法
を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention provides a method for performing high-flow liquid-liquid extraction by an efficient and simple method with a wide operating range, particularly from an apparatus for producing industrially important high-purity terephthalic acid. It is an object of the present invention to provide a method suitable for extracting useful components from wastewater exceeding 50 t / hr.

本発明は、従来の抽出操作と同じく混合して静置分離するという操作からなるが、大流量の廃水を処理するのに適した抽出方法を提供する。
すなわち、本発明は、廃水と廃水から目的とする成分を抽出するための抽出剤とを、それらを混合する構造をもった配管に流して混合した後、混合液を重力を利用して減速させながら容器に供給し、静置して液々分離することを特徴とする液々抽出方法に関する。前記混合液は、重力を利用して減速させながら容器の下部から供給することが好ましい。
The present invention comprises an operation of mixing and static separation as in the conventional extraction operation, but provides an extraction method suitable for treating a large amount of waste water.
That is, the present invention, after flowing and mixing waste water and an extractant for extracting a target component from waste water through a pipe having a structure for mixing them, the mixture is decelerated using gravity. The present invention relates to a liquid-liquid extraction method, characterized in that the liquid-liquid extraction method is characterized in that the liquid is supplied to a container and left to stand to separate the liquid. The mixed solution is preferably supplied from the lower part of the container while being decelerated using gravity.

また、本発明は、廃水と廃水から目的とする成分を抽出するための抽出剤とを、それらを混合する構造をもった配管に流して混合した後、混合液を容器の下部から供給し、静置して液々分離することを特徴とする液々抽出方法に関する。   Further, the present invention, after flowing and mixing the waste water and the extractant for extracting the target component from the waste water through a pipe having a structure for mixing them, the mixture is supplied from the lower part of the container, The present invention relates to a liquid-liquid extraction method characterized by standing and liquid-liquid separation.

前記配管としては、スタティックミキサーが好適である。また、前記配管を上下方向に配置し、軽液が分散相である場合は流れを上から下にし、重液が分散相である場合は流れを下から上にすることが好ましい。ここで、軽液とは混合する液のうち密度の小さいものを意味し、通常は有機液であり、重液とは混合する液のうち密度の大きいものを意味し、通常は水である。   A static mixer is suitable as the pipe. Further, it is preferable that the pipes are arranged in the vertical direction so that the flow is from top to bottom when the light liquid is in the dispersed phase and the flow is from bottom to top when the heavy liquid is in the dispersed phase. Here, the light liquid means a liquid having a low density among liquids to be mixed, and is usually an organic liquid, and the heavy liquid means a liquid having a high density among the liquids to be mixed, and is usually water.

混合液の流入速度を減速させる方法としては、容器の下部に重力を利用し減速させるように供給する方法が、静置分離する容器内の流れを乱さないため好ましい。重力による減速の方法としては、容器下部より重力に逆らう方向に入れてもよいし、容器底面に向かい供給し容器底面で反転させたのち重力を利用し減速させてもよい。いずれの方法をとるにせよ、流動状態のコンピュータ解析により、流入速度が容器内の乱れを伴わず短期間に減速されていることを確認することが望ましい。   As a method of decelerating the inflow speed of the mixed liquid, a method of supplying the lower portion of the container so as to decelerate using gravity is preferable because it does not disturb the flow in the container to be stationary and separated. As a method of decelerating by gravity, it may be put in a direction against gravity from the lower part of the container, or it may be supplied toward the bottom of the container and reversed at the bottom of the container, and then decelerated using gravity. Regardless of which method is used, it is desirable to confirm that the inflow velocity is decelerated in a short time without turbulence in the container by computer analysis of the flow state.

また、本発明は、前記容器が加圧下にあり、容器の圧力を用いて廃水および抽出剤を各々抜き出すことを特徴とする液々抽出方法や、前記容器が満水状態であり、気相と液相間の液面コントロール装置および圧力コントロール装置を有しないことを特徴とする液々抽出方法を提供する。   Further, the present invention provides a liquid-liquid extraction method, wherein the container is under pressure, and the waste water and the extractant are each extracted using the pressure of the container, and the container is full, and the gas phase and liquid There is provided a liquid-liquid extraction method characterized by not having a liquid level control device and a pressure control device between phases.

