JP2008546690A5

JP2008546690A5 -

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Publication number: JP2008546690A5
Application number: JP2008516890A
Authority: JP
Filing date: 2006-05-24
Publication date: 2009-07-09

Description

ここで図６〜７を参照し、液相供給物流を反応ゾーン２８内に導入するための代替のシステムを説明する。この態様において、供給物流は４つの異なる高さで反応ゾーン２８内に導入する。各高さは、それぞれの供給物分配システム７６ａ，ｂ，ｃ，ｄを備える。各供給物分配システム７６は、主供給管路７８および連結管（manifold）８０を含む。各連結管８０は、容器シェル２２の反応ゾーン２８内に延びる挿入管路８６，８８にそれぞれ連結した少なくとも２つの出口８２，８４を備える。各挿入管路８６，８８は、供給物流を反応ゾーン２８内に放出するためのそれぞれの供給物開口８７，８９を与える。供給物開口８７，８９は、好ましくは、実質的に同様の直径約７センチメートル未満、より好ましくは約０．２５から約５センチメートルの範囲、および最も好ましくは０．４から２センチメートルの範囲を有する。各供給物分配システム７６ａ，ｂ，ｃ，ｄの供給物開口８７，８９は、反対の方向で供給物流を反応ゾーン２８内に導入するように直径方向において反対側にあることが好ましい。さらに、隣接する供給物分配システム７６の、直径方向において反対側の供給物開口８７，８９は、相対的に互いに９０度回転させた方向であることが好ましい。操作においては、液相供給物流は、主供給物管路７８に充填し、続いて連結管８０に入る。連結管８０は、供給物流を、反応器２０の反対側で供給物開口８７，８９を経由して同時に導入するために均等に分配する。

本発明のある態様において、反応ゾーン内に導入される全易酸化性化合物の少なくとも約１０質量パーセントを酸化剤スパージャー経由で導入することが好ましく、より好ましくは易酸化性化合物の少なくとも約４０質量パーセントを反応ゾーン内に酸化剤スパージャー経由で導入し、そして最も好ましくは易酸化性化合物の少なくとも８０質量パーセントを反応ゾーン内に酸化剤スパージャー経由で導入する。易酸化性化合物の全部または一部を反応ゾーン内に酸化剤スパージャー経由で導入する場合、反応ゾーン内に導入される全分子酸素の少なくとも約１０質量パーセントを同じ酸化剤スパージャー経由で導入することが好ましく、より好ましくは、分子酸素の少なくとも約４０質量パーセントを同じ酸化剤スパージャー経由で導入し、そして最も好ましくは分子酸素の少なくとも８０質量パーセントを同じ酸化剤スパージャー経由で導入する。易酸化性化合物の相当多くの部分が反応ゾーン内に酸化剤スパージャー経由で導入される場合、１つ以上の温度感知装置（例えば熱電対）を酸化剤スパージャー内に配置することが好ましい。このような温度検知器を採用して、酸化剤スパージャー内の温度が危険な程に高くならないことを確認する助けとすることができる。

