JP2009227623A - Method for producing aromatic carboxylic acid - Google Patents

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Takayuki Isogai
隆行 磯貝
Masahide Shito
雅英 紫藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology for transporting a mother liquor obtained in a solid-liquid separation process in a pressurized state to an oxidation process without closing a transport piping in a method for producing an aromatic carboxylic acid. <P>SOLUTION: The method for producing an aromatic carboxylic acid at least comprises an oxidation process for oxidizing an alkyl aromatic compound in a solvent in a reactor in a pressurized state to form an aromatic carboxylic acid, a solid-liquid separation process for extracting the slurry containing the aromatic carboxylic acid and the solvent from the reactor, carrying out solid-liquid separation by a solid-liquid separation apparatus in a pressurized state and obtaining an aromatic carboxylic acid cake and a mother liquor, and a liquid transport process for transporting the mother liquor-containing liquid (I) to the reactor while maintaining the liquid in the pressurized state. The liquid (I) is heated in the liquid transport process. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、溶媒中でアルキル芳香族化合物を酸化し芳香族カルボン酸を製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an aromatic carboxylic acid by oxidizing an alkyl aromatic compound in a solvent.

芳香族カルボン酸はポリエステルの合成原料等として有用であり、通常、アルキル基を有する芳香族化合物(以下、アルキル芳香族化合物と称する。)を酸化することにより製造される。芳香族カルボン酸として代表的なテレフタル酸を例に取ると、酢酸溶媒中でコバルト、マンガンを主体とする重金属触媒及び臭素化合物の存在下にp−キシレンを分子状酸素を含有するガスによって加圧下に液相酸化してテレフタル酸を生成させる方法が工業的に行われている。   Aromatic carboxylic acids are useful as raw materials for polyester synthesis, and are usually produced by oxidizing an aromatic compound having an alkyl group (hereinafter referred to as an alkyl aromatic compound). Taking terephthalic acid as a typical aromatic carboxylic acid as an example, p-xylene is pressurized with a gas containing molecular oxygen in the presence of a heavy metal catalyst mainly composed of cobalt and manganese and a bromine compound in an acetic acid solvent. A method for producing terephthalic acid by liquid phase oxidation is industrially carried out.

近年、環境面、コスト面等への配慮からエネルギー使用量を削減するための提案が行われている。例えば特許文献1及び2には、テレフタル酸を含むスラリーを加圧下に固液分離しテレフタル酸を得るとともに、母液を酸化工程に戻し再利用することが提案されている。
国際公開第2004−043893号公報(US2006−014979号公報) 国際公開第2000−058257号公報
In recent years, proposals for reducing the amount of energy used have been made in consideration of the environmental aspect and cost. For example, Patent Documents 1 and 2 propose that a slurry containing terephthalic acid is subjected to solid-liquid separation under pressure to obtain terephthalic acid, and the mother liquor is returned to the oxidation step and reused.
International Publication No. 2004-043893 (US2006-014799) International Publication No. 2000-058257

特許文献2に提案されているように、加圧下に固液分離した母液の温度と圧力を保持したまま酸化工程に戻せばエネルギー使用量を低減しうると考えられる。しかし工業的には、固液分離工程から酸化工程への移送の間に意図せぬ放圧が徐々に起こり、配管中でテレフタル酸等溶解物が析出し配管を閉塞させてしまうおそれがある。
固液分離された母液は通常、テレフタル酸等の飽和溶液状態にあるため、放圧により温度が低下すると容易に結晶が析出し、これが蓄積することで配管を閉塞させるのである。その場合、運転を停止し内容物を除去する必要があり安定運転が阻害されることから、上記技術を実用的に用いるためにはこのような閉塞の発生を防止することが課題であった。
As proposed in Patent Document 2, it is considered that the amount of energy used can be reduced by returning to the oxidation step while maintaining the temperature and pressure of the mother liquor separated into solid and liquid under pressure. However, industrially, an unintentional release pressure gradually occurs during the transfer from the solid-liquid separation process to the oxidation process, and there is a possibility that a dissolved material such as terephthalic acid is deposited in the pipe and clogs the pipe.
Since the mother liquor that has been subjected to solid-liquid separation is usually in a saturated solution state such as terephthalic acid, when the temperature drops due to the pressure release, crystals easily precipitate and accumulate, which closes the piping. In that case, it is necessary to stop the operation and remove the contents, and the stable operation is hindered. Therefore, in order to use the above technique practically, it is a problem to prevent the occurrence of such blockage.

本発明の目的は、芳香族カルボン酸の製造方法において、加圧状態の固液分離工程で得られる母液を、移送配管を閉塞させることなく酸化工程に移送する技術を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a technique for transferring a mother liquor obtained in a pressurized solid-liquid separation step to an oxidation step without clogging a transfer pipe in a method for producing an aromatic carboxylic acid.

本発明の要旨は、加圧状態の反応装置内において、溶媒中でアルキル芳香族化合物を酸化して芳香族カルボン酸を生成させる酸化工程、該芳香族カルボン酸及び溶媒を含むスラリーを該反応装置から抜き出した後、固液分離装置にて加圧状態で固液分離を行い、芳香族カルボン酸ケーキ及び母液を得る固液分離工程、及び該母液を含む液体(I)を加圧状態を維持したまま該反応装置に移送する液体移送工程、を少なくとも含む芳香族カルボン酸の製造方法であって、該液体移送工程において液体(I)を加熱することを特徴とする、芳香族カルボン酸の製造方法に存する。   The gist of the present invention is that an oxidation step in which an alkyl aromatic compound is oxidized in a solvent to produce an aromatic carboxylic acid in a pressurized reactor, and a slurry containing the aromatic carboxylic acid and the solvent is added to the reactor. The solid-liquid separation process for obtaining an aromatic carboxylic acid cake and a mother liquor by performing solid-liquid separation in a pressurized state with a solid-liquid separator and maintaining the pressurized state of the liquid (I) containing the mother liquor A process for producing an aromatic carboxylic acid comprising at least a liquid transfer step for transferring to the reaction apparatus as it is, wherein the liquid (I) is heated in the liquid transfer step. Lies in the way.

液体移送工程における配管の少なくとも一部に液体加熱手段が設けられてなることが好ましく、配管の表面積の70%以上に液体加熱手段が設けられてなることがより好ましい。また、液体加熱手段は、液体(I)の温度より5〜250℃高い熱媒により配管を加熱するものであることが好ましい。
液体移送工程においては、固液分離工程で得られる母液の50〜100重量%を反応装置に移送することが好ましい。
It is preferable that the liquid heating means is provided in at least a part of the pipe in the liquid transfer step, and it is more preferable that the liquid heating means is provided in 70% or more of the surface area of the pipe. Moreover, it is preferable that a liquid heating means heats piping with a heat medium 5-250 degreeC higher than the temperature of liquid (I).
In the liquid transfer step, it is preferable to transfer 50 to 100% by weight of the mother liquor obtained in the solid-liquid separation step to the reaction apparatus.

好ましくは、更に芳香族カルボン酸ケーキを加圧状態で洗浄する洗浄工程を含み、液体移送工程において、液体(I)が洗浄工程で得られる洗浄排液の少なくとも一部を含む。
或いは、更に芳香族カルボン酸ケーキを加圧状態で洗浄する洗浄工程を含み、液体移送工程において、洗浄工程で得られる洗浄排液を含む液体(II)を加圧状態を維持したまま反応装置に移送するにあたり、液体(II)を加熱することが好ましい。
Preferably, the method further includes a washing step of washing the aromatic carboxylic acid cake in a pressurized state, and in the liquid transfer step, the liquid (I) contains at least a part of the washing waste liquid obtained in the washing step.
Alternatively, it further includes a washing step for washing the aromatic carboxylic acid cake in a pressurized state, and in the liquid transfer step, the liquid (II) containing the washing drainage liquid obtained in the washing step is supplied to the reactor while maintaining the pressurized state. In transferring, it is preferable to heat the liquid (II).