前記容器に流入する廃水量または抽出剤量に基づいてカスケード制御された流量コントロールによって、静置分離後の廃水および抽出剤を各々抜き出すことが好ましい。
また、本発明は、前記容器が容器の高さの10〜70%の高さを有する仕切り板を具備し、前記混合液を供給した側と反対側の下部より液々分離した重液(水相)を抜き出し、前記混合液を供給した側と反対側の上部より液々分離した軽液(有機相)を抜き出すことを特徴とする液々抽出方法を提供する。
It is preferable that the waste water and the extractant after stationary separation are each extracted by a flow rate control that is cascade-controlled based on the amount of waste water or extractant flowing into the container.
In the present invention, the container includes a partition plate having a height of 10 to 70% of the height of the container, and a heavy liquid (water) separated from the lower part on the side opposite to the side supplied with the mixed liquid. A liquid-liquid extraction method is provided, in which a light liquid (organic phase) separated from the upper part on the side opposite to the side supplied with the mixed liquid is extracted.

上記液々抽出方法を二段以上組合わせて多段抽出とすることも可能である。また、上記液々抽出方法における廃水として、テレフタル酸プラントからの廃水を使用することができる。   It is possible to combine two or more stages of the liquid-liquid extraction method into multi-stage extraction. Moreover, waste water from a terephthalic acid plant can be used as waste water in the liquid-liquid extraction method.

本発明は、大流量の液々抽出を、運転範囲が広く効率的で簡易な方法により実施する方法を提供する。
本発明は、従来、流量は多いが濃度が薄いため回収の経済性が低く廃水として捨てられていた、例えば、高純度テレフタル酸を製造する装置から発生する50t/hrを超える
廃水から有用成分を抽出して廃水の再利用を実施する場合において特に有用になる方法を提供する。
The present invention provides a method for performing liquid-liquid extraction at a large flow rate by an efficient and simple method with a wide operating range.
Conventionally, the present invention has a large flow rate but a low concentration, so that the economical efficiency of recovery is low and it is discarded as wastewater. For example, useful components are extracted from wastewater exceeding 50 t / hr generated from an apparatus for producing high-purity terephthalic acid. Provided is a method that is particularly useful when extracting and reusing wastewater.

本発明は、例えば、抽料(溶剤抽出にかけようとする原料、具体的には廃水)と抽出剤とを、流れが混合する構造を持つ配管に流して混合した後、満水かつ加圧下にある静置分離器の下部へ供給し、抽料または抽出剤の流量を基準に、加圧下にある静置分離器の圧力を用いて抽料および抽出剤を抜き出すことにより、大流量を処理するのに適した液々抽出方法を提供することができる。   In the present invention, for example, a lottery (a raw material to be subjected to solvent extraction, specifically waste water) and an extractant are mixed by flowing through a pipe having a structure in which the flow is mixed, and then the water is full and under pressure. A large flow rate is processed by extracting the extract and the extractant using the pressure of the static separator under pressure, based on the flow rate of the extract or extractant. A liquid-liquid extraction method suitable for the above can be provided.

抽料と抽出剤の混合は、通常のミキサーセトラー抽出器では攪拌機が用いられるが、多段抽出の場合は、いくつもの高価な攪拌装置および攪拌容器が必要となり経済的ではない。また、塔型で機械的攪拌装置のないものは混合が不十分で抽出効率が悪い。本発明では、流れが混合する構造を持つ配管を用いることにより、簡易な装置で混合を効率よく完了させることを特徴とする。   For the mixing of the extractant and the extractant, a stirrer is used in an ordinary mixer / settler extractor. However, in the case of multi-stage extraction, several expensive stirrers and stirring containers are required, which is not economical. In addition, the tower type without a mechanical stirring device is insufficiently mixed and has poor extraction efficiency. The present invention is characterized in that mixing is efficiently completed with a simple device by using a pipe having a structure in which flows are mixed.

流れが混合する構造を持つ配管としては、例えば、スタティックミキサーと呼ばれる静止型混合器がある。スタティックミキサーを用いて抽出操作を行うことは知られているが、多段抽出を実施する場合は、スタティックミキサーでの圧力損失のためポンプが各段で必要となる。本発明では、静置分離器を加圧とすることにより、液の抜き出しをポンプではなく圧力を利用して行うことにより、ポンプが各段に必要となる課題を解決することを特徴とする。また、本発明は、静置分離器を満水とすることにより、加圧のための圧力コントロール装置が追加になるという課題を解決することを特徴とする。   As a pipe having a structure in which a flow is mixed, for example, there is a static mixer called a static mixer. Although it is known to perform the extraction operation using a static mixer, when performing multistage extraction, a pump is required at each stage due to pressure loss in the static mixer. The present invention is characterized in that the problem that the pump is required for each stage is solved by making the stationary separator pressurize and drawing out the liquid using the pressure instead of the pump. Moreover, this invention solves the subject that the pressure control apparatus for pressurization is added by making a stationary separator full.