典型的には、Ｔ−ｍａｘ水平方向スライスは、反応媒体３６の中心近傍に位置することになり、一方Ｔ−ｍｉｎ水平方向スライスは、反応媒体３６の底部近傍に位置することになる。好ましくは、Ｔ−ｍｉｎ水平方向スライスは、１５の最も下の水平方向スライスのうち最下の１０の水平方向スライスの１つである。最も好ましくは、Ｔ−ｍｉｎ水平方向スライスは、１５の最も下の水平方向スライスのうち最下の５の水平方向スライスの１つである。例えば、図２８は、Ｔ−ｍｉｎ水平方向スライスを、反応器２０の底部から２番目の水平方向スライスとして示す。好ましくは、Ｔ−ｍａｘ水平方向スライスは、３０の離散水平方向スライスのうち中央の２０の水平方向スライスの１つである。最も好ましくは、Ｔ−ｍａｘ水平方向スライスは、３０の離散水平方向スライスのうち中央の１４の水平方向スライスの１つである。例えば、図２８は、Ｔ−ｍａｘ水平方向スライスを、反応器２０の底部から２０番目の水平方向スライス（すなわち中央の１０の水平方向スライスの１つ）として示す。Ｔ−ｍｉｎ水平方向スライスとＴ−ｍａｘ水平方向スライスとの間の垂直方向の間隔は、少なくとも約２Ｗであることが好ましく、より好ましくは少なくとも約４Ｗ、および最も好ましくは少なくとも６Ｗである。Ｔ−ｍｉｎ水平方向スライスとＴ−ｍａｘ水平方向スライスとの間の垂直方向の間隔は、少なくとも約０．２Ｈであることが好ましく、より好ましくは少なくとも約０．４Ｈ、および最も好ましくは少なくとも０．６Ｈである。

溶媒または易酸化性化合物のいずれの起源でも、商業的用途の変換では、全体的な反応活性のレベルを得るために採用される温度、金属、ハロゲン、ｐＨで測定される反応媒体の酸性度、水濃度の具体的な組合せが幅広くばらつくことに関わらず、炭素酸化物の生成が全体的な反応活性のレベルに強く関係することを発明者らは見出した。発明者らは、キシレンの部分酸化について、反応媒体の中間高さ、反応媒体の底部、および反応媒体の頂部でのトルイル酸の液相濃度を用いて全体的な反応活性のレベルを評価することが有用であることを見出した。

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、本発明の精神および範囲に含まれる範囲で変更および改変を行うことが可能であることが理解されよう。
［１］（ａ）芳香族化合物を酸化反応器に供給すること、
（ｂ）前記酸化反応器に含まれる多相反応媒体の液相における前記芳香族化合物の少なくとも一部の、二酸化炭素，一酸化炭素，および／または酢酸メチルを生成する酸化によって粗テレフタル酸を生成させること、ならびに
（ｃ）前記酸化の間、以下の特定範囲の以下の操作比率：
（ｉ）生成される炭素酸化物のモル数の、供給される前記芳香族化合物のモル数に対する比を、約０．０２：１から約０．２４：１の範囲に維持すること、
（ｉｉ）生成される前記二酸化炭素のモル数の、供給される前記芳香族化合物のモル数に対する比を、約０．０１：１から約０．２１：１の範囲に維持すること、
（ｉｉｉ）生成される前記一酸化炭素のモル数の、供給される前記芳香族化合物のモル数に対する比を、約０．００５：１から約０．０９：１の範囲に維持すること、
（ｉｖ）生成される前記酢酸メチルのモル数の、供給される前記芳香族化合物のモル数に対する比を、約０．００５：１から約０．０９：１の範囲に維持すること、
のうち１つ以上を維持することを含む方法。
［２］生成される炭素酸化物のモル数の、供給される前記芳香族化合物のモル数に対する前記比を、約０．０２：１から約０．２４：１の範囲に維持する、上記［１］に記載の方法。
［３］生成される前記二酸化炭素のモル数の、供給される前記芳香族化合物のモル数に対する前記比を、約０．０１：１から約０．２１：１の範囲に維持する、上記［１］に記載の方法。
［４］生成される前記一酸化炭素のモル数の、供給される前記芳香族化合物のモル数に対する前記比を、約０．００５：１から約０．０９：１の範囲に維持する、上記［１］に記載の方法。
［５］生成される前記酢酸メチルのモル数の、供給される前記芳香族化合物のモル数に対する前記比を、約０．００５：１から約０．０９：１の範囲に維持する、上記［１］に記載の方法。