液体移送工程においては、洗浄工程で得られる洗浄排液の60〜100重量%を反応装置に移送することが好ましい。また、洗浄工程において洗浄に用いる洗浄液の温度が、スラリー温度に対し−100〜+100℃の範囲であることが好ましい。   In the liquid transfer step, it is preferable to transfer 60 to 100% by weight of the cleaning waste liquid obtained in the cleaning step to the reactor. Moreover, it is preferable that the temperature of the washing | cleaning liquid used for washing | cleaning in a washing | cleaning process is the range of -100- + 100 degreeC with respect to slurry temperature.

本発明によれば、芳香族カルボン酸製造方法において、加圧状態の固液分離工程で得られる母液を移送配管を閉塞させることなく酸化工程に移送することができる。このため、たびたび運転を停止し内容物を除去する必要が無く、長期的に安定運転が行える。
本発明により、加圧下に固液分離した母液を加圧状態を維持したまま酸化工程に戻す技術が工業的に適用できるものとなる。これにより母液の再加熱に要する熱量を低減でき、また触媒活性の低下を抑制することができることから、芳香族カルボン酸製造プラントのエネルギー使用量を低減しうる。
According to the present invention, in the aromatic carboxylic acid production method, the mother liquor obtained in the pressurized solid-liquid separation step can be transferred to the oxidation step without blocking the transfer pipe. For this reason, there is no need to frequently stop the operation and remove the contents, and a stable operation can be performed for a long time.
According to the present invention, the technology for returning the mother liquor separated into solid and liquid under pressure to the oxidation step while maintaining the pressurized state can be industrially applied. As a result, the amount of heat required for reheating the mother liquor can be reduced, and the decrease in catalyst activity can be suppressed, so that the amount of energy used in the aromatic carboxylic acid production plant can be reduced.

本発明の芳香族カルボン酸の製造方法について実施形態を示して説明する。
芳香族カルボン酸の製造方法としては、加圧状態の反応装置内において溶媒中でアルキル芳香族化合物を酸化して芳香族カルボン酸を生成させる酸化工程と、芳香族カルボン酸及び溶媒を含むスラリーを反応装置から抜き出した後、固液分離装置にて加圧状態で固液分離を行い、芳香族カルボン酸ケーキ及び母液を得る固液分離工程と、母液を含む液体(I)を加圧状態を維持したまま反応装置に移送する液体移送工程とを少なくとも含む工程とすることができる。
An embodiment is shown and demonstrated about the manufacturing method of aromatic carboxylic acid of this invention.
As a method for producing aromatic carboxylic acid, there are an oxidation step in which an alkyl aromatic compound is oxidized in a solvent in a pressurized reactor to produce an aromatic carboxylic acid, and a slurry containing the aromatic carboxylic acid and the solvent. After extracting from the reactor, solid-liquid separation is performed in a solid-liquid separation device in a pressurized state to obtain an aromatic carboxylic acid cake and a mother liquor, and the liquid (I) containing the mother liquor is in a pressurized state. It can be set as the process at least including the liquid transfer process which transfers to a reaction apparatus, maintaining.

以下、芳香族カルボン酸の製造方法の第一実施形態について図1を用いて詳細に説明する。なお本発明は、以下に説明する実施形態に係るものに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更して実施できる。
まず酸化工程について説明する。反応器11に原料であるアルキル芳香族化合物Aを導入し、溶媒C中でアルキル芳香族化合物Aを分子状酸素含有ガスBにより酸化して芳香族カルボン酸を生成させ、溶媒との混合物であるスラリーDを得る。なお本発明においてアルキル芳香族化合物Aとは、アルキル基を持つ芳香族化合物だけでなく、一部酸化されたアルキル基を持つ芳香族化合物も含む概念である。本発明において原料及び溶媒の混合物は、液相、気液2相、気液固3相の様々なケースが挙げられ、特に限定されない。
Hereinafter, the first embodiment of the method for producing an aromatic carboxylic acid will be described in detail with reference to FIG. In addition, this invention is not limited to what concerns on embodiment described below, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change arbitrarily and can implement.
First, the oxidation process will be described. The raw material alkyl aromatic compound A is introduced into the reactor 11, and the alkyl aromatic compound A is oxidized with the molecular oxygen-containing gas B in the solvent C to produce an aromatic carboxylic acid, which is a mixture with the solvent. A slurry D is obtained. In the present invention, the alkyl aromatic compound A is a concept including not only an aromatic compound having an alkyl group but also an aromatic compound having a partially oxidized alkyl group. In the present invention, the mixture of the raw material and the solvent includes various cases of a liquid phase, a gas-liquid two phase, and a gas-liquid solid three phase, and is not particularly limited.

製造される芳香族カルボン酸の種類は特に制限はないが、例えばオルトフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸(ベンゼントリカルボン酸)、2,6−、又は2,7−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸などが挙げられる。なかでもフタル酸類(オルトフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸)の製造の際に本発明を適用することが好ましく、特にテレフタル酸の製造に適用することが好ましい。   The type of the aromatic carboxylic acid to be produced is not particularly limited. For example, orthophthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid (benzenetricarboxylic acid), 2,6- or 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, 4 , 4′-biphenyldicarboxylic acid and the like. In particular, the present invention is preferably applied to the production of phthalic acids (orthophthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid), and particularly preferably applied to the production of terephthalic acid.

芳香族カルボン酸の原料となるアルキル芳香族化合物Aとしては、例えば、ジ−及びトリ−アルキルベンゼン類、ジ−及びトリ−アルキルナフタレン類並びにジ−及びトリ−アルキルビフェニル類が挙げられる。好ましくは、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、o−、m−、又はp−ジイソプロピルベンゼン、トリメチルベンゼン類、2,6−又は2,7−ジメチルナフタレン、2,6−ジイソプロピルナフタレン、4,4’−ジメチルビフェニルなどが挙げられる。なかでもメチル基、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以上、4以下のアルキル基を2個以上、4個以下有する、単環又は多環の芳香族化合物が、反応性が高く好ましい。また原料アルキル芳香族化合物は一部酸化されたアルキル芳香族化合物(一部酸化アルキル芳香族化合物)を含んでもよく、全てが一部酸化アルキル芳香族化合物であってもよい。   Examples of the alkyl aromatic compound A that is a raw material for the aromatic carboxylic acid include di- and tri-alkylbenzenes, di- and tri-alkylnaphthalenes, and di- and tri-alkylbiphenyls. Preferably, o-xylene, m-xylene, p-xylene, o-, m-, or p-diisopropylbenzene, trimethylbenzenes, 2,6- or 2,7-dimethylnaphthalene, 2,6-diisopropylnaphthalene, Examples include 4,4′-dimethylbiphenyl. Among them, monocyclic or polycyclic aromatic compounds having 2 or more and 4 or less alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as methyl, ethyl, n-propyl and isopropyl groups are reactive. Is preferable. The raw material alkyl aromatic compound may include a partially oxidized alkyl aromatic compound (partially oxidized alkyl aromatic compound), or all may be a partially oxidized alkyl aromatic compound.

一部酸化アルキル芳香族化合物とは、上記アルキル芳香族化合物におけるアルキル基が酸化されて、アルデヒド基、アシル基、カルボキシル基又はヒドロキシアルキル基等に酸化されているものの、目的とする芳香族カルボン酸となる程には酸化されていない化合物である。具体的には、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、4−カルボキシベンズアルデヒド(以下、適宜「4CBA」と称する。)、p−トルアルデヒド、m−トルイル酸、p−トルイル酸、3−ホルミル安息香酸、4−ホルミル安息香酸及び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。   A partially oxidized alkyl aromatic compound is a compound in which the alkyl group in the above alkyl aromatic compound is oxidized to an aldehyde group, acyl group, carboxyl group, hydroxyalkyl group or the like, but the target aromatic carboxylic acid It is a compound that is not oxidized to the extent that Specifically, for example, 3-methylbenzaldehyde, 4-methylbenzaldehyde, 4-carboxybenzaldehyde (hereinafter referred to as “4CBA” as appropriate), p-tolualdehyde, m-toluic acid, p-toluic acid, 3-formyl. Examples thereof include benzoic acid, 4-formylbenzoic acid, and 2-methyl-6-formylnaphthalene.

