JP2008511653A - Optimized production of aromatic dicarboxylic acids - Google Patents
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Abstract
芳香族ジカルボン酸(例えばテレフタル酸)を一層効率よく製造するための、最適化された方法及び装置が開示されている。一つの態様に於いて、この方法/装置は、最初の酸化スラリーの液相中に存在する残留テレフタル酸を回収し、そして精製することによって、コストを低下させる。別の態様に於いて、この方法装置は、水素化されていない酸粒子を含有する最終コンポジット製品を形成させることによって、水素化に付随するコストを低下させる。 An optimized method and apparatus for more efficiently producing aromatic dicarboxylic acids (eg, terephthalic acid) is disclosed. In one embodiment, the method / apparatus reduces costs by recovering and purifying residual terephthalic acid present in the liquid phase of the initial oxidation slurry. In another embodiment, the process apparatus reduces the costs associated with hydrogenation by forming a final composite product containing non-hydrogenated acid particles.
Description
本発明は、一般的に、芳香族ジカルボン酸、例えばテレフタル酸の製造に関する。本発明の一つの面は、芳香族ジカルボン酸を製造するための一層効率のよい方法及び装置に関する。本発明の別の面は、芳香族ジカルボン酸生成物の純度を制御するための方法及び装置に関する。 The present invention relates generally to the production of aromatic dicarboxylic acids, such as terephthalic acid. One aspect of the present invention relates to a more efficient method and apparatus for producing aromatic dicarboxylic acids. Another aspect of the invention relates to a method and apparatus for controlling the purity of an aromatic dicarboxylic acid product.
テレフタル酸(TPA)は、ポリエステルフィルム、包装材料及びボトルの生産に於いて使用される線状ポリエステル樹脂の製造に於ける、基本的構築ブロックの一つである。このようなポリエステル樹脂の生産に於いて使用されるTPAは、一定の最低純度必要条件に適合しなくてはならない。 Terephthalic acid (TPA) is one of the basic building blocks in the production of linear polyester resins used in the production of polyester films, packaging materials and bottles. The TPA used in the production of such polyester resins must meet certain minimum purity requirements.
TPAの精製された状態は、主として、市販の粗製グレードのTPA中に顕著な量で存在する、4−カルボキシベンズアルデヒド(4−CBA)及びパラ−トルイル酸(p−TAc)の顕著な濃度の不存在を指す。4−CBA及びp−TAcは、共に、パラ−キシレンの接触酸化によるTPAの生産の際に形成される部分酸化生成物である。TPAの精製形は、また、粗製材料に特徴的な黄色相を与える着色体の不存在を指す。この着色体は、ベンジル、フルオレノン及び/又はアントラキノンの構造を有する芳香族化合物である。4−CBA及びp−TAcは、これらが、ポリエチレンテレフタレート(PET)の製造の際のTPAとエチレングリコールとの間の縮合反応の間に連鎖停止剤として作用するので、重合工程にとって特に有害である。 The purified state of TPA is mainly due to the absence of significant concentrations of 4-carboxybenzaldehyde (4-CBA) and para-toluic acid (p-TAc) present in significant amounts in commercially available crude grade TPA. Refers to existence. 4-CBA and p-TAc are both partial oxidation products formed during the production of TPA by catalytic oxidation of para-xylene. The purified form of TPA also refers to the absence of color bodies that give the crude material a characteristic yellow phase. This colored body is an aromatic compound having a structure of benzyl, fluorenone and / or anthraquinone. 4-CBA and p-TAc are particularly detrimental to the polymerization process because they act as chain terminators during the condensation reaction between TPA and ethylene glycol in the production of polyethylene terephthalate (PET). .
TPAを製造するための典型的な方法に於いて、一次酸化反応器からスラリーが取り出される。このスラリーには、液体の母液及び固体の粗製テレフタル酸(CTA)粒子が含有されている。CTA粒子は、典型的に液体の母液から分離され、次いで精製に付すことによって精製されたテレフタル酸(PTA)を製造する。分離された母液は、典型的に、廃棄物質を除去するように処理し、次いで一次酸化反応器に再循環させる。一次酸化反応器内で製造されたTPAの大部分は、固体CTA粒子として存在するが、一次酸化反応器内で製造されたTPAの一部は、液体の母液中に存在する。一般的な方法に於いて、液体の母液中のTPAは、それを回収し、そして精製しなかった場合には、潜在的な収率低下を示す。 In a typical process for producing TPA, the slurry is removed from the primary oxidation reactor. This slurry contains a liquid mother liquor and solid crude terephthalic acid (CTA) particles. CTA particles are typically separated from a liquid mother liquor and then subjected to purification to produce purified terephthalic acid (PTA). The separated mother liquor is typically treated to remove waste material and then recycled to the primary oxidation reactor. Most of the TPA produced in the primary oxidation reactor is present as solid CTA particles, while some of the TPA produced in the primary oxidation reactor is present in the liquid mother liquor. In a typical process, TPA in a liquid mother liquor will show a potential yield drop if it is recovered and not purified.
PTAを製造するための一つの一般的なCTAの精製方法は、水素化処理によるものであり、その場合には、4−CBAはp−TAcにまで水素化され、そして着色体は無色の固体化合物にまで水素化される。水素化による精製を実施するために、固体CTA粒子を、典型的に、溶媒(例えば水)中に溶解させ、そして得られた溶液を、水素化触媒の存在下での液相水素化に付す。黄色性を減少させるためには有効であるが、水素化によるCTAの精製は、それがエネルギー、水素、水及び触媒を消費するので、高価であり得る。従って、運転コストの観点から、適切な純度のTPA固体を製造するために必要な水素化の量を最小にすることが望ましい。 One common method of purifying CTA to produce PTA is by hydrotreating, in which case 4-CBA is hydrogenated to p-TAc and the color is a colorless solid. Hydrogenated to compound. In order to carry out purification by hydrogenation, solid CTA particles are typically dissolved in a solvent (eg water) and the resulting solution is subjected to liquid phase hydrogenation in the presence of a hydrogenation catalyst. . While effective in reducing yellowness, purification of CTA by hydrogenation can be expensive because it consumes energy, hydrogen, water and catalyst. Therefore, from the standpoint of operating costs, it is desirable to minimize the amount of hydrogenation required to produce a suitably pure TPA solid.
本発明の一つの態様は、下記の工程、即ち、(a)第一の量のテレフタル酸を含有する固相及び第二の量のテレフタル酸を含有する液相を含むスラリーを用意し、(b)第一量のテレフタル酸の少なくとも一部を酸化処理に付すことによって酸化処理されたテレフタル酸を製造し、そして(c)第二の量のテレフタル酸の少なくとも一部を水素化処理に付すことによって水素化処理されたテレフタル酸を製造する工程を含んでなる方法に関する。 One embodiment of the present invention provides a slurry comprising the following steps: (a) a solid phase containing a first amount of terephthalic acid and a liquid phase containing a second amount of terephthalic acid; b) producing an oxidized terephthalic acid by subjecting at least a portion of the first amount of terephthalic acid to an oxidation treatment; and (c) subjecting at least a portion of the second amount of terephthalic acid to a hydrotreatment. To a process comprising the step of producing hydrotreated terephthalic acid.
本発明の別の態様は、下記の工程、即ち、(a)パラ−キシレンを最初の酸化反応器内で酸化することによって最初のテレフタル酸を製造し、(b)最初のテレフタル酸の第一の部分を水素化処理に付すことによって水素化処理されたテレフタル酸を製造し、そして(c)水素化処理されたテレフタル酸の少なくとも一部を、工程(b)の水素化に付さなかった水素化されていないテレフタル酸と一緒にする工程を含み、水素化されていないテレフタル酸が、最初のテレフタル酸の第二の部分に由来する方法に関する。 Another aspect of the present invention is to prepare the initial terephthalic acid by the following steps: (a) oxidizing para-xylene in the initial oxidation reactor, and (b) first terephthalic acid first. The hydrotreated terephthalic acid was produced by subjecting a portion of the mixture to hydrogenation, and (c) at least a portion of the hydrotreated terephthalic acid was not subjected to the hydrogenation of step (b). The method involves the step of combining with unhydrogenated terephthalic acid, wherein the unhydrogenated terephthalic acid is derived from the second part of the initial terephthalic acid.