従来の界面と気相をもつ静置分離器の場合、二基の液面コントロール装置が必要となる。また、液面コントロールとするため、静置分離器の滞留時間が、本来の液々分離に必要な時間よりも長くなる。本発明では、供給した抽料または抽出剤の流量を基準に抜き出すことにより、二液間の界面の液面コントロール装置を不要とすることを特徴とする。さらに、本発明では、静置分離器を満水とすることにより、気液界面での液面コントロール装置を不要とすることを特徴とする。   In the case of a conventional static separator having an interface and a gas phase, two liquid level control devices are required. Further, since the liquid level is controlled, the residence time of the stationary separator becomes longer than the time necessary for the original liquid-liquid separation. The present invention is characterized in that the liquid level control device at the interface between the two liquids is not required by extracting based on the flow rate of the supplied extract or extractant. Furthermore, the present invention is characterized in that the liquid level control device at the gas-liquid interface is not required by filling the stationary separator with water.

このように液面コントロールを不要にすることにより、本発明では、液面コントロールのために必要な滞留時間ではなく、本来の液々分離のために必要な時間のみの静置分離器とすることができることも特徴である。液面コントロールをするためには、通常10分を超える液の滞留時間が必要となる。本発明を用いて液面コントロールを不要とすれば、たとえば、液々分離が容易なパラキシレンと水系の場合、流れがなければ1分以内に分離できるため、静置分離器の大きさは、流れを減速させる時間のみでよいことになる。   By eliminating the need for liquid level control in this way, in the present invention, the stationary separator is used only for the time required for the original liquid-liquid separation, not the residence time required for liquid level control. It is also a feature. In order to control the liquid level, the residence time of the liquid usually exceeding 10 minutes is required. If liquid level control is not required using the present invention, for example, in the case of paraxylene and an aqueous system, where liquid-liquid separation is easy, separation is possible within 1 minute if there is no flow. Only time to decelerate the flow is required.

具体的には、流入量と容器出の流量をカスケード制御することにより達成される。例えば、抽出剤がパラキシレン、抽料が廃水の場合、供給したパラキシレンの流量と同じ値を、静置分離器からのパラキシレンの抜き出し量としてカスケード制御で抜き出し、廃水は容器が満水となるように抜き出せばよい。廃水は重液であるため、抜き出し配管を容器より高い位置まであげるシール操作を行えば、容器が満水となるように抜き出せる。   Specifically, this is achieved by cascade control of the inflow amount and the flow rate from the container. For example, when the extractant is para-xylene and the extract is waste water, the same value as the flow rate of the supplied para-xylene is extracted by cascade control as the amount of para-xylene extracted from the stationary separator, and the waste water becomes full in the container. Just pull out. Since the waste water is a heavy liquid, if the sealing operation is performed to raise the extraction pipe to a position higher than the container, the container can be extracted so that the container becomes full.

廃水を流量制御する場合は、供給した廃水の流量と同じ値を、静置分離器からの廃水の抜き出し量としてカスケード制御で抜き出し、パラキシレンは容器の上部よりオーバーフローで抜き出せば容器が満水となるように抜き出せる。入りの流量と出の流量が、まったく同じではないので、パラキシレンの中に廃水が、廃水の中にパラキシレンが入らないように微調整する必要があるが、一度調整すれば後は混入なく安定的に抜き出すことができる。   When controlling the flow rate of wastewater, the same value as the flow rate of the supplied wastewater is extracted by cascade control as the amount of drainage from the stationary separator, and if the paraxylene is extracted from the upper part of the container by overflow, the container becomes full. Can be extracted. Since the flow rate of the inflow and the flow rate of the outflow are not exactly the same, it is necessary to fine-tune the wastewater in the paraxylene so that the paraxylene does not enter the wastewater. It can be extracted stably.