原料としてはこれら化合物を単独で、又は2種以上の混合物として用いうる。
以上総合して、アルキル芳香族化合物Aとしてはキシレン類(o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン)が好ましく、特にp−キシレンが好ましい。アルキル芳香族化合物Aとしてp−キシレンを用いる場合、一部酸化アルキル芳香族化合物としては、例えば4CBA、p−トルアルデヒド、p−トルイル酸等が挙げられ、芳香族カルボン酸としてはテレフタル酸が得られる。
As the raw material, these compounds may be used alone or as a mixture of two or more.
In summary, as the alkyl aromatic compound A, xylenes (o-xylene, m-xylene, p-xylene) are preferable, and p-xylene is particularly preferable. When p-xylene is used as the alkyl aromatic compound A, examples of the partially oxidized alkyl aromatic compound include 4CBA, p-tolualdehyde, p-toluic acid, and the like, and terephthalic acid is obtained as the aromatic carboxylic acid. It is done.

アルキル芳香族化合物Aを分子状酸素含有ガスBにより酸化する。分子状酸素含有ガスBとしては分子状酸素を含むガスであればよく、例えば空気、酸素富化空気、不活性ガスで希釈された酸素等が用いられる。コストが低い空気が工業的に好ましい。
アルキル芳香族化合物Aを酸化する際には、好ましくは触媒が用いられる。触媒の種類としては、アルキル芳香族化合物を酸化し芳香族カルボン酸を生成する反応を促進する能力を有するものであれば特に制限はない。好ましくは重金属化合物からなる触媒である。重金属化合物に含まれる重金属としては、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、ハフニウム及びセリウム等が挙げられる。これらは単独で、または組み合わ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み合わせて用いることが好ましい。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、ステアリン酸塩及び臭化物等を挙げることができる。なかでも酢酸塩及び臭化物が好ましい。
The alkyl aromatic compound A is oxidized by the molecular oxygen-containing gas B. The molecular oxygen-containing gas B may be any gas containing molecular oxygen. For example, air, oxygen-enriched air, oxygen diluted with an inert gas, or the like is used. Low cost air is industrially preferred.
When oxidizing alkyl aromatic compound A, a catalyst is preferably used. The type of the catalyst is not particularly limited as long as it has an ability to promote a reaction for oxidizing an alkyl aromatic compound to produce an aromatic carboxylic acid. A catalyst made of a heavy metal compound is preferred. Examples of the heavy metal contained 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. Of these, acetate and bromide are preferred.

触媒は必要に応じて臭素化合物などの触媒助剤を含んでいてもよい。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、臭化コバルト及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、トリブロモエタン及びテトラブロモエタン等を挙げることができる。   The catalyst may contain a catalyst auxiliary such as a bromine compound as necessary. 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, benzyl bromide, Examples include bromomethyltoluene, dibromoethane, tribromoethane, and tetrabromoethane.

これらの触媒や触媒助剤はそれぞれ単独で又は2種以上の混合物として用いることができる。好ましい態様としては、コバルト及び/又はマンガンの化合物を用い、触媒助剤として臭素化合物を用いる態様である。特に好ましくは、酢酸コバルト、酢酸マンガン、臭化水素の組合せが挙げられる。
重金属化合物と臭素化合物との組合せからなる触媒の場合、重金属原子1モルに対して臭素原子0.05モル以上とするのが好ましく、また臭素原子10モル以下とするのが好ましい。この範囲とすることで触媒活性が高まる。
These catalysts and catalyst auxiliaries can be used alone or as a mixture of two or more. As a preferred embodiment, a cobalt and / or manganese compound is used, and a bromine compound is used as a catalyst auxiliary. Particularly preferred is a combination of cobalt acetate, manganese acetate and hydrogen bromide.
In the case of a catalyst comprising a combination of a heavy metal compound and a bromine compound, it is preferably 0.05 mol or more of bromine atom per mol of heavy metal atom, and preferably 10 mol or less of bromine atom. By setting this range, the catalytic activity is increased.

触媒の濃度は、酸化反応を促進し得る範囲であれば特に限定されないが、溶媒中の重金属濃度として通常10ppm以上、好ましくは100ppm以上とする。一方、重金属濃度として通常10000ppm以下とし、好ましくは5000ppm以下とする。下限値以上とすることで反応速度が高まり、上限値以下とすることでコストが抑制できるとともに排液や排ガス中の重金属濃度、臭素濃度を低減でき、環境面、安全面で好ましい。   The concentration of the catalyst is not particularly limited as long as the oxidation reaction can be promoted, but is usually 10 ppm or more, preferably 100 ppm or more as the heavy metal concentration in the solvent. On the other hand, the heavy metal concentration is usually 10,000 ppm or less, preferably 5000 ppm or less. By setting it to the lower limit or higher, the reaction rate increases, and by setting it to the upper limit or lower, the cost can be suppressed and the heavy metal concentration and bromine concentration in the effluent and exhaust gas can be reduced, which is preferable in terms of environment and safety.

溶媒Cは、通常、生成する芳香族カルボン酸の少なくとも一部を溶解しうるものが用いられる。なお、常圧(以下本発明では、常圧とは、特に言及しない限り「0.101MPa」を指すものとする。)では芳香族カルボン酸が不溶又は難溶であっても、酸化反応条件下で少なくとも一部を溶解しうるものであればよい。溶媒Cの常圧における沸点は好ましくは40℃以上、より好ましくは60℃以上であり、また好ましくは200℃以下、より好ましくは150℃以下である。下限値以上とすることで取り扱いや回収が容易となり、上限値以下とすることで後工程での固液分離、乾燥が容易となる。   As the solvent C, a solvent that can dissolve at least a part of the produced aromatic carboxylic acid is usually used. Note that, under normal pressure (hereinafter referred to as normal pressure in the present invention, “0.101 MPa” unless otherwise specified), even if the aromatic carboxylic acid is insoluble or hardly soluble, the oxidation reaction conditions It is sufficient if it can dissolve at least a part. The boiling point of the solvent C at normal pressure is preferably 40 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, and preferably 200 ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or lower. By setting it to the lower limit value or more, handling and recovery become easy, and by setting the upper limit value or less, solid-liquid separation and drying in the subsequent process become easy.

溶媒Cの種類は特に限定されず、水なども用いうる。溶解性などの点からは脂肪族カルボン酸を含有することが好ましく、これらを主成分とすることがより好ましい。酢酸、プロピオン酸、蟻酸及び酪酸を主成分とする溶媒が更に好ましく、なかでも溶解性及び取り扱いの容易性から酢酸を主成分とする溶媒が好ましい。なお、主成分とするとは溶媒の全重量の60重量%以上を占めることを言う。特に好ましくは酢酸と水との混合物である。酢酸と水との比率は、酢酸100重量部に対して水が通常1重量部以上であり、好ましくは5重量部以上である。また、通常40重量部以下であり、好ましくは25重量部以下である。上限値以下とすることで反応効率を向上させることができ、下限値以上とすることで酢酸の燃焼分解をより低減でき、エネルギー面、経済面での節源が図れ、それぞれ好ましい。   The kind of the solvent C is not specifically limited, Water etc. can also be used. In view of solubility and the like, it is preferable to contain an aliphatic carboxylic acid, and it is more preferable to use these as a main component. A solvent containing acetic acid, propionic acid, formic acid and butyric acid as main components is more preferable, and a solvent containing acetic acid as a main component is particularly preferable because of its solubility and ease of handling. The main component means that it accounts for 60% by weight or more of the total weight of the solvent. Particularly preferred is a mixture of acetic acid and water. The ratio of acetic acid to water is usually 1 part by weight or more, preferably 5 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of acetic acid. Moreover, it is 40 weight part or less normally, Preferably it is 25 weight part or less. The reaction efficiency can be improved by setting it to the upper limit or less, and the combustion decomposition of acetic acid can be further reduced by setting it to the lower limit or more.