本発明の更に別の態様は、下記の工程、即ち、(a)母液及びテレフタル酸を含む液相媒体を蒸発ゾーンの中に導入し、(b)液相媒体からの母液の少なくとも一部を蒸発させることによって、母液の蒸発しなかった部分及び実質的に全てのテレフタル酸を含む濃縮された媒体を形成し、(c)蒸発しなかった母液の少なくとも一部を洗浄媒体によって置き換えることによって、この洗浄媒体及びテレフタル酸からを含む水素化媒体を得、そして(d)水素化媒体の少なくとも一部を水素化処理に付すことによって水素化処理された媒体を形成する工程を含んでなる方法に関する。 Yet another aspect of the present invention provides the following steps: (a) introducing a liquid phase medium comprising mother liquor and terephthalic acid into the evaporation zone; and (b) at least part of the mother liquor from the liquid phase medium. Evaporating to form a non-evaporated portion of the mother liquor and a concentrated medium containing substantially all of the terephthalic acid, and (c) replacing at least a portion of the non-evaporated mother liquor with a washing medium, Obtaining a hydrogenation medium comprising the washing medium and terephthalic acid, and (d) forming a hydrotreated medium by subjecting at least a portion of the hydrogenated medium to a hydrotreatment. .
本発明のなお別の態様は、最初の酸化反応器、任意的な二次酸化反応器、固体/液体分離器、水素化システム及び組合せゾーンを含む装置に関する。最初の酸化反応器は最初の反応器出口を有する。任意の二次酸化反応器は二次反応器入口及び二次反応器出口を有する。二次反応器入口は最初の反応器出口と連通状態で結合されている。固体/液体分離器は、分離器入口、分離された固体出口及び分離された液体出口を有する。分離器入口は、最初の反応器出口及び/又は二次反応器出口と連通状態で結合されている。水素化システムは、水素化システム入口及び水素化システム出口を有する。水素化システム入口は、分離された液体出口と連通状態で結合されている。組合せゾーンは、水素化された固体入口、水素化されていない固体入口及びコンポジット固体出口を有する。水素化された固体入口は水素化システム出口と連通状態で結合されており、そして水素化されていない固体入口は分離された固体出口と連通状態で結合されている。 Yet another aspect of the invention relates to an apparatus comprising an initial oxidation reactor, an optional secondary oxidation reactor, a solid / liquid separator, a hydrogenation system and a combined zone. The first oxidation reactor has an initial reactor outlet. An optional secondary oxidation reactor has a secondary reactor inlet and a secondary reactor outlet. The secondary reactor inlet is connected in communication with the first reactor outlet. The solid / liquid separator has a separator inlet, a separated solid outlet, and a separated liquid outlet. The separator inlet is coupled in communication with the first reactor outlet and / or the secondary reactor outlet. The hydrogenation system has a hydrogenation system inlet and a hydrogenation system outlet. The hydrogenation system inlet is coupled in communication with a separated liquid outlet. The combination zone has a hydrogenated solid inlet, a non-hydrogenated solid inlet, and a composite solid outlet. The hydrogenated solid inlet is coupled in communication with the hydrogenation system outlet, and the non-hydrogenated solid inlet is coupled in communication with the separated solid outlet.
図1は、一次/最初の酸化反応器10内で製造されたテレフタル酸(TPA)を、酸化処理及び水素化処理の両方によって精製する、本発明の態様を例示する。図1に示す態様の第一工程に於いて、酸化性化合物(例えばパラ−キシレン)、溶媒(例えば酢酸+水)及び触媒系(例えばCo+Mn+Br)を含有する主として液相の供給物流を、一次酸化反応器10の中に導入する。また、分子状酸素を含有する主として気相の酸化剤流を、一次酸化反応器10の中に導入する。液相供給物流と気相供給物流とは、酸化反応器10内で多相反応媒体を形成する。酸化性化合物は反応器10内に含まれる反応媒体の液相中で部分的酸化を受ける。
FIG. 1 illustrates an embodiment of the invention in which terephthalic acid (TPA) produced in a primary /
一次酸化反応器10は、好ましくは攪拌型反応器である。酸化反応器10内の反応媒体の攪拌は、当該技術分野で公知の任意の手段によって与えることができる。本明細書で使用する用語「攪拌」は、反応媒体の中に消散されて、流体流れ及び/又は混合を起こす仕事を示すものとする。一つの態様に於いて、一次酸化反応器10は、反応媒体を機械的に攪拌するための手段が取り付けられた機械式攪拌型反応器である。本明細書で使用する用語「機械式攪拌」は、反応媒体に対する又は反応媒体内の、硬質又は軟質要素(群)の物理的移動によって起こされる反応媒体の攪拌を示すものとする。例えば、機械式攪拌は、反応媒体中に配置されている、内部攪拌機、パドル、振動機又は音響ダイヤフラムの、回転、揺動及び/又は振動によって与えることができる。本発明の好ましい態様に於いて、一次酸化反応器10は、気泡塔反応器である。本明細書で使用する用語「気泡塔反応器」は、多相反応媒体中で化学反応を容易に実施するための反応器を示すものとし、この場合、反応媒体の攪拌は、主として、反応媒体を通過する気泡の上方移動によって与えられる。本明細書で使用する用語「大部分」、「主として」及び「優勢的に」は、50%よりも多くを意味するものとする。
The
一次酸化反応器10の中に導入される液相供給物流中に存在する酸化性化合物は、好ましくは、少なくとも1個のヒドロカルビル基を含む。更に好ましくは、この酸化性化合物は芳香族化合物である。なお更に好ましくは、酸化性化合物は、少なくとも1個の結合したヒドロカルビル基又は少なくとも1個の結合した置換されたヒドロカルビル基又は少なくとも1個の結合したヘテロ原子又は少なくとも1個の結合したカルボン酸官能基(−COOH)を有する芳香族化合物である。なお更に好ましくは、酸化性化合物は、それぞれの結合した基が炭素数1〜5である、少なくとも1個の結合したヒドロカルビル基又は少なくとも1個の結合した置換されたヒドロカルビル基を有する芳香族化合物である。よりなお更に好ましくは、酸化性化合物は、それぞれの結合した基が、正確に1個の炭素原子を含み、そしてメチル基及び/又は置換されたメチル基及び/又は最大1個のカルボン酸基を含む、正確に2個の結合した基を有する芳香族化合物である。よりなお更に好ましくは、酸化性化合物は、パラ−キシレン、メタ−キシレン、パラ−トルアルデヒド、メタ−トルアルデヒド、パラ−トルイル酸、メタ−トルイル酸及び/又はアセトアルデヒドである。最も好ましくは、酸化性化合物はパラ−キシレンである。
The oxidizing compound present in the liquid phase feed stream introduced into the
本明細書で定義する「ヒドロカルビル基」は、水素原子に又は他の炭素原子にのみ結合されている、少なくとも1個の炭素原子である。本明細書で定義する「置換されたヒドロカルビル基」は、少なくとも1個のヘテロ原子及び少なくとも1個の水素原子に結合された、少なくとも1個の炭素原子である。本明細書で定義する「ヘテロ原子」は、炭素原子及び水素原子以外の全ての原子である。本明細書で定義する芳香族化合物は、好ましくは少なくとも6個の炭素原子を有する、なお更に好ましくは環の部分として炭素原子のみを有する、芳香族環を含む。このような芳香族環の適切な例には、これらに限定するものではないが、ベンゼン、ビフェニル、ターフェニル、ナフタレン及び他の炭素系縮合芳香族環が含まれる。 A “hydrocarbyl group” as defined herein is at least one carbon atom that is bonded only to hydrogen atoms or to other carbon atoms. A “substituted hydrocarbyl group”, as defined herein, is at least one carbon atom bonded to at least one heteroatom and at least one hydrogen atom. A “heteroatom” as defined herein is any atom other than a carbon atom and a hydrogen atom. Aromatic compounds as defined herein include aromatic rings, preferably having at least 6 carbon atoms, and even more preferably having only carbon atoms as part of the ring. Suitable examples of such aromatic rings include, but are not limited to, benzene, biphenyl, terphenyl, naphthalene, and other carbon-based fused aromatic rings.