［６］生成される炭素酸化物のモル数の供給される前記芳香族化合物のモル数に対する前記比を約０．０２：１から約０．２４：１の範囲に維持し、生成される前記二酸化炭素のモル数の供給される前記芳香族化合物のモル数に対する前記比を約０．０１：１から約０．２１：１の範囲に維持し、生成される前記一酸化炭素のモル数の供給される前記芳香族化合物のモル数に対する前記比を約０．００５：１から約０．０９：１の範囲に維持し、生成される前記酢酸メチルのモル数の供給される前記芳香族化合物のモル数に対する前記比を約０．００５：１から約０．０９：１の範囲に維持する、上記［１］に記載の方法。
［７］前記操作比率のうち少なくとも１つを少なくとも１２時間維持する、上記［１］に記載の方法。
［８］前記操作比率のうち少なくとも２つを少なくとも１２時間維持する、上記［１］に記載の方法。
［９］前記操作比率のうち少なくとも３つを少なくとも１２時間維持する、上記［１］に記載の方法。
［１０］前記操作比率の全てを少なくとも１２時間維持する、上記［１］に記載の方法。
［１１］生成される炭素酸化物のモル数の供給される前記芳香族化合物のモル数に対する前記比を約０．０５：１から約０．１９：１の範囲に維持し、生成される前記二酸化炭素のモル数の供給される前記芳香族化合物のモル数に対する前記比を約０．０４：１から約０．１６：１の範囲に維持し、生成される前記一酸化炭素のモル数の供給される前記芳香族化合物のモル数に対する前記比を約０．０１５：１から約０．０５：１の範囲に維持し、生成される前記酢酸メチルのモル数の供給される前記芳香族化合物のモル数に対する前記比を約０．０１：１から約０．０７：１の範囲に維持する、上記［１］に記載の方法。
［１２］前記操作比率の全てを少なくとも３６時間維持する、上記［１］に記載の方法。
［１３］前記芳香族化合物が、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、アセトアルデヒド、およびこれらの２種以上の組合せからなる群から選択される、上記［１］に記載の方法。
［１４］前記芳香族化合物がパラキシレンである、上記［１］に記載の方法。
［１５］前記酸化によって前記芳香族化合物の少なくとも約５０モルパーセントをテレフタル酸に変換させる、上記［１］に記載の方法。
［１６］前記酸化によって前記芳香族化合物の少なくとも約１０質量パーセントが前記反応媒体中で固体を形成する、上記［１］に記載の方法。
［１７］前記酸化が熱を発生させ、前記酸化によって発生した熱の約５０パーセント未満を熱交換面により前記反応媒体から除去する、上記［１］に記載の方法。
［１８］酸化剤流を前記酸化反応器に供給することを含み、前記酸化剤流が約５０モルパーセント未満の分子酸素を含む、上記［１］に記載の方法。
［１９］前記酸化反応器が気泡塔反応器である、上記［１］に記載の方法。
［２０］前記反応媒体が固相、液相および気相を含む、上記［１］に記載の方法。
［２１］前記芳香族化合物がパラキシレンであり、前記酸化によって前記パラキシレンの少なくとも約９０モルパーセントをテレフタル酸に変換し、前記酸化によって前記パラキシレンの少なくとも約５０質量パーセントが前記反応媒体中に固体テレフタル酸を形成し、前記酸化によって熱が発生し、前記酸化によって発生した熱の約３０パーセント未満を熱交換面により前記反応媒体から除去し、前記方法が、酸化剤流を前記反応器に供給することを含み、前記酸化剤流が約１５から約３０モルパーセントの分子酸素を含む、上記［１］に記載の方法。
［２２］前記反応媒体の液相中のパラトルイル酸の濃度が約８，０００ｐｐｍｗ未満である、上記［１］に記載の方法。
［２３］スラリーを前記酸化反応器から取出すことをさらに含み、前記スラリーが液体母液および前記粗テレフタル酸の固体粒子を含み、前記スラリーの代表試料が、組合された固体および液体のスラリー成分に基づいて、以下の特徴：