溶媒Cの量は原料や目的反応物の溶解性等により適宜変更可能であるが、アルキル芳香族化合物Aに対して、重量比で1倍量以上が好ましく、5倍量以下が好ましい。
アルキル芳香族化合物Aの酸化反応は、加圧状態の反応装置内において、即ち常圧を超える圧力下で行われる。反応器11の圧力は好ましくは0.2MPa以上(絶対圧。以下同じ。)とし、より好ましくは0.5MPa以上とし、更に好ましくは1MPa以上とする。液相酸化の反応効率を高めるためには、反応温度において溶媒Cとアルキル芳香族化合物Aとの混合物が液相を保持できる圧力以上とすることがより好ましい。また、反応後のスラリーを固液分離装置へ移送しやすくするためにも反応器11の圧力は高いことが好ましい。一方、圧力は通常20MPa以下とする。好ましくは10MPa以下とし、より好ましくは7MPa以下とし、更に好ましくは5MPa以下とし、特に好ましくは2MPa以下とする。副反応や化合物の分解を抑制でき、収率の低下を抑える利点がある。また圧力をできるだけ低く抑えることで、耐圧強度の低い反応器を用いることができコストが節減できる。
The amount of the solvent C can be appropriately changed depending on the solubility of the raw materials and the target reactant, but is preferably 1 or more times by weight and preferably 5 or less by weight with respect to the alkyl aromatic compound A.
The oxidation reaction of the alkyl aromatic compound A is carried out in a pressurized reactor, that is, under a pressure exceeding the normal pressure. The pressure of the reactor 11 is preferably 0.2 MPa or more (absolute pressure; the same shall apply hereinafter), more preferably 0.5 MPa or more, and even more preferably 1 MPa or more. In order to increase the reaction efficiency of the liquid phase oxidation, it is more preferable to set the pressure at which the mixture of the solvent C and the alkyl aromatic compound A can maintain the liquid phase at the reaction temperature. Moreover, it is preferable that the pressure of the reactor 11 is high also in order to make it easy to transfer the slurry after the reaction to the solid-liquid separator. On the other hand, the pressure is usually 20 MPa or less. The pressure is preferably 10 MPa or less, more preferably 7 MPa or less, still more preferably 5 MPa or less, and particularly preferably 2 MPa or less. Side reactions and decomposition of compounds can be suppressed, and there is an advantage of suppressing a decrease in yield. Further, by keeping the pressure as low as possible, a reactor having a low pressure strength can be used, and costs can be reduced.

反応器11の温度は、通常100℃以上とする。好ましくは140℃以上とし、より好ましくは150℃以上とする。下限値より高いほど反応速度を高め収率を上げることができる利点がある。また、温度は通常400℃以下とする。好ましくは250℃以下とし、より好ましくは230℃以下とする。上限値より低いほど溶媒の燃焼による損失量を抑えることができる。また副反応や化合物の分解を抑制でき、収率の低下が抑えられる利点がある。   The temperature of the reactor 11 is usually 100 ° C. or higher. Preferably it is 140 degreeC or more, More preferably, it is 150 degreeC or more. The higher the lower limit, the higher the reaction rate and the higher the yield. The temperature is usually 400 ° C. or lower. Preferably it is 250 degrees C or less, More preferably, it is 230 degrees C or less. The lower the upper limit value, the smaller the amount of loss due to solvent combustion. Further, there is an advantage that side reaction and decomposition of the compound can be suppressed, and a decrease in yield can be suppressed.

酸化反応は連続的に行うと生産効率が高まるため好ましい。
反応器11の種類は特に限定されず、例えば攪拌機付き反応器、気泡塔反応器、プラグフロー型(配管流通型)反応器などいずれでもよい。反応効率を高めるには攪拌機付き完全混合槽型反応器とすることが好ましい。
反応器11の下部には、通常、分子状酸素含有ガスBの供給口が設けられ、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、多量の溶媒Cの蒸気を含む反応ガスMとして反応器11の塔頂部より抜き出される。
The oxidation reaction is preferably performed continuously because production efficiency is increased.
The kind of the reactor 11 is not specifically limited, For example, any may be sufficient, such as a reactor with a stirrer, a bubble column reactor, a plug flow type (pipe flow type) reactor. In order to increase the reaction efficiency, it is preferable to use a complete mixing tank reactor with a stirrer.
The lower part of the reactor 11 is usually provided with a supply port for the molecular oxygen-containing gas B. After the supplied molecular oxygen-containing gas B is used for the oxidation reaction of the alkyl aromatic compound A, a large amount of the oxygen-containing gas B is used. The reaction gas M containing the solvent C vapor is withdrawn from the top of the reactor 11.

反応ガスMは、必要に応じて凝縮器12にて溶媒Cを主とする凝縮液Nが凝縮分離された後、凝縮器排ガスOとして排出される。凝縮器12は一段でもよいし複数段からなってもよい。
分子状酸素含有ガスBの供給量及び酸素濃度は、凝縮器排ガスO(凝縮器12が複数段からなる場合は最終段の凝縮器の排ガスを凝縮器排ガスOとする。)中の酸素濃度が特定範囲となるように制御するのが好ましい。好ましくは凝縮器排ガスO中の酸素濃度が0.5容量%以上、より好ましくは2容量%以上とする。下限値より高いほど反応効率が高まる利点がある。また好ましくは10容量%以下、より好ましくは7容量%以下となるよう制御する。上限値より低くすることで安全性が高まる。
The reaction gas M is discharged as the condenser exhaust gas O after the condensate N mainly composed of the solvent C is condensed and separated in the condenser 12 as necessary. The condenser 12 may be a single stage or a plurality of stages.
The supply amount and oxygen concentration of the molecular oxygen-containing gas B are such that the oxygen concentration in the condenser exhaust gas O (when the condenser 12 is composed of a plurality of stages, the exhaust gas of the final stage condenser is the condenser exhaust gas O). It is preferable to control to be within a specific range. The oxygen concentration in the condenser exhaust gas O is preferably 0.5% by volume or more, more preferably 2% by volume or more. The higher the lower limit value, the higher the reaction efficiency. Moreover, it controls so that it may become 10 volume% or less preferably, more preferably 7 volume% or less. Safety is improved by making it lower than the upper limit value.

通常、凝縮液Nは水分を含有しており、系内の水分量調整のためにその一部を系外にパージし、残りは反応器11に還流させる。また、凝縮器排ガスO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。
また、溶媒Cとして酢酸などの脂肪族カルボン酸を用いる場合、反応器11中の溶媒Cの水分濃度は以下のようにして好ましい範囲内に調製しうる。即ち、溶媒Cとして純粋な酢酸などの脂肪族カルボン酸を供給し、後述する母液Fや洗浄排液Jの一部を再利用すると共に、水を含む凝縮液Nの一部を系外にパージする量を調節するのである。このようにして、溶媒Cの水分濃度を反応への影響を無視できる程度に抑えうる。
Usually, the condensate N contains water, and a part thereof is purged outside the system to adjust the amount of water in the system, and the rest is refluxed to the reactor 11. Further, the condenser exhaust gas O 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.
When an aliphatic carboxylic acid such as acetic acid is used as the solvent C, the water concentration of the solvent C in the reactor 11 can be adjusted within a preferable range as follows. That is, an aliphatic carboxylic acid such as pure acetic acid is supplied as the solvent C, and a part of the mother liquor F and the washing drainage J, which will be described later, is reused, and a part of the condensate N containing water is purged outside the system. The amount to be adjusted is adjusted. In this way, the water concentration of the solvent C can be suppressed to such an extent that the influence on the reaction can be ignored.