一次酸化反応器10の中に導入される液相供給物流中に存在する酸化性化合物の量は、好ましくは約2〜約40重量%の範囲内、更に好ましくは約4〜約20重量%の範囲内、最も好ましくは6〜15重量%の範囲内である。
The amount of oxidizing compound present in the liquid phase feed stream introduced into the
一次酸化反応器10の中に導入される液相供給物流中に存在する溶媒は、好ましくは酸成分及び水成分を含む。この溶媒は、好ましくは、液相供給物流中に、約60〜約98重量%の範囲内、更に好ましくは約80〜約96重量%の範囲内、最も好ましくは85〜94重量%の範囲内の濃度で存在する。溶媒の酸成分は、好ましくは炭素数1〜6の、更に好ましくは炭素数2の有機低分子量モノカルボン酸である。最も好ましくは、溶媒の酸成分は酢酸である。好ましくは、この酸成分は、溶媒の少なくとも約75重量%、更に好ましくは溶媒の少なくとも約80重量%、最も好ましくは溶媒の85〜98重量%を構成し、残りは水である。
The solvent present in the liquid phase feed stream introduced into the
一次酸化反応器10の中に導入される液相供給物流には、また、触媒系が含有されていてよい。この触媒系は、好ましくは、酸化性化合物の部分酸化を促進することができる、均一液相触媒系である。更に好ましくは、この触媒系は、少なくとも1種の多価遷移金属からなる。なお更に好ましくは、多価遷移金属はコバルトを含む。なお更に好ましくは、この触媒系はコバルト及び臭素を含む。最も好ましくは、この触媒系はコバルト、臭素及びマンガンを含む。
The liquid phase feed stream introduced into the
コバルトが触媒系中に存在するとき、液相供給物流中に存在するコバルトの量について、反応媒体の液相中のコバルトの濃度は、約300〜約6,000ppmw(重量で100万当たりの部)の範囲内、更に好ましくは約700〜約4,200ppmwの範囲内、最も好ましくは1,200〜3,000ppmwの範囲内に維持されるようなものであることが好ましい。触媒系中に臭素が存在するとき、液相供給物流中に存在する臭素の量について、反応媒体の液相中の臭素の濃度は、約300〜約5,000ppmwの範囲内、更に好ましくは約600〜約4,000ppmwの範囲内、最も好ましくは900〜3,000ppmwの範囲内に維持されるようなものであることが好ましい。触媒系中にマンガンが存在するとき、液相供給物流中に存在するマンガンの量について、反応媒体の液相中のマンガンの濃度は、約20〜約1,000ppmwの範囲内、更に好ましくは約40〜約500ppmwの範囲内、最も好ましくは50〜200ppmwの範囲内に維持されるようなものであることが好ましい。 When cobalt is present in the catalyst system, for the amount of cobalt present in the liquid phase feed stream, the concentration of cobalt in the liquid phase of the reaction medium is about 300 to about 6,000 ppmw (parts per million by weight). ), More preferably within the range of about 700 to about 4,200 ppmw, and most preferably within the range of 1,200 to 3,000 ppmw. When bromine is present in the catalyst system, the concentration of bromine in the liquid phase of the reaction medium is within the range of about 300 to about 5,000 ppmw, more preferably about about the amount of bromine present in the liquid phase feed stream. It is preferred that it be maintained in the range of 600 to about 4,000 ppmw, most preferably in the range of 900 to 3,000 ppmw. When manganese is present in the catalyst system, the concentration of manganese in the liquid phase of the reaction medium is within the range of about 20 to about 1,000 ppmw, more preferably about about the amount of manganese present in the liquid phase feed stream. It is preferred that it be maintained in the range of 40 to about 500 ppmw, most preferably in the range of 50 to 200 ppmw.
一次酸化反応器10の中に導入される触媒系中のコバルトの臭素に対する重量比(Co:Br)は、好ましくは約0.25:1〜約4:1の範囲内、更に好ましくは約0.5:1〜約3:1の範囲内、最も好ましくは0.75:1〜2:1の範囲内である。導入される触媒系中のコバルトのマンガンに対する重量比(Co:Mn)は、好ましくは約0.3:1〜約40:1の範囲内、更に好ましくは約5:1〜約30:1の範囲内、最も好ましくは10:1〜25:1の範囲内である。
The weight ratio of cobalt to bromine (Co: Br) in the catalyst system introduced into the
酸化の間に、酸化性化合物(例えばパラ−キシレン)を、一次酸化反応器10の中に、少なくとも約5,000kg/hrの速度で、更に好ましくは約10,000〜約80,000kg/hrの範囲内の速度で、最も好ましくは20,000〜50,000kg/hrの範囲内の速度で連続的に導入するのが好ましい。酸化の間に、酸化反応器10の中に入る、溶媒の質量流量の、酸化性化合物の質量流量に対する比は、約2:1〜約50:1の範囲内、更に好ましくは約5:1〜約40:1の範囲内、最も好ましくは7.5:1〜25:1の範囲内に維持するのが好ましい。
During oxidation, an oxidizing compound (e.g., para-xylene) is fed into the
一次酸化反応器10の中に導入される優勢的に気相の酸化剤流は、約5〜約40モル%の範囲内の分子状酸素、更に好ましくは約15〜約30モル%の範囲内の分子状酸素、最も好ましくは18〜24モル%の範囲内の分子状酸素を含む。酸化剤流の残りは、主として、ガス又はガス群、例えば、酸化に対して不活性である窒素を含むことが好ましい。更に好ましくは、酸化剤流は、分子状酸素及び窒素から本質的になる。最も好ましくは、酸化剤流は、約21モル%の分子状酸素及び約78〜約81モル%の窒素からなる乾燥空気である。本発明の代わりの態様に於いて、酸化剤流は実質的に純粋な酸素からなっていてよい。
The predominant gas phase oxidant stream introduced into the
一次酸化反応器10内での液相酸化の間に、酸化剤流を、化学量論的酸素要求量を幾らか超える分子状酸素を与えるような量で、反応器10の中に導入するのが好ましい。従って、反応器10の中に入る、酸化剤流(例えば空気)の質量流量の、酸化性化合物(例えば、パラ−キシレン)の質量流量に対する比は、約0.5:1〜約20:1の範囲内、更に好ましくは約1:1〜約10:1の範囲内、最も好ましくは2:1〜6:1の範囲内に維持するのが好ましい。
During the liquid phase oxidation in the
反応器10内で行われる液相酸化反応は、好ましくは、固体を生じる沈殿反応である。更に好ましくは、反応器10内で行われる液相酸化反応は、酸化反応器10の中に導入される酸化性化合物(例えばパラ−キシレン)の少なくとも約10重量%が、反応媒体中に固体(例えばCTA粒子)を形成するようにする。なお更に好ましくは、この液相酸化は、酸化性化合物の少なくとも約50重量%が、反応媒体中に固体を形成するようにする。最も好ましくは、この液相酸化は、酸化性化合物の少なくとも90重量%が、反応媒体中に固体を形成するようにする。反応媒体中の固体の全量は、約5〜約40重量%の範囲内、なお更に好ましくは約10〜約35重量%の範囲内、最も好ましくは15〜30重量%の範囲内に維持するのが好ましい。
The liquid phase oxidation reaction performed in the
酸化反応器10内での酸化の間に、多相反応媒体は、好ましくは約125〜約225℃の範囲内、更に好ましくは約150〜約180℃の範囲内、最も好ましくは155〜165℃の範囲内の上昇した温度に維持する。酸化反応器10内のオーバーヘッド圧力は、好ましくは約1〜約20バール大気(bara)の範囲内、更に好ましくは約3.5〜約13baraの範囲内、最も好ましくは5.2〜6.9baraの範囲内に維持する。