（ｖ）約１，５００ｐｐｍｗ未満のイソフタル酸（ＩＰＡ）を含む、
（ｖｉ）約５００ｐｐｍｗ未満のフタル酸（ＰＡ）を含む、
（ｖｉｉ）約５００ｐｐｍｗ未満のトリメリット酸（ＴＭＡ）を含む、
（ｖｉｉｉ）約２，０００ｐｐｍｗ未満の安息香酸（ＢＡ）を含む、
のうち１つ以上を有する、上記［１］に記載の方法。
［２４］前記酸化反応器からの乾燥オフガス中の前記二酸化炭素の量が約０．１から約１．５モルパーセントの範囲であり、前記酸化反応器からの乾燥オフガス中の前記一酸化炭素の量が約０．０５から約０．６モルパーセントの範囲であり、前記酸化反応器からの乾燥オフガス中の前記分子酸素の量が約０．１から約６モルパーセントの範囲である、上記［１］に記載の方法。
［２５］前記反応媒体を経由した芳香族化合物のモル残存比率が、約９８から約９９．９パーセントの範囲である、上記［１］に記載の方法。
［２６］前記酸化を、コバルトを含む触媒系の存在下で行う、上記［１］に記載の方法。
［２７］前記触媒系が、臭素およびマンガンをさらに含む、上記［１７］に記載の方法。
［２８］前記粗テレフタル酸の実質的部分が固体粒子として存在し、前記粗テレフタル酸粒子の代表試料が、以下の特徴：
（ｉｘ）約１２ｐｐｍｗ未満の４，４−ジカルボキシスチルベン（４，４−ＤＣＳ）を含む、
（ｘ）約８００ｐｐｍｗ未満のイソフタル酸（ＩＰＡ）を含む、
（ｘｉ）約１００ｐｐｍｗ未満の２，６−ジカルボキシフルオレノン（２，６−ＤＣＦ）を含む、
（ｘｉｉ）３４０ナノメートルでの透過率パーセント（％Ｔ ₃₄₀ ）が約２５を超える、
のうち１つ以上を有する、上記［１］に記載の方法。
［２９］前記粗テレフタル酸の実質的部分が固体粒子として存在し、前記粗テレフタル酸粒子の代表試料が、本明細書で定義する時限溶解試験を受けた際に、１分間でＴＨＦ中に少なくとも約５００ｐｐｍの濃度に溶解する、上記［１］に記載の方法。
［３０］前記粗テレフタル酸の実質的部分が固体粒子として存在し、前記粗テレフタル酸の代表試料の、本明細書で定義する時限溶解モデルにより決定される時間定数“Ｃ”が約０．５逆数分を超える、上記［１］に記載の方法。
［３１］前記粗テレフタル酸の少なくとも一部を二次酸化反応器において酸化させることをさらに含む、上記［１］に記載の方法。
［３２］（ａ）芳香族化合物を酸化反応器に供給すること、
（ｂ）前記芳香族化合物の少なくとも一部を、前記酸化反応器に含まれる多相反応媒体の液相において酸化させることによって粗テレフタル酸を生成させること、ならびに
（ｃ）前記酸化の間、前記芳香族化合物のモル残存比率を約９８パーセント超に維持すること、
を含む方法。
［３３］前記モル残存比率を約９８．５から約９９．８パーセントの範囲に維持する、上記［３２］に記載の方法。
［３４］前記モル残存比率を約９９から約９９．７パーセントの範囲に維持する、上記［３２］に記載の方法。
［３５］前記芳香族化合物が、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、アセトアルデヒド、およびこれらの２種以上の組合せからなる群から選択される、上記［３２］に記載の方法。
［３６］前記酸化によって前記芳香族化合物の少なくとも約５０モルパーセントをテレフタル酸に変換させる、上記［３２］に記載の方法。
［３７］前記酸化によって前記芳香族化合物の少なくとも約１０質量パーセントが前記反応媒体中で固体を形成する、上記［３２］に記載の方法。
［３８］前記酸化が熱を発生させ、前記酸化によって発生した熱の約５０パーセント未満を熱交換面により前記反応媒体から除去する、上記［３２］に記載の方法。