或いは、凝縮器12に代えて蒸留塔を用いてもよい。脂肪族カルボン酸と水との分離が可能な蒸留塔を反応器11に連結し、反応器11で発生した反応ガスMを蒸留塔で蒸留する。塔底から得られる水分濃度が低減された脂肪族カルボン酸を反応器11に回収するとともに、塔頂から得られる水を含む成分を例えば系外にパージするなどして、系内の水分量を調整することができる。   Alternatively, a distillation column may be used in place of the condenser 12. A distillation column capable of separating an aliphatic carboxylic acid and water is connected to the reactor 11, and the reaction gas M generated in the reactor 11 is distilled in the distillation column. The aliphatic carboxylic acid having a reduced water concentration obtained from the bottom of the tower is recovered in the reactor 11 and the water-containing component obtained from the top of the tower is purged out of the system, for example. Can be adjusted.

反応器11での酸化反応の後、必要に応じて追酸化処理を行ってもよい。追酸化処理とは、反応器11での酸化反応で得られた反応混合物を、追酸化反応器11’において、アルキル芳香族化合物Aを供給することなく分子状酸素含有ガスB’を供給し酸化処理することである。
追酸化処理の好ましい一例としては、反応器11で得られた反応混合物に、より低温に保持した追酸化反応器11’において追酸化処理を行う(以下、「低温追酸化」という)。アルキル芳香族化合物Aがp−キシレンであれば、追酸化反応器11’の温度は反応器11より1℃以上低温とすることが好ましく、より好ましくは5℃以上低温とする。また20℃以下低温とすることが好ましく、より好ましくは15℃以下低温とする。具体的な温度としては、通常140℃以上、好ましくは160℃以上である。また通常220℃以下、より好ましくは200℃以下である。下限値以上とすることにより、芳香族カルボン酸粒子が溶解しやすくなり純度が高まる傾向がある。また上限値以下とすることで、着色性の不純物の生成が抑えられる傾向がある。
After the oxidation reaction in the reactor 11, additional oxidation treatment may be performed as necessary. In the additional oxidation treatment, the reaction mixture obtained by the oxidation reaction in the reactor 11 is oxidized by supplying the molecular oxygen-containing gas B ′ without supplying the alkyl aromatic compound A in the additional oxidation reactor 11 ′. Is to process.
As a preferred example of the additional oxidation treatment, the additional oxidation treatment is performed on the reaction mixture obtained in the reactor 11 in the additional oxidation reactor 11 ′ held at a lower temperature (hereinafter referred to as “low temperature additional oxidation”). If the alkyl aromatic compound A is p-xylene, the temperature of the additional oxidation reactor 11 ′ is preferably 1 ° C. or more lower than the reactor 11 and more preferably 5 ° C. or more. Moreover, it is preferable to set it as 20 degrees C or less low temperature, More preferably, it is set as 15 degrees C or less low temperature. The specific temperature is usually 140 ° C. or higher, preferably 160 ° C. or higher. Moreover, it is 220 degrees C or less normally, More preferably, it is 200 degrees C or less. By setting it as the lower limit value or more, the aromatic carboxylic acid particles tend to dissolve and the purity tends to increase. Moreover, there exists a tendency for the production | generation of a coloring impurity to be suppressed by setting it as below an upper limit.

追酸化処理の他の好ましい一例としては、反応器11で得られた反応混合物に、より高温に保持した追酸化反応器11’において追酸化処理を行う(以下、「高温追酸化」という)。アルキル芳香族化合物Aがp−キシレンであれば、追酸化反応器11’の温度は反応器11より1℃以上高温とすることが好ましく、より好ましくは30℃以上高温とする。また150℃以下高温とすることが好ましく、より好ましくは100℃以下高温とする。具体的な温度としては、通常235℃以上、好ましくは240℃以上である。また通常290℃以下、より好ましくは280℃以下である。下限値以上とすることにより、芳香族カルボン酸粒子が溶解しやすくなり純度が高まる傾向がある。また上限値以下とすることで、着色性の不純物の生成が抑えられる傾向がある。   As another preferred example of the additional oxidation treatment, the reaction mixture obtained in the reactor 11 is subjected to additional oxidation treatment in the additional oxidation reactor 11 ′ held at a higher temperature (hereinafter referred to as “high temperature additional oxidation”). If the alkyl aromatic compound A is p-xylene, the temperature of the additional oxidation reactor 11 ′ is preferably higher than the reactor 11 by 1 ° C. or higher, more preferably 30 ° C. or higher. Moreover, it is preferable to set it as 150 degreeC or less high temperature, More preferably, it is set as 100 degreeC or less high temperature. The specific temperature is usually 235 ° C. or higher, preferably 240 ° C. or higher. Moreover, it is 290 degrees C or less normally, More preferably, it is 280 degrees C or less. By setting it as the lower limit value or more, the aromatic carboxylic acid particles tend to dissolve and the purity tends to increase. Moreover, there exists a tendency for the production | generation of a coloring impurity to be suppressed by setting it as below an upper limit.

追酸化処理は1回のみ行ってもよいし、2回以上連続して行ってもよい。例えば低温追酸化を2回以上行ってもよいし、低温追酸化と高温追酸化を各1回以上行ってもよいし、高温追酸化を2回以上行ってもよい。好ましくは追酸化処理を1回以上行い、より好ましくは少なくとも低温追酸化を1回行う。
追酸化処理も加圧状態、即ち常圧を超える圧力下で行われることが好ましく、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とすることがより好ましい。また、反応後のスラリーを固液分離装置へ移送しやすくするためにも追酸化反応器11’の圧力は高いことが好ましい。好ましくは0.2MPa以上とし、より好ましくは0.5MPa以上とする。一方、圧力は通常20MPa以下とする。副反応や化合物の分解を抑制でき、収率の低下を抑える利点がある。また圧力をできるだけ低く抑えることで耐圧強度の低い反応器を用いることができ、コストが節減できる。好ましくは10MPa以下とし、より好ましくは5MPa以下とし、更に好ましくは2MPa以下とする。反応器11からスラリーDを効率的に追酸化反応器11’に導入するため、反応器11よりも低い圧力とすることが望ましい。
The additional oxidation treatment may be performed only once or may be performed continuously twice or more. For example, the low temperature additional oxidation may be performed twice or more, the low temperature additional oxidation and the high temperature additional oxidation may be performed once or more each time, or the high temperature additional oxidation may be performed twice or more. Preferably, the additional oxidation treatment is performed once or more, more preferably at least the low temperature additional oxidation is performed once.
The post-oxidation treatment is also preferably performed under a pressurized condition, that is, under a pressure exceeding the normal pressure, and more preferably at a pressure higher than the pressure at which the internal mixture can maintain the liquid phase at the reaction temperature. In order to facilitate the transfer of the slurry after the reaction to the solid-liquid separator, the pressure in the additional oxidation reactor 11 ′ is preferably high. Preferably it is 0.2 MPa or more, more preferably 0.5 MPa or more. On the other hand, the pressure is usually 20 MPa or less. Side reactions and decomposition of compounds can be suppressed, and there is an advantage of suppressing a decrease in yield. Further, by keeping the pressure as low as possible, a reactor having a low pressure strength can be used, and costs can be saved. The pressure is preferably 10 MPa or less, more preferably 5 MPa or less, and still more preferably 2 MPa or less. In order to efficiently introduce the slurry D from the reactor 11 into the additional oxidation reactor 11 ′, it is desirable that the pressure be lower than that in the reactor 11.

追酸化処理を行うために供給する分子状酸素含有ガスB’の種類や濃度は分子状酸素含有ガスBの説明と同様であるので省略する。追酸化反応器11’から排出された反応ガスM’は酸素及び溶媒Cの蒸気を含んでおり、通常、凝縮器又は蒸留塔へ送られる。
分子状酸素含有ガスB’の供給量は、体積比で、分子状酸素含有ガスBの供給量の1/10000以上であることが好ましく、また1/5以下であることが好ましい。
The type and concentration of the molecular oxygen-containing gas B ′ supplied for performing the additional oxidation treatment are the same as those in the description of the molecular oxygen-containing gas B, and will be omitted. The reaction gas M ′ discharged from the additional oxidation reactor 11 ′ contains oxygen and solvent C vapor, and is usually sent to a condenser or a distillation column.
The supply amount of the molecular oxygen-containing gas B ′ is preferably 1 / 10,000 or more and preferably 1/5 or less of the supply amount of the molecular oxygen-containing gas B by volume.