During oxidation in
図1に示すように、粗製生成物スラリーが一次酸化反応器10の出口からライン12を経て取り出される。ライン12内の粗製生成物スラリーの固相は、主として、粗製テレフタル酸(CTA)の固体粒子から形成されている。ライン12内の粗製生成物スラリーの液相は、溶媒の少なくとも一部、触媒系及び少量の溶解したTPAを含む液体の母液である。この母液中に存在するTPAの量は、好ましくは、一次酸化反応器10から出る粗製生成物スラリー中に存在する全TPAの約10重量%よりも少なく、更に好ましくは全TPAの約0.1〜約5重量%の範囲内、最も好ましくは全TPAの0.5〜3重量%の範囲内である。ライン12内の粗製生成物スラリーの固体含有量は、好ましくは、前記の一次酸化反応器10内の反応媒体の固体含有量と同じである。
As shown in FIG. 1, the crude product slurry is removed from the outlet of the
本発明の一つの態様に於いて、ライン12内の粗製生成物スラリーは、酸化処理による精製のために、二次酸化反応器14に直接移送する。代替態様に於いて、任意的な液体除去システム16が、二次酸化反応器14の中への導入の前に、粗製生成物スラリーから液体の母液の少なくとも一部を除去するために使用する。液体除去システム16は、ライン12内の粗製生成物スラリーから母液の少なくとも一部を除去/分離するための種々の異なった装置を使用することができる。例えば、液体除去システム16は、粗製生成物スラリーから母液の少なくとも一部を分離し、そして除去された母液の少なくとも一部を置き換えるために、清浄な置き換え溶媒を使用する、液体交換システムであってよい。液体除去システム16内での固体からの母液の分離は、適当な固体/液体分離器、例えばデカンター遠心機、ロータリーディスク遠心機、ベルトフィルター又はロータリー真空フィルターを使用して達成できる。液体除去システム16を使用するとき、除去された母液は、更なる処理(以下に詳細に説明する)のためにライン18を通過し、一方、得られた粗製生成物スラリーは、ライン20を通って、二次酸化反応器14の方に進む。
In one embodiment of the invention, the crude product slurry in line 12 is transferred directly to
二次酸化反応器14に於いて、粗製生成物スラリーは酸化処理による精製に付す。二次酸化反応器14は、好ましくは攪拌型反応器、最も好ましくは機械式攪拌型反応器である。二次酸化剤流が、二次酸化のために必要な分子状酸素を供給するために、二次酸化反応器14に供給される。必要な場合、追加の触媒を添加することもできる。二次酸化反応器14の中に導入された粗製生成物スラリーには、顕著な量の不純物、例えば4−カルボキシベンズアルデヒド(4−CBA)及びパラ−トルイル酸(p−TAc)が含有されている。二次酸化反応器14内での酸化処理は、好ましくはTPAへの4−CBA及びp−TAcの実質的部分の酸化を起こす。
In the
二次酸化反応器14内で酸化が行われる温度は、好ましくは一次酸化反応器10内の酸化の温度よりも、少なくとも約10℃高く、更に好ましくは約20〜約80℃の範囲内ほど高く、最も好ましくは30〜50℃の範囲内ほど高い。二次酸化反応器14の運転のために必要な追加の熱は、蒸発した溶媒を二次酸化反応器に供給し、そしてその中で蒸発した溶媒を凝縮させることによって与えることができる。二次酸化反応器内の酸化温度は、好ましくは約175〜約250℃の範囲内、更に好ましくは約185〜約230℃の範囲内、最も好ましくは195〜210℃の範囲内に維持する。二次酸化反応器14内の酸化圧力は、好ましくは約2〜約30baraの範囲内、更に好ましくは約4.5〜約18.3baraの範囲内、最も好ましくは13.4〜17.2baraの範囲内に維持される。
The temperature at which the oxidation takes place in the
酸化処理されたスラリーは二次酸化反応器14からライン22を経て排出する。酸化処理されたスラリーの固相は、主として、精製されたテレフタル酸(PTA)粒子から形成され、一方、液相は、酸化処理された母液から形成される。ライン22内の酸化処理されたスラリーの固体含有量は、好ましくはライン12内の粗製生成物スラリーの固体含有量について前に開示したのと同じ範囲内である。
The oxidized slurry is discharged from the
ライン22内の酸化処理されたスラリーは、酸化処理された母液の除去及び固体PTA粒子の回収のために、固体回収システム24に移送する。固体回収システムは、好ましくは、少なくとも1個の固体/液体分離器及び少なくとも1個の乾燥機を含む。固体回収システム24の一部として使用される固体/液体分離器は、任意の一般的な固体/液体分離器、例えばデカンター遠心機、ロータリーディスク遠心機、ベルトフィルター又はロータリー真空フィルターであってもよい。固体/液体分離器内で分離された固体は、次いで、当該技術分野で公知の任意の適当な乾燥機を使用して乾燥させることができる。回収され、乾燥されたPTA固体は、固体回収システム24からライン26を経て排出する。分離され、酸化処理された母液は、固体回収システム24からライン28を経て排出する。
The oxidized slurry in line 22 is transferred to
ライン28内の分離された母液は、存在する場合、ライン18内の任意の分離された母液と組合せることができる。少量の残留TPAを含有する、ライン30内の一緒にされた母液流は、次いで、残留TPAの回収システム32に向けることができる。残留TPAの回収は、好ましくは少なくとも1個の蒸発器34及び固体/液体分離器36を含む。蒸発器34は、母液から、溶媒(例えば酢酸及び水)の実質的な部分を除去するために運転することができる。蒸発された溶媒は、蒸発器34からライン38を経て排出する。好ましくは、蒸発器34は、大気圧以上(例えば1〜10気圧)で運転する第一の蒸発器ゾーン及び真空条件で運転する第二の蒸発器ゾーンを含む。第二の蒸発器ゾーンは、好ましくは約10〜約100℃の範囲内、更に好ましくは約20〜約70℃の範囲内、最も好ましくは30〜50℃の範囲内の温度に維持する。蒸発器34の中に導入する母液の少なくとも約25重量%が蒸発し、そしてライン38を経て排出するのが好ましく、更に好ましくは、蒸発器34の中に導入する母液の少なくとも約50重量%が蒸発し、そしてライン38を経て排出し、そして最も好ましくは、蒸発器34の中に導入する母液の75〜99重量%の範囲内が蒸発し、そしてライン38を経て排出する。
The separated mother liquor in
濃縮されたスラリーは蒸発器34からライン40を経て排出する。ライン40内の濃縮されたスラリーは、好ましくは、約10重量%よりも多い固体TPA粒子及び90重量%よりも少ない液体を含有する。ライン40内の濃縮されたスラリーは、一次酸化反応器からライン12を経て排出される全TPAの約10重量%未満、更に好ましくは反応器10からの全TPAの約0.1〜約5重量%の範囲、最も好ましくは反応器10からの全TPAの0.5〜3重量%の範囲を含む。
The concentrated slurry is discharged from the evaporator 34 via
ライン40内の濃縮されたスラリーは、固体/液体分離器36の中に導入し、そこで残留する液体の母液の実質的にすべてを、濃縮されたスラリーから除去する。除去された母液は、固体/液体分離器36からライン42を経て排出し、そして続いて、ライン38内の蒸発された母液と組合せる。ライン44内の組合わされた母液は、次いで、反応器10の中に導入される液相供給物流と組合せて、一次酸化反応器10に再循環することができるが、組合わされたすべての母液の一部をプロセスから除去することができる。
The concentrated slurry in
固体/液体分離器36は、好ましくは、図2に示される装置と同様のロータリードラム圧力フィルター装置を使用する。図2のロータリードラム圧力フィルターは、ハウジング50及びハウジング50内に回転可能に配置されたロータリドラムフィルター52を含む。ハウジング50の内側と、ロータリードラムフィルター52の外側との間に、環状部分が規定されている。この環状部分は、シール54a、54b、54c、54d、54e、54fによって種々の分離されたゾーンに分割されている。濾過ゾーン56は、シール54aと54bとの間の環状部分内に規定されている。洗浄ゾーン58は、シール54bと54eとの間の環状部分内に規定されている。乾燥/脱水ゾーン60は、シール54eと54fとの間の環状部分内に規定されている。ハウジング50は、シール54fと54aとの間で開いている。ハウジング50のこの開放部分は、排出ゾーン62及び布洗浄ゾーン64を含む。
The solid /
再び図2を参照して、ロータリードラムフィルター52は、ドラムの周辺部上に配置された複数個のフィルターセル66を規定している。それぞれのフィルターセル66の底は、フィルター媒体(例えば合成布、単一層金属又は多層金属)から形成されている。フィルター媒体を通過する液体流は、フィルター媒体を横切る圧力差を作ることによって起こされる。それぞれのフィルターセル66は、液体を、ロータリードラムフィルター52の回転軸の方に内側に排出するための、それ自体の出口を有する。軸の方向に並べられたフィルターセル66の出口は、マニホールドで集められている。マニホールド(図示せず)は、ロータリードラムフィルター52と共に回転し、そして、ゾーン56、58及び60から排出される液体を、分離して保持するのを可能にするような方法でマニホールドからの液体を集めるサービス/コントロールヘッド(図示せず)と連通している。