本発明では、静置分離器の下部より混合後の液を供給することにより、重力を利用して供給速度を減速させ、静置分離器の最小化を図ることを特徴とする。さらには、供給速度
を減速するために供給配管の内部に充填物を入れてもよいが、大型装置の場合は、供給配管の断面積を上げるため、十分な径をもった配管を用いる及び/又は複数の本数で供給する等の手段をとり供給速度を落とす等の手段を併用してもよい。
The present invention is characterized by minimizing the stationary separator by supplying the mixed liquid from the lower part of the stationary separator to reduce the supply speed using gravity. Furthermore, in order to reduce the supply speed, a filler may be put inside the supply pipe. However, in the case of a large-sized apparatus, a pipe having a sufficient diameter is used to increase the cross-sectional area of the supply pipe and / or Alternatively, it is possible to use a means such as a means for supplying a plurality of pieces and the like, and a means for reducing the supply speed.

さらに、本発明は、静置分離器の下部より供給し、供給口と重液の出口との間に仕切り板を設けることにより、完全に重液の流れの方向を反転させ、分離経路時間を最大化することを特徴とする。仕切り板の高さは、容器の高さの10〜70%であることが好ましい。このように、下部より混合液を供給することは、重力だけでなく慣性力も利用することができることから、軽液に比べ重液の流量が多く、重液の流速が分離を支配する場合、特に有用になる。なお、本発明における軽液とは、混合する液のうち密度の小さいものを意味し、通常は有機液であり、重液とは混合する液のうち密度の大きいものを意味し、通常は水である。   Furthermore, the present invention supplies the liquid from the lower part of the stationary separator and provides a partition plate between the supply port and the outlet of the heavy liquid, thereby completely reversing the direction of the heavy liquid flow and reducing the separation path time. It is characterized by maximizing. The height of the partition plate is preferably 10 to 70% of the height of the container. In this way, supplying the mixed liquid from the lower part can use not only gravity but also inertial force.Therefore, the flow rate of heavy liquid is larger than that of light liquid, and the flow rate of heavy liquid dominates the separation. Become useful. In the present invention, the light liquid means a low density liquid to be mixed, usually an organic liquid, and the heavy liquid means a high density liquid to be mixed, usually water. It is.

本発明では、以上のように単純な構造をもつ配管によって混合を行い、特殊な構造をもたない静置分離器を用いるため、広い運転範囲で安定した抽出操作ができる。運転範囲の下限は、流速が落ちるため配管での混合が不十分になる点であるが、配管を上下方向に配置し、好ましくは垂直にし、流れを、軽液が分散相である場合は上から下に、重液が分散相である場合は下から上にすることにより運転範囲を広くすることができる。運転範囲の上限は、静置分離器の分離能力によるが、静置分離器での液々分離の時間ではなく静置分離器内で流速を落とす時間が先に限界点になるため、静置分離器へ供給する配管の径を太くする及び/又は複数の本数で供給する等の簡単な手段により運転範囲を広くすることができる。なお、運転範囲とは軽液および重液の流量範囲のことを意味し、運転範囲の上限および下限とはそれぞれの最大流量および最小流量を意味する。   In the present invention, as described above, mixing is performed by a pipe having a simple structure, and a stationary separator having no special structure is used, so that a stable extraction operation can be performed in a wide operating range. The lower limit of the operating range is that the flow rate drops and mixing in the pipes becomes insufficient, but the pipes are arranged vertically and preferably vertical, and the flow is higher when the light liquid is in the dispersed phase. If the heavy liquid is a dispersed phase from the bottom to the bottom, the operating range can be widened by changing from the bottom to the top. The upper limit of the operating range depends on the separation capacity of the stationary separator, but the time to drop the flow velocity in the stationary separator is not the time for liquid-liquid separation in the stationary separator. The operating range can be widened by simple means such as increasing the diameter of the pipe supplied to the separator and / or supplying the pipe with a plurality of pipes. The operating range means a flow range of light liquid and heavy liquid, and the upper limit and the lower limit of the operating range mean the maximum flow rate and the minimum flow rate, respectively.