追酸化処理を行う反応器の種類は特に限定されないが、例えば反応器11と同様のタイプの反応器などが使用可能である。追酸化処理の他の条件については反応器11における酸化と同様である。
以上のようにして酸化反応が行われ、反応器11又は追酸化反応器11’から芳香族カルボン酸と溶媒Cとを含むスラリーD又はD’が抜き出される。芳香族カルボン酸は通常固体として、好ましくは結晶として得られ、少なくとも固体の化合物と溶媒を含むスラリーが得られる。なお芳香族カルボン酸の一部が溶媒Cに溶解していてもよい。このスラリーD又はD’は溶媒Cや芳香族カルボン酸の他に、触媒、原料のアルキル芳香族化合物、及び副生成物(例えば、一部酸化アルキル芳香族化合物)などを含みうる。副生成物としては、p−キシレンからテレフタル酸を製造する場合には例えば4CBA、p−トルアルデヒド、p−トルイル酸、酢酸メチル等が挙げられる。
Although the kind of reactor which performs an additional oxidation process is not specifically limited, For example, the reactor of the same type as the reactor 11 etc. can be used. Other conditions for the additional oxidation treatment are the same as in the oxidation in the reactor 11.
The oxidation reaction is performed as described above, and the slurry D or D ′ containing the aromatic carboxylic acid and the solvent C is extracted from the reactor 11 or the additional oxidation reactor 11 ′. The aromatic carboxylic acid is usually obtained as a solid, preferably as a crystal, and a slurry containing at least a solid compound and a solvent is obtained. A part of the aromatic carboxylic acid may be dissolved in the solvent C. The slurry D or D ′ may contain a catalyst, a raw material alkyl aromatic compound, a by-product (for example, a partially oxidized alkyl aromatic compound) and the like in addition to the solvent C and the aromatic carboxylic acid. Examples of by-products include 4CBA, p-tolualdehyde, p-toluic acid, and methyl acetate when terephthalic acid is produced from p-xylene.

以下では便宜上、反応装置が反応器11のみからなり、反応器11から抜き出されるスラリーDを反応装置から抜き出されるスラリーとする場合について説明する。ただしこの説明は、反応装置が反応器11及び追酸化反応器11’からなり、追酸化反応器11’から抜き出されるスラリーD’を反応装置から抜き出されるスラリーとした場合にも同様に適用される。   Hereinafter, for the sake of convenience, a case will be described in which the reaction apparatus includes only the reactor 11, and the slurry D extracted from the reactor 11 is the slurry extracted from the reaction apparatus. However, this explanation is similarly applied to the case where the reaction apparatus includes the reactor 11 and the additional oxidation reactor 11 ′, and the slurry D ′ extracted from the additional oxidation reactor 11 ′ is a slurry extracted from the reaction apparatus. Is done.

次に固液分離工程について説明する。スラリーDを溶媒と芳香族カルボン酸とに固液分離するために固液分離装置13へ移送する。なお必要に応じて固液分離工程前に晶析工程を加えてもよい。反応器11と固液分離装置13との間には、ポンプや圧力弁を設けて適宜、スラリーDの圧力を調整してもよいが、反応器11から固液分離装置13まで加圧状態を維持したまま移送されるのが好ましい。   Next, the solid-liquid separation process will be described. The slurry D is transferred to the solid-liquid separator 13 for solid-liquid separation into a solvent and an aromatic carboxylic acid. If necessary, a crystallization step may be added before the solid-liquid separation step. A pump or a pressure valve may be provided between the reactor 11 and the solid-liquid separation device 13 to adjust the pressure of the slurry D as appropriate, but the pressurized state from the reactor 11 to the solid-liquid separation device 13 is maintained. It is preferable to transport while maintaining.

固液分離装置13は加圧状態でスラリーD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。加圧状態で固液分離を行うと内部エネルギーの大きいケーキが得られ、後のケーキの乾燥工程でケーキ付着液の蒸発を効率的に行うことができる利点がある。また加圧状態の母液Fが得られるため、後述する液体移送工程において加圧状態を保ったまま反応装置に移送し溶媒としてリサイクルすれば、再加圧のためのエネルギーを低減できる利点がある。母液Fの取り扱いについては後に詳述する。   The solid-liquid separator 13 separates the slurry D into an aromatic carboxylic acid cake E and a mother liquor F in a pressurized state. When solid-liquid separation is performed in a pressurized state, a cake having a large internal energy is obtained, and there is an advantage that the cake adhering liquid can be efficiently evaporated in the subsequent cake drying step. Moreover, since the mother liquor F in a pressurized state is obtained, there is an advantage that energy for repressurization can be reduced if it is transferred to the reaction apparatus while being kept in a pressurized state and recycled as a solvent in a liquid transfer step described later. The handling of the mother liquor F will be described in detail later.

固液分離工程の圧力は、通常0.2MPa以上とし、好ましくは0.3MPa以上とし、より好ましくは0.5MPa以上とする。母液の蒸発抑制のため、その温度における溶媒Cの蒸気圧より高圧とすることが望ましい。一方、圧力は通常20MPa以下とする。低めの圧力とすることで耐圧性がやや低い装置が使用でき、コストが節減できる。好ましくは10MPa以下とし、より好ましくは5MPa以下とし、更に好ましくは3MPa以下とし、特に好ましくは2MPa以下とする。   The pressure in the solid-liquid separation step is usually 0.2 MPa or more, preferably 0.3 MPa or more, more preferably 0.5 MPa or more. In order to suppress evaporation of the mother liquor, it is desirable that the pressure be higher than the vapor pressure of the solvent C at that temperature. On the other hand, the pressure is usually 20 MPa or less. By using a lower pressure, a device with a slightly lower pressure resistance can be used, and costs can be reduced. The pressure is preferably 10 MPa or less, more preferably 5 MPa or less, still more preferably 3 MPa or less, and particularly preferably 2 MPa or less.

また、固液分離装置の圧力がスラリーDの蒸気圧より0.01MPa以上高いことが好ましく、0.02MPa以上高いことがより好ましい。母液の蒸発抑制のためである。一方、固液分離装置の圧力がスラリーDの蒸気圧より2.0MPa以下高いことが好ましく、1.0MPa以下高いことがより好ましく、0.5MPa以下高いことが更に好ましい。   Further, the pressure of the solid-liquid separator is preferably higher than the vapor pressure of the slurry D by 0.01 MPa or more, more preferably 0.02 MPa or more. This is for suppressing evaporation of the mother liquor. On the other hand, the pressure of the solid-liquid separator is preferably 2.0 MPa or less higher than the vapor pressure of the slurry D, more preferably 1.0 MPa or less, and even more preferably 0.5 MPa or less.

固液分離装置13としては公知の装置を制限なく使用しうるが、例えば、スクリーンボウルデカンター、ソリッドボウルデカンターのような遠心分離機や、水平ベルトフィルター、ロータリー加圧フィルター、ロータリーバキュームフィルター等を用いることができる。
固液分離装置13で得られた芳香族カルボン酸ケーキEは、そのまま乾燥してもよいが、洗浄装置14で洗浄を行うと、不純物や副生成物、触媒等を除去でき、得られる芳香族カルボン酸の純度が高まるので好ましい。
A known device can be used as the solid-liquid separator 13 without limitation. For example, a centrifuge such as a screen bowl decanter or a solid bowl decanter, a horizontal belt filter, a rotary pressure filter, a rotary vacuum filter, or the like is used. be able to.
The aromatic carboxylic acid cake E obtained by the solid-liquid separator 13 may be dried as it is, but if it is washed by the washing device 14, impurities, by-products, catalysts, etc. can be removed, and the resulting aromatic Since the purity of carboxylic acid increases, it is preferable.