Referring again to FIG. 2, the
ハウジング50は、濾過ゾーン56と連通している濃縮されたスラリー入口68、洗浄ゾーン58と連通している洗浄供給物入口70及び乾燥/脱水ゾーン60と連通している乾燥ガス入口72を規定している。洗浄ゾーン58は、シール54c及び54dによって、最初の洗浄ゾーン74、中間の洗浄ゾーン76及び最終の洗浄ゾーン78に分割されている。ハウジング50及びロータリードラムフィルター52は、最初の洗浄ゾーン74から排出される濾液が、中間の洗浄ゾーン76に入ることを可能にし、そして中間の洗浄ゾーン76から排出される濾液が、最後の洗浄ゾーン78に入ることを可能にするように配置されている。
運転に於いて、ライン40内の濃縮されたスラリーは、スラリー入口68を経て濾過ゾーン56に入り、そしてロータリーフィルタードラム52の周辺部上のフィルターセル66内にフィルターケーク80を形成する。濾過ゾーン56内で、液体の母液は、それぞれのフィルターセル66の底から半径方向で内側の方に排出する。濾過ゾーン56から集められた母液は、ライン42を経て、この装置から排出することができる。濾過ゾーン56内で好ましい高さのフィルターケーク80を得ると、ロータリードラムフィルター52は回転して、フィルターケーク80は洗浄ゾーン58に入る。
In operation, the concentrated slurry in
洗浄ゾーン58に於いて、フィルターケーク80を、洗浄供給物入口70を経て最初の洗浄ゾーン74に入る洗浄供給物で洗浄する。洗浄供給物は、好ましくは、主として水から形成されている。最も好ましくは、洗浄供給物は、本質的に水からなる。最初の洗浄ゾーン74からの洗浄濾液は、次いで、中間の洗浄ゾーン76に移送され、そして中間の洗浄ゾーン76からの洗浄濾液は、最後の洗浄ゾーン78に移送される。次いで、この洗浄濾液は、ライン84を経て装置から排出することができる。本発明の一つの態様に於いて、ライン84内の洗浄濾液は、ライン42内の濾過された母液の中に組合わされる。洗浄ゾーン58に於いて適切に洗浄した後、ロータリードラムフィルター52が回転して、フィルターケーク80が乾燥/脱水ゾーン60に入るようになる。
In the
乾燥/脱水ゾーン60に於いて、ガス入口72を経て入り、洗浄されたフィルターケーク80を貫通して乾燥ガスを通過させることによって、洗浄されたフィルターケーク80から液体が除去される。洗浄されたフィルターケーク80を貫通したガス流は、ライン85を経て湿潤蒸気として装置から出る。フィルターケーク80がゾーン60内で乾燥/脱水された後、ロータリードラムフィルター52が回転して、乾燥したフィルターケーク80が排出ゾーン62に入るようになる。
In the drying /
排出ゾーン62に於いて、フィルターケーク80は、ロータリードラムフィルター52から外れ、そしてライン86を経て装置から出る。次いで、ロータリーフィルタードラム52は布洗浄ゾーン64の中に回転し、そこでフィルターセル66内に残留している任意の固体粒子を除去する。
In the
固体/液体分離器36として使用することができる適当な圧力フィルターは、西独ゾントーフェン(Sonthofen)、ゾントーフェン、D−8972のBHS−WERK社から入手可能な、BHS−FEST(登録商標)である。しかしながら、当該技術分野で公知である他の圧力フィルターが、図1の固体/液体分離器36により要求される機能を果たすことができる。他の適当な装置の例には、例えばベルトフィルター、フィルタープレス、遠心機、圧力葉状フィルター及び十字流フィルターが含まれる。本発明の一つの態様に於いて、固体/液体分離器は、2004年6月23日出願の米国特許出願番号第10/874,419号明細書(その開示の全部を参照して本明細書に含める)に記載されている圧力フィルターと実質的に同じ形状及び運転パラメーターを有する。
A suitable pressure filter that can be used as the solid /
再び図1を参照して、導管86を経て固体/液体分離器36から出る固体は、好ましくは、一次酸化反応器10及び/又は二次酸化反応器14から出るスラリーの液相に由来する残留TPA固体である。ライン86内のこれらの残留TPA粒子は、水素化システム88内での水素化処理による精製に付す。水素化システム88は、1個又はそれ以上の容器/ゾーンが含むことができる。好ましくは、水素化領域88は、最初の溶解ゾーン/容器を含み、そこでは、残留TPA固体は、上昇した温度で溶媒(好ましくは水)と組合わさり、それによって溶媒中への残留TPA固体の溶解を起こす。この溶媒及び残留TPA粒子は、好ましくは約0.5:1〜約50:1の範囲内、更に好ましくは約1:1〜10:1の範囲内、最も好ましくは1.5:1〜5:1の範囲内の、溶媒対TPA重量比で組合せられる。
Referring again to FIG. 1, the solids exiting solid /
溶媒中に残留TPA粒子が溶解した後、得られる溶液は、水素化システム88の水素化ゾーン/容器の中に導入し、そこで、溶液は、その中に存在するある種の不純物の水素化(例えば4−CBAのp−TAcへの及び/又はフロウレネオン(floureneones)のフロウレン(flourenes)への水素化)を起こすのに十分な条件下で、水素及び水素化触媒と接触させる。本発明の好ましい態様に於いて、水素化処理は、約200〜約400℃の範囲内、更に好ましくは約250〜約350℃の範囲内、最も好ましくは260〜320℃の範囲内の温度で実施する。水素化ゾーン/容器内の圧力は、好ましくは約5〜約200baraの範囲内、更に好ましくは約10〜約150baraの範囲内、最も好ましくは46.9〜113baraの範囲内に維持する。水素化のための平均空間速度は、好ましくは約150〜約2,500溶液kg/hr/触媒床立方メートル(kg/hr/m3)の範囲内、更に好ましくは約300〜約1,500kg/hr/m3の範囲内、最も好ましくは450〜850kg/hr/m3の範囲内に維持する。水素化ゾーン/容器に供給する水素の、水素化ゾーン/容器に供給する残留TPAに対するモル比は、好ましくは約5:1〜約500:1の範囲内、更に好ましくは約10:1〜約300:1の範囲内、最も好ましくは20:1〜250:1の範囲内である。水素化ゾーン/容器内で使用される水素化触媒は、好ましくは、一般的な触媒担体材料上の貴第VIII族金属である。
After the residual TPA particles are dissolved in the solvent, the resulting solution is introduced into the hydrogenation zone / vessel of the
水素化システム88内での水素化処理の後、得られた水素化処理された溶液は、ライン89内で、結晶化システム90に移送し、そこで、これは少なくとも1個の結晶化器内での結晶化に付す。結晶化システム90内に於いて、水素化された溶液の温度は、約100〜約200℃の範囲内、更に好ましくは約120〜約185℃の範囲内、最も好ましくは140〜175℃の範囲内の結晶化温度まで低下させる。結晶化システム90内の低下した温度によって、水素化処理された溶液中に溶解しているTPAの実質的に全部が結晶化を起こし、それによって精製された/水素化されたテレフタル酸(即ちPTA)の固体粒子が形成される。
After hydroprocessing in the
結晶化システム90からの二相(スラリー)流出物は、ライン91内で、固体部分と液体部分との分離のために、固体/液体分離器92に移送する。分離された液体部分(即ち、水素化母液)は、ライン93内で更なる処理のために移送する。分離器92からの分離された固体PTAは、ライン94内で、1個又はそれ以上の一般的な乾燥機95内で乾燥するために移送する。得られた乾燥された水素化処理されたPTA粒子は、ライン96内で組合せゾーン97に移送し、そこで、ライン96からの水素化処理されたPTA粒子の少なくとも一部を、ライン26からの酸化処理されたPTAの少なくとも一部と組合せる。
The biphasic (slurry) effluent from the
酸化処理されたPTA及び水素化処理されたPTAを含有するコンポジットPTAは、組合せゾーン97からライン98を経て製造される。組合せゾーン97から製造されるコンポジットPTA中の、酸化処理されたPTAの水素化処理されたPTAに対する重量比は、好ましくは約10:1〜約1,000:1の範囲内、更に好ましくは約20:1〜約500:1の範囲内、最も好ましくは50:1〜250:1の範囲内である。本発明の一つの態様に於いて、二次酸化反応器14からライン22を経て出るスラリーの固相中に存在するTPAの実質的にすべては、続いて組合せゾーン97の中に導入し、一方、水素化システム88からライン89を経て出る水素化処理された溶液中に存在するTPAの実質的にすべても、続いて組合せゾーン97の中に導入する。このような態様に於いて、二次酸化反応器14から出る酸化処理されたPTA粒子の、水素化システム88から出る水素化処理されたPTAに対する重量比は、最終コンポジットPTA製品について上に列挙した、酸化処理されたPTAの水素化処理されたPTAに対する重量比と同じである。
A composite PTA containing oxidized PTA and hydrotreated PTA is produced from