［３９］酸化剤流を前記酸化反応器に供給することを含み、前記酸化剤流が約５０モルパーセント未満の分子酸素を含む、上記［３２］に記載の方法。
［４０］前記モル残存比率を少なくとも１２時間維持する、上記［３２］に記載の方法。
［４１］前記酸化反応器が気泡塔反応器である、上記［３２］に記載の方法。
［４２］前記反応媒体が固相、液相および気相を含む、上記［３２］に記載の方法。
［４３］前記芳香族化合物がパラキシレンであり、前記酸化によって前記パラキシレンの少なくとも約９０モルパーセントをテレフタル酸に変換させ、前記酸化によって前記パラキシレンの少なくとも約５０質量パーセントが前記反応媒体中に固体テレフタル酸を形成し、前記酸化によって熱が発生し、前記酸化によって発生した熱の約３０パーセント未満を熱交換面により前記反応媒体から除去し、前記方法が、酸化剤流を前記反応器に供給することを含み、前記酸化剤流が約１５から約３０モルパーセントの分子酸素を含み、前記モル残存比率を少なくとも３６時間維持する、上記［３２］に記載の方法。
［４４］前記反応媒体の液相中のパラトルイル酸の濃度が約８，０００ｐｐｍｗ未満である、上記［３２］に記載の方法。
［４５］前記酸化を、コバルト、臭素およびマンガンを含む触媒系の存在下で行う、上記［３２］に記載の方法。
［４６］前記粗テレフタル酸の少なくとも一部を二次酸化反応器において酸化させることをさらに含む、上記［３２］に記載の方法。

Claims

（ａ）芳香族化合物を酸化反応器に供給すること、
（ｂ）前記酸化反応器に含まれる多相反応媒体の液相における前記芳香族化合物の少なくとも一部の、二酸化炭素，一酸化炭素，および／または酢酸メチルを生成する酸化によって粗テレフタル酸を生成させること、ならびに
（ｃ）前記酸化の間、以下の特定範囲の以下の操作比率：
（ｉ）生成される炭素酸化物のモル数の、供給される前記芳香族化合物のモル数に対する比を、０．０２：１から０．２４：１の範囲に維持すること、
（ｉｉ）生成される前記二酸化炭素のモル数の、供給される前記芳香族化合物のモル数に対する比を、０．０１：１から０．２１：１の範囲に維持すること、
（ｉｉｉ）生成される前記一酸化炭素のモル数の、供給される前記芳香族化合物のモル数に対する比を、０．００５：１から０．０９：１の範囲に維持すること、
（ｉｖ）生成される前記酢酸メチルのモル数の、供給される前記芳香族化合物のモル数に対する比を、０．００５：１から０．０９：１の範囲に維持すること、
のうち１つ以上を維持することを含む方法。
生成される炭素酸化物のモル数の供給される前記芳香族化合物のモル数に対する前記比を０．０２：１から０．２４：１の範囲に維持し、生成される前記二酸化炭素のモル数の供給される前記芳香族化合物のモル数に対する前記比を０．０１：１から０．２１：１の範囲に維持し、生成される前記一酸化炭素のモル数の供給される前記芳香族化合物のモル数に対する前記比を０．００５：１から０．０９：１の範囲に維持し、生成される前記酢酸メチルのモル数の供給される前記芳香族化合物のモル数に対する前記比を０．００５：１から０．０９：１の範囲に維持する、請求項１に記載の方法。
前記操作比率のうち少なくとも３つを少なくとも１２時間維持する、請求項１に記載の方法。
前記芳香族化合物がパラキシレンである、請求項１に記載の方法。
前記酸化が熱を発生させ、前記酸化によって発生した熱の５０パーセント未満を熱交換面により前記反応媒体から除去する、請求項１に記載の方法。
前記酸化反応器が気泡塔反応器である、請求項１に記載の方法。