本発明は、例えば、テレフタル酸製造時の廃水処理に適用することができる。その例を、以下に述べる。
酢酸溶媒下、触媒としてコバルト化合物、マンガン化合物および臭素化合物を用いて、反応圧力0.4〜5MPa−G、反応温度160〜260℃において、パラキシレンを空気で酸化し、粗テレフタル酸を製造する。この粗テレフタル酸中の主要な不純物は、酸化中間体である4−カルボキシベンズアルデヒド500〜5000重量ppmおよびパラトルイル酸100〜1000重量ppmである。
The present invention can be applied to, for example, wastewater treatment during terephthalic acid production. Examples are described below.
Using a cobalt compound, a manganese compound and a bromine compound as a catalyst in an acetic acid solvent, paraxylene is oxidized with air at a reaction pressure of 0.4 to 5 MPa-G and a reaction temperature of 160 to 260 ° C. to produce crude terephthalic acid. . The main impurities in this crude terephthalic acid are the oxidation intermediates 4-carboxybenzaldehyde 500-5000 ppm by weight and p-toluic acid 100-1000 ppm by weight.

このようにして得られた粗テレフタル酸を、5MPa−G以上、好ましくは7〜9MPa−Gの圧力下で、温度を225℃以上、好ましくは250〜310℃に昇温することにより水に溶解する。このとき水中のテレフタル酸濃度が10〜40重量%、好ましくは20〜35重量%となるように調整する。   The crude terephthalic acid thus obtained is dissolved in water by raising the temperature to 225 ° C. or more, preferably 250 to 310 ° C. under a pressure of 5 MPa-G or more, preferably 7 to 9 MPa-G. To do. At this time, the terephthalic acid concentration in water is adjusted to 10 to 40% by weight, preferably 20 to 35% by weight.

続いて、水素の存在下で触媒、例えばパラジウムと接触させ、粗テレフタル酸中の主要不純物である酸化中間体4−カルボキシベンズアルデヒドを、晶析で除去しやすいパラトルイル酸に還元した後、1段または多段、好ましくは3段〜7段で減圧により晶析した後、固液分離し高純度テレフタル酸を得る。   Subsequently, after contacting with a catalyst such as palladium in the presence of hydrogen to reduce the oxidation intermediate 4-carboxybenzaldehyde, which is a major impurity in the crude terephthalic acid, to paratoluic acid that is easy to remove by crystallization, one step or Crystallization under reduced pressure in multiple stages, preferably 3 to 7 stages, followed by solid-liquid separation to obtain high purity terephthalic acid.

このような高純度テレフタル酸の製造工程において発生する廃水と、抽出剤としてパラキシレンとを、0.15MPa−G以上、好ましくは0.3〜1.0MPa−Gに昇圧し、スタティックミキサーに流し混合する。混合する割合は、廃水100重量部に対してパ
ラキシレンは5〜70重量部、好ましくは10〜40重量部である。スタティックミキサー内で反転させる回数は、2回以上30回以下、好ましくは5回以上15回以下である。
The waste water generated in the production process of such high-purity terephthalic acid and the paraxylene as the extractant are pressurized to 0.15 MPa-G or more, preferably 0.3 to 1.0 MPa-G, and flowed through a static mixer. Mix. The mixing ratio is 5 to 70 parts by weight, preferably 10 to 40 parts by weight of para-xylene with respect to 100 parts by weight of waste water. The number of times of inversion in the static mixer is 2 to 30 times, preferably 5 to 15 times.

この後、スタティックミキサーからの混合液を、0.1MPa−G以上、好ましくは0.25〜9.95MPa−Gの加圧下で、中心部に仕切り板を具備する静置分離器の仕切
り板で仕切られた一方の側の下部より供給し、パラキシレンと廃水とを分離する。分離したパラキシレンを、供給したパラキシレンの量と同量で、流量コントロールにより、静置分離器の他方の側の上部より抜き出し、下部より廃水を抜き出す。抜き出した廃水を、再びスタティックミキサーによりパラキシレンと混合し、0.05MPa−G以上、好ましくは0.2〜9.9MPa−Gの加圧下で、中心部に仕切り板を具備する静置分離器の仕切り板で仕切られた一方の側の下部より供給し、パラキシレンと廃水を分離する。
Thereafter, the mixed liquid from the static mixer is separated by a partition plate of a stationary separator having a partition plate at the center under a pressure of 0.1 MPa-G or more, preferably 0.25 to 9.95 MPa-G. Supply from the lower part of one side partitioned, paraxylene and waste water are separated. The separated paraxylene is extracted from the upper part on the other side of the stationary separator and the waste water is extracted from the lower part by the flow rate control in the same amount as the supplied paraxylene. The extracted waste water is again mixed with para-xylene by a static mixer, and a stationary separator having a partition plate at the center under a pressure of 0.05 MPa-G or more, preferably 0.2 to 9.9 MPa-G. Is supplied from the lower part of one side partitioned by a partition plate, and paraxylene and waste water are separated.