図3は、本発明の態様を例示し、ここで、酸化反応器100内で製造された最初のTPAの第一部分は、水素化処理に付され、酸化反応器100内で製造されたTPAの第二部分は、水素化処理に付されず、そしてコンポジットTPA製品は、水素化処理されたTPA(最初のTPAの第一部分に由来する)と水素化処理されなかったTPA(TPAの第二部分に由来する)とを組合せることによって形成される。
FIG. 3 illustrates an embodiment of the present invention, wherein a first portion of the initial TPA produced in the
図3に示すように、方法の第一工程に於いて、酸化性化合物(例えばパラ−キシレン)、溶媒(例えば酢酸+水)及び触媒系(例えばCo+Mn+Br)を含有する主として液相の供給物流を、酸化反応器100の中に導入する。分子状酸素を含有する主として気相の酸化剤流も、また、反応器100の中に導入する。液相供給物流と気相供給物流とは、反応器100内で多相反応媒体を形成する。酸化性化合物は、反応器100内に含まれる反応媒体の液相中で部分的酸化を受ける。
As shown in FIG. 3, in the first step of the process, a primarily liquid phase feed stream containing an oxidizing compound (eg para-xylene), a solvent (eg acetic acid + water) and a catalyst system (eg Co + Mn + Br) And introduced into the
酸化反応器100は、好ましくは攪拌型反応器である。酸化反応器100内の反応媒体の攪拌は、当該技術分野で公知の任意の手段によって与えることができる。本発明の好ましい態様に於いて、酸化反応器100は、反応媒体を機械的に攪拌するための手段が取り付けられた機械式攪拌型反応器(例えば連続攪拌槽反応器)である。本発明の代替態様に於いて、酸化反応器100は、気泡塔反応器である。
The
図3の酸化反応器100の中に導入される液相供給物流及び気相酸化剤流は、好ましくは図1の一次酸化反応器10の中に導入される液相供給物流及び気相供給物流と実質的に同じものである。更に、図3の酸化反応器100は、好ましくは図1の一次酸化反応器10を参照して前記したものと実質的に同じ方法で運転する。しかしながら、図3の酸化反応器100が機械式攪拌型反応器であるとき、酸化反応器100内の多相反応媒体は、約150〜約300℃の範囲内、更に好ましくは約175〜約250℃の範囲内、最も好ましくは190〜225℃の範囲内の上昇した温度に維持することが好ましい。酸化反応器100内のオーバーヘッド圧力は、好ましくは約1〜約20バールゲージ(barg)の範囲内、更に好ましくは約2〜約12bargの範囲内、最も好ましくは4〜8bargの範囲内に維持する。
The liquid phase feed stream and the gas phase oxidant stream introduced into the
図3に示すように、粗製酸化生成物(例えばCTA)の固体粒子を含有するスラリーは、酸化反応器100の出口から取り出す。取り出されたスラリーの固体含有量は、好ましくは約5〜約40重量%の範囲内、なお更に好ましくは約10〜約35重量%の範囲内、最も好ましくは15〜30重量%の範囲内である。反応器100から取り出されたスラリーは、固体/液体分離器102の中に導入し、そこで、スラリーは固体/液体分離に付す。分離器102は、例えばデカンター遠心機、ロータリーディスク遠心機、ベルトフィルター又はロータリー真空フィルターを含む、任意の一般的な固体/液体分離手段であってもよい。
As shown in FIG. 3, a slurry containing solid particles of a crude oxidation product (for example, CTA) is taken out from the outlet of the
固体/液体分離器102の液体出口を通して排出された液体の母液は、触媒回収システム104の中に導入する。液体の母液は、典型的には、主として溶媒及び触媒系を含む。しかしながら、この母液は、また、望ましくない腐食/混入金属、例えば鉄、ニッケル及びクロム並びに望ましくない有機反応生成物(時間の経過と共に形成される)を含有しているかもしれない。触媒回収システム104では、液体の母液中に存在する望ましくない成分の実質的な部分を除去するための一般的な方法を使用する。図3に示すように、得られる透明な液体流は、酸化反応器100の中に導入する液相供給物流と組合せることができる。
The liquid mother liquor discharged through the liquid outlet of the solid /
固体/液体分離器102の固体出口から排出される粗製酸固体(例えばCTA)は、典型的には、溶媒で湿ったケークの形である。残留する溶媒を蒸発させるために、1個又はそれ以上の乾燥機103を、任意的に、使用することができる。このCTAは、典型的には、約600ppmw(重量で100万当たりの部)よりも大きい4−CBA含有量を有する。更に典型的には、粗製酸固体の4−CBA含有量は、約700〜約10,000ppmwの範囲内、最も典型的には800〜7,000ppmwの範囲内である。典型的には、粗製酸固体は、約150ppmwよりも大きいp−TAc含有量を有する。更に典型的には、粗製酸固体のp−TAc含有量は、約175〜約5,000ppmwの範囲内、最も典型的に200〜1,500ppmwの範囲内である。典型的には、粗製酸固体は、約700ppmwよりも大きい4−CBA+p−TAcの合計含有量を有する。更に典型的には、粗製酸固体の4−CBA+p−TAcの合計含有量は、約850〜約10,000ppmwの範囲内、最も典型的には1,000〜5,000ppmwの範囲内である。典型的には、粗製酸固体は、少なくとも3、更に典型的に約3.5〜約10の範囲内、最も典型的に4〜8のB*値を有する。
The crude acid solid (e.g., CTA) discharged from the solid outlet of the solid /
再び図3を参照して、固体/液体分離器102(又は任意的な乾燥機103)から排出される粗製酸固体(例えばCTA)は、スプリッター105の中に導入し、そこで、この固体を、第一の部分及び第二の部分に分割する。スプリッター105は、固体を分離するための任意の一般的な手段であってもよい。粗製酸固体の第一の部分は、スプリッター105の第一の出口から出て、続いて水素化システム106内で精製に付される。粗製酸固体の第二の部分は、スプリッター105の第二出口から出て、水素化処理に付されない。酸化反応器100内で製造された粗製酸固体(例えばCTA)の少なくとも約1重量%は、スプリッター105の第二の出口から出て、水素化処理に付されない、更に好ましくは粗製酸固体の約3〜約60重量%の範囲内が、水素化処理に付されない、最も好ましくは粗製酸固体の5〜約40重量%の範囲内が、水素化処理に付されないことが好ましい。更に、粗製酸固体の第二の部分(水素化に付されない)の粗製酸固体の第一の部分(続いて水素化に付される)に対する重量比は、約0.01:1〜約4:1の範囲内、更に好ましくは約0.05:1〜約2:1の範囲内、最も好ましくは0.1:1〜1:1の範囲内であるのが好ましい。
Referring again to FIG. 3, the crude acid solid (eg, CTA) discharged from the solid / liquid separator 102 (or optional dryer 103) is introduced into the
水素化システム106は、スプリッター105からの粗製酸固体の第一の部分を受け取る。水素化システム106には、1個又はそれ以上の容器/ゾーンが含まれてよい。好ましくは、水素化システム106には、最初の溶解ゾーン/容器が含まれており、そこで粗製酸固体(例えばCTA)が、上昇した温度で溶媒(好ましくは水)と組合わさり、それによって粗製酸固体の溶媒中への溶解が起こる。溶媒と粗製酸粒子とは、好ましくは約0.5:1〜約50:1の範囲内、更に好ましくは約1:1〜約10:1の範囲内、最も好ましくは1.5:1〜5:1の範囲内の、溶媒対粗製酸重量比で組合せる。
粗製酸粒子が溶媒中に溶解した後、得られる溶液は、水素化システム106の水素化ゾーン/容器の中に導入し、そこで、この溶液は、その中に存在するある種の不純物の水素化(例えば4−CBAのp−TAcへの及び/又はフロウレネオン(floureneone)のフロウレン(flourene)への水素化)を起こすために十分な条件下で、水素及び水素化触媒と接触させる。本発明の好ましい態様に於いて、水素化処理は、約200〜約375℃の範囲内、更に好ましくは約225〜約300℃の範囲内、最も好ましくは240〜280℃の範囲内の温度で実施する。水素化ゾーン/容器内の圧力は、好ましくは約2〜約50bargの範囲内に維持する。水素化のための平均空間速度は、好ましくは約150〜約2,500溶液キログラム/時/触媒床立方メートル(kg/hr/m3)の範囲内、更に好ましくは約300〜約1,500kg/hr/m3の範囲内、最も好ましくは450〜850kg/hr/m3の範囲内に維持する。水素化ゾーン/容器に供給される水素の、水素化ゾーン/容器に供給される粗製酸に対するモル比は、好ましくは約5:1〜約500:1の範囲内、更に好ましくは約10:1〜約300:1の範囲内、最も好ましくは20:1〜250:1の範囲内である。水素化ゾーン/容器内で使用される水素化触媒は、好ましくは一般的な触媒担体材料上の貴第VIII族金属である。