洗浄装置14では芳香族カルボン酸ケーキEが洗浄液Hにより洗浄され、ケーキに付着していた母液が除去され不純物濃度が低減された洗浄ケーキGが得られる。洗浄に用いる洗浄液Hは、水や有機溶媒などを用い得、特に制約はないが、反応器11で用いる溶媒Cと相溶するものが好ましい。例えば溶媒Cが酢酸や水を主成分とする溶媒である場合、洗浄液Hとしては酢酸、水、或いは酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等の比較的蒸発潜熱の小さい酢酸エステル類、又はこれらの混合物を主成分とする溶媒を用いることが好ましい。溶媒Cと主成分が共通するものであると洗浄排液Jの再利用が行い易くより好ましい。溶媒Cが酢酸を主成分とする溶媒である場合、洗浄液Hも酢酸を主成分とする溶媒が好ましく、酢酸を60重量%以上含む溶媒であると好ましく、70重量%以上含む溶媒であることが特に好ましい。   In the cleaning device 14, the aromatic carboxylic acid cake E is washed with the washing liquid H, and the mother liquor adhering to the cake is removed to obtain a washing cake G in which the impurity concentration is reduced. The washing liquid H used for washing may be water or an organic solvent, and is not particularly limited, but is preferably compatible with the solvent C used in the reactor 11. For example, when the solvent C is a solvent containing acetic acid or water as a main component, the cleaning liquid H is acetic acid, water, or an acetic acid ester having a relatively low latent heat of evaporation such as methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, or butyl acetate, or It is preferable to use a solvent mainly composed of these mixtures. It is more preferable that the main component is the same as that of the solvent C because the cleaning waste liquid J can be easily reused. When the solvent C is a solvent containing acetic acid as a main component, the cleaning liquid H is also preferably a solvent containing acetic acid as a main component, preferably a solvent containing 60 wt% or more of acetic acid, and a solvent containing 70 wt% or more. Particularly preferred.

洗浄に用いる洗浄液Hの量は、ケーキE中の固形分に対する重量比で、好ましくは0.03以上、より好ましくは0.05以上、更に好ましくは0.1以上である。また、好ましくは5.0以下であり、より好ましくは4.0以下であり、更に好ましくは3.0以下である。
洗浄装置14の圧力は、固液分離装置13の圧力と同程度の加圧状態とすることが望ましい。加圧状態で洗浄を行うと内部エネルギーの大きいケーキが得られ、後のケーキの乾燥工程でケーキ付着液の蒸発を効率的に行うことができる利点がある。また加圧状態の洗浄排液Jが得られるため、後述する液体移送工程において加圧状態を保ったまま反応装置に移送し溶媒としてリサイクルすれば、再加圧のためのエネルギーを低減できる利点がある。洗浄排液Jの取り扱いについては後に詳述する。また洗浄排液Jの蒸発抑制のため、その温度における洗浄液の蒸気圧より高圧とすることが望ましい。
The amount of the cleaning liquid H used for the cleaning is preferably 0.03 or more, more preferably 0.05 or more, and still more preferably 0.1 or more, by weight ratio to the solid content in the cake E. Moreover, Preferably it is 5.0 or less, More preferably, it is 4.0 or less, More preferably, it is 3.0 or less.
It is desirable that the pressure of the cleaning device 14 is a pressurized state similar to the pressure of the solid-liquid separation device 13. When washing is performed in a pressurized state, a cake having a large internal energy is obtained, and there is an advantage that the cake adhering liquid can be efficiently evaporated in the subsequent cake drying step. In addition, since the pressurized washing waste liquid J is obtained, there is an advantage that energy for repressurization can be reduced if it is transferred to the reaction apparatus while being kept in a pressurized state and recycled as a solvent in the liquid transfer step described later. is there. The handling of the cleaning effluent J will be described in detail later. Further, in order to suppress evaporation of the cleaning waste liquid J, it is desirable that the pressure is higher than the vapor pressure of the cleaning liquid at that temperature.

固液分離及び洗浄を加圧下で行なう場合、洗浄ケーキGは好ましくは乾燥装置16により乾燥させ、ケーキに残留する付着液を除去して芳香族カルボン酸を得る。通常、芳香族カルボン酸結晶Kとして得られる。乾燥装置16は1つのみでもよいし複数の同一又は異なる装置で構成されていてもよい。
乾燥装置16の種類は特に制限されないが、好ましくは、洗浄ケーキGを高圧状態から低圧状態へ移行させることで洗浄ケーキGに付着している付着液を放圧蒸発させる装置、いわゆるフラッシュ乾燥装置を含むことが好ましい。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、その内部エネルギーを気化熱として一部液体が蒸発することを言う。これによれば更なるエネルギーを加えることなく洗浄ケーキGの乾燥が行えるので、放圧蒸発でできるだけ多くの付着液を蒸発させることがエネルギーコスト節減上好ましい。
When solid-liquid separation and washing are performed under pressure, the washing cake G is preferably dried by the drying device 16 to remove the adhering liquid remaining on the cake to obtain an aromatic carboxylic acid. Usually, it is obtained as an aromatic carboxylic acid crystal K. There may be only one drying device 16 or a plurality of the same or different devices.
The type of the drying device 16 is not particularly limited, but preferably a device that releases the attached liquid adhering to the cleaning cake G by releasing the pressure by moving the cleaning cake G from the high pressure state to the low pressure state, a so-called flash drying device. It is preferable to include. Relief pressure evaporation means that a liquid in a high pressure state is suddenly moved to a low pressure state where the temperature before the transition is equal to or higher than the boiling point of the pressure after the transition, and a part of the liquid is evaporated using its internal energy as the heat of vaporization. Say to do. According to this, since the washing cake G can be dried without adding further energy, it is preferable to evaporate as much of the adhering liquid as possible by releasing pressure evaporation in terms of energy cost saving.

放圧蒸発が行える乾燥装置としては、例えば、高圧状態から低圧状態への抜き出しが可能なディスチャージバルブを備えた加圧乾燥装置などが挙げられる。高圧状態を保持したまま洗浄ケーキGを蓄えたケーキ保持槽から、ディスチャージバルブを開放して洗浄ケーキGをより低圧の粉体滞留槽へ抜き出し、ケーキ付着液を蒸発除去する。ディスチャージバルブは抜き出し方式が連続式であっても間欠式であってもよく、また乾燥装置はディスチャージバルブを1つ備えていても複数備えていてもよい。なお、ディスチャージバルブによる抜き出しの際、粉体滞留槽での洗浄ケーキG滞留量が一定となるようタイミングや回数を調整すると、安定的に工程を進行させやすく好ましい。   Examples of the drying apparatus capable of releasing pressure evaporation include a pressure drying apparatus provided with a discharge valve capable of extracting from a high pressure state to a low pressure state. From the cake holding tank in which the washing cake G is stored while maintaining the high pressure state, the discharge valve is opened to draw the washing cake G into a lower pressure powder retention tank, and the cake adhering liquid is removed by evaporation. The discharge valve may be a continuous or intermittent discharge system, and the drying apparatus may include one discharge valve or a plurality of discharge valves. In addition, it is preferable to adjust the timing and the number of times so that the amount of washing cake G retained in the powder retaining tank becomes constant during extraction by the discharge valve.