こうして2度パラキシレンにより不純物が抽出された廃水を、スチームストリッピングすることにより混入および溶解部分のパラキシレンを除去・回収した後、粗テレフタル酸を精製するための水として再利用する。廃水の種類によっては、パラキシレンで抽出したのみでは、製品である高純度テレフタル酸の品質に悪影響を与える不純物が除去できない場合がある。この場合は、これらの不純物は微量であるため、活性炭や膜分離等により除去した後、粗テレフタル酸を精製するための水として再利用する。また、分離機の上部より抜き出したパラキシレンは、粗テレフタル酸を製造するための原料として使用する。   The wastewater from which impurities have been extracted twice with paraxylene is removed by steam stripping to remove and collect paraxylene in the mixed and dissolved portion, and then reused as water for purifying crude terephthalic acid. Depending on the type of wastewater, it may not be possible to remove impurities that adversely affect the quality of the product, high-purity terephthalic acid, simply by extraction with paraxylene. In this case, since these impurities are very small, they are reused as water for purifying crude terephthalic acid after removal by activated carbon or membrane separation. Paraxylene extracted from the upper part of the separator is used as a raw material for producing crude terephthalic acid.

[実施例]
以下に本発明の実施例を記載するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
[Example]
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.

〔実施例1〕
図1は、本発明の一態様を示す説明図である。テレフタル酸プラント1からの廃水は、廃水排出路S1を流れてポンプ6により0.6MPa−Gまで昇圧され、供給路S5からのパラキシレンとスタティックミキサー2で混合した。供給路S5からのパラキシレンは、供給路S3を流れてポンプ7により0.7MPa−Gまで昇圧された後、流量調節器10により廃水4重量部に対して1重量部となるように流量を調整した。スタティックミキサー2は、ノリタケ社製であり、流れの反転用エレメント数は12、滞留時間は15秒である。
[Example 1]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating one embodiment of the present invention. Waste water from the terephthalic acid plant 1 flowed through the waste water discharge passage S1, was pressurized to 0.6 MPa-G by the pump 6, and was mixed with paraxylene from the supply passage S5 by the static mixer 2. The para-xylene from the supply path S5 flows through the supply path S3 and is pressurized to 0.7 MPa-G by the pump 7, and then the flow rate is adjusted to 1 part by weight with respect to 4 parts by weight of the wastewater by the flow rate regulator 10. It was adjusted. The static mixer 2 is manufactured by Noritake, and the number of elements for reversing the flow is 12 and the residence time is 15 seconds.

スタティックミキサー2で混合した液は、供給路S6を流れて静置分離器3の下部から供給した。液々分離後のパラキシレンは、出口路S7を流れ、流量調節器8により流量調節されて抜き出され、返送路S8からテレフタル酸プラント1に送られ、テレフタル酸の原料として使用した。流量調節器8は、流量調節器10の流量と同じとなるようにカスケードコントロールした。静置分離器3の圧力は、0.55MPa−Gであり、滞留時間は3分とした。   The liquid mixed by the static mixer 2 was supplied from the lower part of the stationary separator 3 through the supply path S6. The para-xylene after the liquid-liquid separation flows through the outlet path S7, the flow rate of which is adjusted by the flow rate regulator 8, and is extracted. The paraxylene is sent to the terephthalic acid plant 1 from the return path S8 and used as a raw material of terephthalic acid. The flow rate regulator 8 was cascade controlled so as to be the same as the flow rate of the flow rate regulator 10. The pressure of the stationary separator 3 was 0.55 MPa-G, and the residence time was 3 minutes.