前記芳香族化合物がパラキシレンであり、前記酸化によって前記パラキシレンの少なくとも９０モルパーセントをテレフタル酸に変換し、前記酸化によって前記パラキシレンの少なくとも５０質量パーセントが前記反応媒体中に固体テレフタル酸を形成し、前記酸化によって熱が発生し、前記酸化によって発生した熱の３０パーセント未満を熱交換面により前記反応媒体から除去し、前記方法が、酸化剤流を前記反応器に供給することを含み、前記酸化剤流が１５から３０モルパーセントの分子酸素を含む、請求項１に記載の方法。
スラリーを前記酸化反応器から取出すことをさらに含み、前記スラリーが液体母液および前記粗テレフタル酸の固体粒子を含み、前記スラリーの代表試料が、組合された固体および液体のスラリー成分に基づいて、以下の特徴：
（ｖ）１，５００ｐｐｍｗ未満のイソフタル酸（ＩＰＡ）を含む、
（ｖｉ）５００ｐｐｍｗ未満のフタル酸（ＰＡ）を含む、
（ｖｉｉ）５００ｐｐｍｗ未満のトリメリット酸（ＴＭＡ）を含む、
（ｖｉｉｉ）２，０００ｐｐｍｗ未満の安息香酸（ＢＡ）を含む、
のうち１つ以上を有する、請求項１に記載の方法。
前記酸化反応器からの乾燥オフガス中の前記二酸化炭素の量が０．１から１．５モルパーセントの範囲であり、前記酸化反応器からの乾燥オフガス中の前記一酸化炭素の量が０．０５から０．６モルパーセントの範囲であり、前記酸化反応器からの乾燥オフガス中の前記分子酸素の量が０．１から６モルパーセントの範囲である、請求項１に記載の方法。
前記反応媒体を経由した芳香族化合物のモル残存比率が、９８から９９．９パーセントの範囲である、請求項１に記載の方法。
前記粗テレフタル酸の実質的部分が固体粒子として存在し、前記粗テレフタル酸粒子の代表試料が、以下の特徴：
（ｉｘ）１２ｐｐｍｗ未満の４，４−ジカルボキシスチルベン（４，４−ＤＣＳ）を含む、
（ｘ）８００ｐｐｍｗ未満のイソフタル酸（ＩＰＡ）を含む、
（ｘｉ）１００ｐｐｍｗ未満の２，６−ジカルボキシフルオレノン（２，６−ＤＣＦ）を含む、
（ｘｉｉ）３４０ナノメートルでの透過率パーセント（％Ｔ₃₄₀）が２５を超える、
のうち１つ以上を有する、請求項１に記載の方法。
前記粗テレフタル酸の実質的部分が固体粒子として存在し、前記粗テレフタル酸粒子の代表試料が、本明細書で定義する時限溶解試験を受けた際に、１分間でＴＨＦ中に少なくとも５００ｐｐｍの濃度に溶解する、請求項１に記載の方法。
前記粗テレフタル酸の実質的部分が固体粒子として存在し、前記粗テレフタル酸の代表試料の、本明細書で定義する時限溶解モデルにより決定される時間定数“Ｃ”が０．５逆数分を超える、請求項１に記載の方法。
（ａ）芳香族化合物を酸化反応器に供給すること、
（ｂ）前記芳香族化合物の少なくとも一部を、前記酸化反応器に含まれる多相反応媒体の液相において酸化させることによって粗テレフタル酸を生成させること、ならびに
（ｃ）前記酸化の間、前記芳香族化合物のモル残存比率を９８パーセント超に維持すること、
を含む方法。
前記モル残存比率を９９から９９．７パーセントの範囲に維持する、請求項１４に記載の方法。
前記モル残存比率を少なくとも１２時間維持する、請求項１４に記載の方法。
前記酸化反応器が気泡塔反応器である、請求項１４に記載の方法。
前記芳香族化合物がパラキシレンであり、前記酸化によって前記パラキシレンの少なくとも９０モルパーセントをテレフタル酸に変換させ、前記酸化によって前記パラキシレンの少なくとも５０質量パーセントが前記反応媒体中に固体テレフタル酸を形成し、前記酸化によって熱が発生し、前記酸化によって発生した熱の３０パーセント未満を熱交換面により前記反応媒体から除去し、前記方法が、酸化剤流を前記反応器に供給することを含み、前記酸化剤流が１５から３０モルパーセントの分子酸素を含み、前記モル残存比率を少なくとも３６時間維持する、請求項１４に記載の方法。
前記粗テレフタル酸の少なくとも一部を二次酸化反応器において酸化させることをさらに含む、請求項１４に記載の方法。