After the crude acid particles are dissolved in the solvent, the resulting solution is introduced into the hydrogenation zone / vessel of the
水素化システム106内での水素化処理の後、得られた水素化処理された溶液は、少なくとも1個の結晶化器を含む結晶化システム108内での結晶化に付す。結晶化システム108内に於いて、水素化された溶液の温度は、約100〜約200℃の範囲内、更に好ましくは約120〜約185℃の範囲内、最も好ましくは140〜175℃の範囲内の結晶化温度まで低下させる。結晶化システム108内の低下した温度によって、水素化処理された溶液中に溶解している芳香族ジカルボン酸(例えばTPA)の実質的にすべてが結晶化を起こし、それによって精製された/水素化された酸(例えばPTA)の固体粒子が形成する。
After hydroprocessing in the
結晶化システム108からの二相(スラリー)流出物は、その後、一般的な分離器110内で固体/液体分離に付す。分離器110からの、分離され、精製された/水素化された酸固体(例えばPTA)は、次いで1個又はそれ以上の一般的な乾燥機112内で乾燥する。
The two-phase (slurry) effluent from the
乾燥機112から排出される、精製された/水素化された酸固体(例えばPTA)は、好ましくは約100ppmw以下の、更に好ましくは約50ppmwよりも小さい、最も好ましくは25ppmwよりも小さい4−CBA含有量を有する。この精製された酸固体は、好ましくは約500ppmwよりも小さい、更に好ましくは約250ppmwよりも小さい、最も好ましくは125ppmwよりも小さいp−TAc含有量を有する。この精製された酸固体は、好ましくは約700ppmwよりも小さい、更に好ましくは約500ppmwよりも小さい、最も好ましくは300ppmwよりも小さい、組合せた4−CBA+p−TAc含有量を有する。精製された酸固体は、好ましくは約3.0よりも小さい、更に好ましくは約2.0よりも小さい、最も好ましくは1.5よりも小さいB*値を有する。
The purified / hydrogenated acid solid (eg, PTA) discharged from the
乾燥機112から排出される、精製された/水素化された酸固体(例えば、PTA)は、好ましくは、分離器102から排出された粗製/水素化されていない酸固体(例えばCTA)の4−CBA含有量の80重量%よりも少ない、更に好ましくは約5〜約60重量%の範囲内の4−CBAである、最も好ましくは10〜40重量%の範囲内の4−CBAである、4−CBA含有量を有する。精製された酸固体は、好ましくは、粗製酸固体の組合せた4−CBA+p−TAc含有量の80重量%よりも少ない、更に好ましくは約5〜約60重量%の範囲内、最も好ましくは10〜40重量%の範囲内である、組合せた4−CBA+p−TAc含有量を有する。精製された酸固体は、粗製酸固体のB*値の80%よりも小さい、更に好ましくは約5〜約60%の範囲内、最も好ましくは10〜40%の範囲内であるB*値を有する。
The purified / hydrogenated acid solid (eg, PTA) discharged from the
図3に示すように、乾燥機112から出る、精製された/水素化された酸固体(例えばPTA)の少なくとも一部は、組合せゾーン/容器114内で、スプリッター105から排出される粗製/水素化されていない酸固体(例えばCTA)の少なくとも一部と組合せる。固体精製された/水素化された酸粒子及び固体粗製/水素化されていない酸粒子を含む、十分に混合したコンポジット酸(例えばコンポジットTPA)が、混合ゾーン/容器114内で製造され、そしてそこから排出される。組合せゾーン/容器114は、精製された/水素化された酸を受け取るための入口、粗製/水素化されていない酸を受け取るための入口及びコンポジット酸を排出するための出口を有する、任意のゾーン又は容器であってもよい。一つの態様に於いて、混合ゾーン/容器114には、得られるコンポジット酸を十分に混合することを確保するための攪拌機が取り付けられている。コンポジット酸は、製品仕様に適合するために十分に適性に純粋であるが、不必要に純粋ではない。最終製品の酸の全部が水素化処理に付されたのではないので、水素化に付随する種々のコストは、最終酸製品の全部を前もって水素化処理に付す方法に対して比較したとき、減少する。
As shown in FIG. 3, at least a portion of the purified / hydrogenated acid solid (eg, PTA) exiting the
混合ゾーン/容器114内で組合わされる精製され/水素化された酸粒子と粗製/水素化されていない酸粒子との特別の量は、精製された酸粒子及び粗製酸粒子中の不純物のレベル並びに最終製品仕様によって許容される不純物のレベルに基づいて変化する。本発明の好ましい態様に於いて、コンポジット酸中の粗製/水素化されていない酸粒子の精製された/水素化された酸粒子に対する重量比は、約0.01:1〜約4:1の範囲内、更に好ましくは約0.05:1〜約2:1の範囲内、最も好ましくは約0.1:1〜約1:1の範囲内である。
The particular amount of purified / hydrogenated acid particles and crude / non-hydrogenated acid particles combined in the mixing zone /
混合ゾーン/容器114から出る最終コンポジット酸(例えばコンポジットTPA)製品は、乾燥機112から出る、精製された/水素化された酸(例えば、PTA)の4−CBA含有量の少なくとも約105重量%、更に好ましくは約110〜約400重量%の範囲内、最も好ましくは約120〜約200重量%の範囲内である、4−CBA含有量を有する。コンポジット酸製品は、好ましくは精製された/水素化された酸のp−TAc含有量の少なくとも約105重量%、更に好ましくは約110〜約400重量%の範囲内、最も好ましくは約120〜約200重量%の範囲内である、p−TAc含有量を有する。コンポジット酸製品は、好ましくは精製された/水素化された酸の組合せた4−CBA+p−TAc含有量の少なくとも約105重量%、更に好ましくは約110〜約400重量%の範囲内、最も好ましくは約120〜約200重量%の範囲内である、組合せた4−CBA+p−TAc含有量を有する。コンポジット酸製品は、好ましくは精製された/水素化された酸のB*値の少なくとも約105%、更に好ましくは約110〜約400%の範囲内、最も好ましくは約120〜約200%の範囲内である、B*値を有する。
The final composite acid (eg, composite TPA) product exiting the mixing zone /
本発明者らは、本明細書に示した全ての数値範囲について、範囲の上端及び下端は、お互いから独立であってよいことを注記する。例えば10〜100の数値範囲は、10よりも大きい及び/又は100よりも小さいを意味する。従って、10〜100の範囲は、10よりも大きい特許請求の範囲制限(上限無し)についてのサポート、100よりも小さい特許請求の範囲制限(下限無し)についてのサポート並びに10〜100の全範囲(上限及び下限の両方有り)についてのサポートを与える。 We note that for all numerical ranges given herein, the upper and lower ends of the range may be independent of each other. For example, a numerical range of 10-100 means greater than 10 and / or less than 100. Thus, the range of 10-100 is support for claim limits (no upper limit) greater than 10, support for claim limits (no lower limit) less than 100, and the full range of 10-100 ( Give support for both upper and lower limits).
本発明者らは、また、本明細書で使用する「連通状態で結合され」は、固体及び/又は液体の流れを許容する直接的又は間接的連結を示すことを注記する。例えば一次酸化反応器10の出口(図1)は、間に配置された中間の装置(例えば二次酸化反応器114)が存在していても、固体回収システム24に「連通状態で結合され」ている。
We also note that “coupled in communication” as used herein refers to a direct or indirect connection that allows the flow of solids and / or liquids. For example, the outlet of the primary oxidation reactor 10 (FIG. 1) is “coupled in communication” to the