液々分離後の廃水は、静置分離器3の下部から出口路S9を流れて、供給路S11からのパラキシレンとスタティックミキサー4で混合した。出口路S9は、静置分離器3が満水となるように配管位置を静置分離器3より一旦高くしている。供給路S11からのパラキシレンは、供給路S3を流れてポンプ7により0.7MPa−Gまで昇圧された後、流量調節器11により廃水4重量部に対して1重量部となるよう流量を調整した。スタティックミキサー4は、ノリタケ社製で、流れの反転用エレメント数は12であり、滞留時間は15秒である。   The waste water after the liquid-liquid separation flowed from the lower part of the stationary separator 3 through the outlet path S9 and was mixed with paraxylene from the supply path S11 by the static mixer 4. In the exit passage S9, the piping position is once higher than the stationary separator 3 so that the stationary separator 3 is filled with water. The para-xylene from the supply path S11 flows through the supply path S3 and is pressurized to 0.7 MPa-G by the pump 7, and then the flow rate is adjusted to 1 part by weight with respect to 4 parts by weight of the waste water by the flow rate regulator 11. did. The static mixer 4 is manufactured by Noritake Corporation, has 12 elements for reversing the flow, and has a residence time of 15 seconds.

スタティックミキサー4で混合された液は、供給路S12を流れて静置分離器5の下部から供給した。液々分離後のパラキシレンは、出口路S13を流れて流量調節器9により流量調節されて抜き出され、返送路S14からテレフタル酸プラント1に送られ、テレフタル酸の原料として使用した。流量調節器9は、流量調節器11の流量と同じとなるようにカスケードコントロールした。静置分離器5の圧力は、0.5MPa−Gであり、滞留時間は3分とした。   The liquid mixed by the static mixer 4 was supplied from the lower part of the stationary separator 5 through the supply path S12. The para-xylene after the liquid-liquid separation flows through the outlet passage S13, the flow rate is adjusted by the flow controller 9, and is extracted. The para-xylene is sent to the terephthalic acid plant 1 from the return passage S14 and used as a raw material of terephthalic acid. The flow rate regulator 9 was cascade controlled so as to be the same as the flow rate of the flow rate regulator 11. The pressure of the stationary separator 5 was 0.5 MPa-G, and the residence time was 3 minutes.

静置分離器5の下部の出口路S15から抜き出した廃水は、スチームストリッピングして残留したパラキシレンを除去回収した後、パラキシレンでは除去できなかった不純物をRO膜で取り除いた後、テレフタル酸プラント1で、粗テレフタル酸を精製するための水として再利用した。出口路S15は、静置分離器5が満水となるように配管位置を静置分離器5より一旦高くしている。   The waste water extracted from the outlet passage S15 at the lower part of the stationary separator 5 is steam stripped to remove and recover the remaining paraxylene, and then the RO membrane removes impurities that could not be removed by paraxylene, and then terephthalic acid. In plant 1, the crude terephthalic acid was reused as water for purification. The outlet passage S15 has a piping position that is once higher than the stationary separator 5 so that the stationary separator 5 is filled with water.

以上のように、特殊な攪拌装置または充填物を用いることなく、滞留時間合計6分30秒という極めて小さい装置で、テレフタル酸プラント1の廃水中に含まれるパラトルイル酸を90重量%回収することができた。   As described above, 90% by weight of paratoluic acid contained in the waste water of the terephthalic acid plant 1 can be recovered with an extremely small apparatus having a total residence time of 6 minutes 30 seconds without using a special stirring apparatus or packing. did it.

本発明の一態様を示した説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating one embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 テレフタル酸プラント
2 スタティックミキサー
3 静置分離器
4 スタティックミキサー
5 静置分離器
6 ポンプ
7 ポンプ
8 流量調節器
9 流量調節器
10 流量調節器
11 流量調節器
S1 テレフタル酸プラント廃水排出路
S2 廃水第一段スタティックミキサー供給路
S3 パラキシレン供給路
S4 パラキシレン第一段スタティックミキサー流量コントロール計供給路
S5 パラキシレン第一段スタティックミキサー供給路
S6 第一段静置分離器供給路
S7 第一段静置分離器パラキシレン出口路
S8 第一段静置分離器パラキシレン返送路
S9 第一段静置分離器廃水出口路
S10 パラキシレン第ニ段スタティックミキサー流量コントロール計供給路
S11 パラキシレン第ニ段スタティックミキサー供給路
S12 第ニ段静置分離器供給路
S13 第ニ段静置分離器パラキシレン出口路
S14 第ニ段静置分離器パラキシレン返送路
S15 第ニ段静置分離器廃水出口路
1 terephthalic acid plant 2 static mixer 3 static separator 4 static mixer 5 static separator 6 pump 7 pump 8 flow controller 9 flow controller 10 flow controller 11 flow controller S1 terephthalic acid plant wastewater discharge path S2 Single-stage static mixer supply path S3 Para-xylene supply path S4 Para-xylene first-stage static mixer flow control meter supply path S5 Para-xylene first-stage static mixer supply path S6 First-stage static separator supply path S7 First-stage stationary Separator paraxylene outlet path S8 First stage static separator paraxylene return path S9 First stage static separator waste water outlet path S10 Paraxylene second stage static mixer Flow control meter supply path S11 Paraxylene second stage static mixer Supply path S12 Second stage stationary separator supply path S1 Second stage stationary separator paraxylene outlet passage S14 Second stage stationary separator paraxylene return path S15 Second stage stationary separator waste outlet passage