本発明を、その好ましい態様を特に参照して詳細に説明したが、その変形及び修正が本発明の精神及び範囲内で実施できることはいうまでもない。 The invention has been described in detail with particular reference to preferred embodiments thereof, but it will be understood that variations and modifications can be effected within the spirit and scope of the invention.
Claims (37)
(b)前記第一の量のテレフタル酸の少なくとも一部を酸化処理に付すことによって酸化処理されたテレフタル酸を製造し;そして
(c)前記第二の量のテレフタル酸の少なくとも一部を水素化処理に付すことによって水素化処理されたテレフタル酸を製造する
ことを含んでなる方法。 (A) providing a slurry comprising a solid phase containing a first amount of terephthalic acid and a liquid phase containing a second amount of terephthalic acid;
(B) producing an oxidized terephthalic acid by subjecting at least a portion of said first amount of terephthalic acid to an oxidation treatment; and (c) at least a portion of said second amount of terephthalic acid being hydrogenated. A method comprising producing hydrotreated terephthalic acid by subjecting to hydrotreatment.
(b)前記粗製酸粒子の第一の部分を水素化処理に付すことによって水素化処理された酸を製造し、そして
(c)水素化処理に付されなかった粗製酸粒子の第二の部分を、水素化処理された酸の少なくとも一部と組合せることによってコンポジット酸を製造する
ことを含んでなる方法。 (A) preparing a certain amount of crude acid particles;
(B) producing a hydrotreated acid by subjecting the first part of the crude acid particles to hydrotreating; and (c) a second part of the crude acid particles not subjected to hydrotreating. Producing a composite acid by combining with at least a portion of the hydrotreated acid.
(b)前記最初のテレフタル酸の第一の部分を水素化処理に付すことによって水素化処理されたテレフタル酸を製造し、そして
(c)前記水素化処理されたテレフタル酸の少なくとも一部を、工程(b)の水素化に付されなかった水素化されていないテレフタル酸と組合せる工程を含む方法であって、前記水素化されていないテレフタル酸が、最初のテレフタル酸の第二の部分に由来するものである方法。 (A) producing first terephthalic acid by oxidizing para-xylene in the first oxidation reactor;
(B) producing a hydrotreated terephthalic acid by subjecting the first portion of the initial terephthalic acid to a hydrotreating; and (c) at least a portion of the hydrotreated terephthalic acid, A step comprising combining with unhydrogenated terephthalic acid that has not been subjected to hydrogenation in step (b), wherein said unhydrogenated terephthalic acid is present in the second part of the initial terephthalic acid. The method that is derived.
(b)母液の少なくとも一部を液相媒体から蒸発させることによって、母液の蒸発しなかった部分及び前記テレフタル酸の実質的にすべてを含む、濃縮された媒体を形成する工程、
(c)蒸発しなかった母液の少なくとも一部を洗浄媒体で置き換えることによって洗浄媒体の少なくとも一部及びテレフタル酸の少なくとも一部を含む水素化媒体を得、そして
(d)水素化媒体の少なくとも一部を水素化処理に付すことによって水素化処理された媒体を形成する
ことを含んでなる方法。 (A) introducing a liquid phase medium comprising mother liquor and terephthalic acid into the evaporation zone;
(B) evaporating at least a portion of the mother liquor from the liquid phase medium to form a concentrated medium comprising substantially all of the non-evaporated portion of the mother liquor and the terephthalic acid;
(C) obtaining a hydrogenation medium comprising at least part of the washing medium and at least part of terephthalic acid by replacing at least part of the mother liquor that has not evaporated with a washing medium; and (d) at least one of the hydrogenation medium Forming a hydrotreated medium by subjecting the part to hydrotreating.
任意的に、最初の反応器出口と連通状態で結合されている二次反応器入口及び二次反応器出口を有する二次酸化反応器;
最初の反応器出口及び/又は二次反応器出口と連通状態で結合されている分離器入口、分離された固体出口及び分離された液体出口を有する固体/液体分離器;
分離された液体出口と連通状態で結合されている水素化システム入口及び水素化システム出口を有する水素化システム;並びに
水素化システム出口と連通状態で結合されている水素化された固体入口、分離された固体出口と連通状態で結合されている水素化されていない固体入口及びコンポジット固体出口を有する組合せゾーン
を含んでなる装置。 A first oxidation reactor having a first reactor outlet;
Optionally, a secondary oxidation reactor having a secondary reactor inlet and a secondary reactor outlet coupled in communication with the first reactor outlet;
A solid / liquid separator having a separator inlet coupled in communication with the first reactor outlet and / or the secondary reactor outlet, a separated solid outlet and a separated liquid outlet;
A hydrogenation system having a hydrogenation system inlet and a hydrogenation system outlet coupled in communication with a separated liquid outlet; and a hydrogenated solid inlet coupled in communication with the hydrogenation system outlet; An apparatus comprising a combined zone having a non-hydrogenated solid inlet and a composite solid outlet coupled in communication with a solid outlet.
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