Claims (11)

廃水と廃水から目的とする成分を抽出するための抽出剤とを、それらを混合する構造をもった配管に流して混合した後、混合液を重力を利用して減速させながら容器に供給し、静置して液々分離することを特徴とする液々抽出方法。   After flowing and mixing the waste water and the extractant for extracting the target component from the waste water through a pipe having a structure for mixing them, the mixture is supplied to the container while decelerating using gravity, A liquid-liquid extraction method characterized in that the liquid is separated by standing. 前記混合液を重力を利用して減速させながら容器の下部から供給することを特徴とする請求項1に記載の液々抽出方法。   The liquid-liquid extraction method according to claim 1, wherein the liquid mixture is supplied from the lower part of the container while being decelerated using gravity. 廃水と廃水から目的とする成分を抽出するための抽出剤とを、それらを混合する構造をもった配管に流して混合した後、混合液を容器の下部から供給し、静置して液々分離することを特徴とする液々抽出方法。   After flowing and mixing the waste water and the extractant for extracting the target component from the waste water through a pipe having a structure that mixes them, the mixed liquid is supplied from the lower part of the container, and left to stand. A liquid-liquid extraction method characterized by separating. 前記配管がスタティックミキサーであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の液々抽出方法。   The liquid extraction method according to claim 1, wherein the pipe is a static mixer. 前記配管を上下方向に配置し、軽液が分散相である場合は流れを上から下にし、重液が分散相である場合は流れを下から上にすることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の液々抽出方法。   The pipes are arranged in the vertical direction, and when the light liquid is in the dispersed phase, the flow is from top to bottom, and when the heavy liquid is in the dispersed phase, the flow is from bottom to top. 5. The liquid-liquid extraction method according to any one of 4 above. 前記容器が加圧下にあり、容器の圧力を用いて廃水および抽出剤を抜き出すことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の液々抽出方法。   The liquid-liquid extraction method according to claim 1, wherein the container is under pressure, and waste water and an extractant are extracted using the pressure of the container. 前記容器が満水状態であり、気相と液相間の液面コントロール装置および圧力コントロール装置を有しないことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の液々抽出方法。   The liquid-liquid extraction method according to any one of claims 1 to 6, wherein the container is full and does not have a liquid level control device and a pressure control device between a gas phase and a liquid phase. 前記容器に流入する廃水量または抽出剤量に基づいてカスケード制御された流量コントロールによって、静置分離後の廃水および抽出剤を各々抜き出すことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の液々抽出方法   The waste water and the extractant after stationary separation are each extracted by a flow rate control that is cascade-controlled based on the amount of waste water or the amount of the extractant flowing into the container. Liquid extraction method 前記容器が容器の高さの10〜70%の高さを有する仕切り板を具備し、前記混合液を供給した側と反対側の下部より液々分離した重液を抜き出し、前記混合液を供給した側と反対側の上部より液々分離した軽液を抜き出すことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の液々抽出方法。   The container is provided with a partition plate having a height of 10 to 70% of the height of the container, and the heavy liquid separated from the lower part on the side opposite to the side where the mixed liquid is supplied is extracted and the mixed liquid is supplied. The liquid-liquid extraction method according to any one of claims 1 to 8, wherein a light liquid separated from the upper part on the opposite side to the dried side is extracted. 請求項1〜9のいずれかに記載の液々抽出方法を二段以上組合わせて多段抽出とすることを特徴とする液々抽出方法。   A liquid-liquid extraction method according to claim 1, wherein the liquid-liquid extraction method according to claim 1 is combined into two or more stages to form multi-stage extraction. 前記廃水がテレフタル酸プラントからの廃水であることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の液々抽出方法。   The liquid-liquid extraction method according to claim 1, wherein the waste water is waste water from a terephthalic acid plant.
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