固液分離工程と洗浄工程とを一つの装置で行える固液分離洗浄装置15(図中、破線囲みの15に相当する。)により、両工程を行ってもよい。また、固液分離工程、洗浄工程及び乾燥工程を一つの装置で行える固液分離洗浄乾燥装置17(図中、破線囲みの17に相当する。)により、これら3つの工程を行ってもよい。工程を簡略化できる利点がある。このような装置としては、例えば、スクリーンボウルデカンター、ソリッドボウルデカンターのような遠心分離機や、水平ベルトフィルター、ロータリー加圧フィルター、ロータリーバキュームフィルター等が挙げられる。これらの中でも、特にスクリーンボウルデカンターは耐熱性に優れ、反応器11の温度に近い高温域でも使用可能であるため好ましい。   Both steps may be performed by a solid-liquid separation and washing apparatus 15 (corresponding to 15 surrounded by a broken line in the figure) that can perform the solid-liquid separation process and the washing process with one apparatus. Further, these three steps may be performed by a solid / liquid separation washing / drying device 17 (corresponding to a broken line 17 in the figure) which can perform the solid / liquid separation step, the washing step and the drying step with one apparatus. There is an advantage that the process can be simplified. Examples of such an apparatus include a centrifugal separator such as a screen bowl decanter and a solid bowl decanter, a horizontal belt filter, a rotary pressure filter, and a rotary vacuum filter. Among these, the screen bowl decanter is particularly preferable because it has excellent heat resistance and can be used in a high temperature range close to the temperature of the reactor 11.

このようにして得られる芳香族カルボン酸結晶Kの乾燥が不十分な場合は、乾燥装置16の後に加熱乾燥装置などを設け、更に乾燥を行うことが好ましい。加熱乾燥装置の種類は特に制限は無いが、乾燥効率やコスト等の点から、流動層乾燥装置(Fluidized Bed Dryer)、回転型乾燥装置(スチームチューブドライヤー等)などが好ましく用いられる。
以上のような工程により、アルキル芳香族化合物から芳香族カルボン酸が得られる。得られた芳香族カルボン酸はそのまま使用してもよいし、純度を上げるために還元工程に供してもよい。
When the aromatic carboxylic acid crystals K thus obtained are insufficiently dried, it is preferable to provide a heating and drying device after the drying device 16 and further perform drying. The type of the heat drying apparatus is not particularly limited, but from the viewpoint of drying efficiency and cost, a fluidized bed drying apparatus (Fluidized Bed Dryer), a rotary drying apparatus (such as a steam tube dryer) is preferably used.
An aromatic carboxylic acid is obtained from the alkyl aromatic compound by the above-described steps. The obtained aromatic carboxylic acid may be used as it is, or may be subjected to a reduction step in order to increase the purity.

還元工程としては、水素化精製プロセス(溶解工程、水素化工程、晶析工程、固液分離工程、洗浄工程、乾燥工程等からなる)が挙げられる。上述した工程により得られた芳香族カルボン酸結晶Kを水などの溶媒に溶解させ、水素等の還元剤により、芳香族カルボン酸結晶に含まれる不純物の少なくとも一部を還元する。例えば芳香族カルボン酸としてテレフタル酸を製造する場合には、テレフタル酸結晶中に含まれる4CBAを還元してp−トルイル酸に変換する。好ましくは、例えばルテニウム、ロジウム、パラジウム、白金、オスミウム等の8〜10族金属を含む水素化触媒を用いる。   Examples of the reduction step include a hydrorefining process (consisting of a dissolution step, a hydrogenation step, a crystallization step, a solid-liquid separation step, a washing step, a drying step, etc.). The aromatic carboxylic acid crystal K obtained by the above-described steps is dissolved in a solvent such as water, and at least a part of impurities contained in the aromatic carboxylic acid crystal is reduced with a reducing agent such as hydrogen. For example, when producing terephthalic acid as an aromatic carboxylic acid, 4CBA contained in the terephthalic acid crystal is reduced and converted to p-toluic acid. Preferably, a hydrogenation catalyst containing a group 8-10 metal such as ruthenium, rhodium, palladium, platinum, osmium, or the like is used.

その後、得られた反応生成物を、必要に応じて晶析槽で主に芳香族カルボン酸からなる結晶を晶析させた後、固液分離し、必要により洗浄して乾燥させることにより、純度の高い芳香族カルボン酸結晶を得る。
本発明の芳香族カルボン酸の製造方法は、上記全工程を必須とするものではなく、反応器11で芳香族カルボン酸を生成させ、固液分離装置13に移送し、芳香族カルボン酸を溶媒から分離し、母液を酸化工程に移送するものであればよい。また必要に応じて上記以外の装置や配管を設けてもよい。
Thereafter, the obtained reaction product is crystallized mainly from an aromatic carboxylic acid in a crystallization tank, if necessary, and then separated into solid and liquid, and washed and dried as necessary to obtain a purity. A highly aromatic carboxylic acid crystal is obtained.
The method for producing an aromatic carboxylic acid according to the present invention does not require all the steps described above. The aromatic carboxylic acid is generated in the reactor 11 and transferred to the solid-liquid separation device 13, and the aromatic carboxylic acid is removed from the solvent. And the mother liquor may be transferred to the oxidation step. Moreover, you may provide apparatus and piping other than the above as needed.

次に液体移送工程について説明する。固液分離装置13で得られた母液Fは、通常、固液分離装置13内の母液槽に一旦蓄積された後、母液タンク20に回収されるが、母液Fの主成分は反応に用いた溶媒であり、更に、溶解した芳香族カルボン酸や未反応のアルキル芳香族化合物、触媒、副生成物、水などが含まれる。このため母液Fの少なくとも一部を液体(I)として反応器11へ移送すると、溶媒、未反応原料、触媒を再利用できコスト削減が図れる。また、含まれる芳香族カルボン酸を反応系内に戻すことでプロセス全体の収率を上げることができる。本発明においては固液分離を加圧下で行い、母液Fを含む液体(I)を加圧状態を維持したまま反応器11へ移送するので、再加圧、再加温のためのエネルギーが節減できる。液体移送工程の圧力は、固液分離工程の圧力と実質的に同程度とすることが望ましい。   Next, the liquid transfer process will be described. The mother liquor F obtained by the solid-liquid separator 13 is usually once accumulated in the mother liquor tank in the solid-liquid separator 13 and then recovered in the mother liquor tank 20, but the main component of the mother liquor F was used for the reaction. The solvent further includes dissolved aromatic carboxylic acid, unreacted alkyl aromatic compound, catalyst, by-product, water and the like. For this reason, when at least a part of the mother liquor F is transferred to the reactor 11 as the liquid (I), the solvent, unreacted raw materials, and catalyst can be reused, and the cost can be reduced. Moreover, the yield of the whole process can be raised by returning the aromatic carboxylic acid contained in a reaction system. In the present invention, solid-liquid separation is performed under pressure, and the liquid (I) containing the mother liquor F is transferred to the reactor 11 while maintaining the pressurized state. it can. The pressure in the liquid transfer process is desirably substantially the same as the pressure in the solid-liquid separation process.

また、洗浄装置14で得られた洗浄排液Jは洗浄装置14内の洗浄排液槽に一旦蓄積された後、洗浄排液タンク21に回収することができる。洗浄排液Jには、母液Fより低濃度ながら、溶解した芳香族カルボン酸や未反応のアルキル芳香族化合物、触媒、副生成物、水などが含まれる。このため洗浄排液Jの少なくとも一部を液体(I)として反応器11へ移送すると溶媒、未反応原料、触媒を再利用でき好ましい。また含まれる芳香族カルボン酸を反応系内に戻すことで収率を上げることができ好ましい。洗浄を加圧下で行う場合、洗浄排液Jは加圧状態を維持したまま反応器11へ移送すると、再加圧、再加温のためのエネルギーが節減でき、好ましい。   In addition, the cleaning drainage liquid J obtained by the cleaning device 14 can be once accumulated in the cleaning drainage tank in the cleaning device 14 and then collected in the cleaning drainage tank 21. The cleaning waste liquid J contains dissolved aromatic carboxylic acid, unreacted alkyl aromatic compound, catalyst, by-product, water, and the like at a lower concentration than the mother liquor F. For this reason, it is preferable that at least a part of the washing waste liquid J is transferred to the reactor 11 as the liquid (I) because the solvent, unreacted raw materials and catalyst can be reused. Moreover, the yield can be increased by returning the aromatic carboxylic acid contained in the reaction system, which is preferable. When washing is performed under pressure, it is preferable that the washing waste liquid J is transferred to the reactor 11 while maintaining the pressurized state because energy for repressurization and reheating can be saved.

母液タンク20と洗浄排液タンク21とをまとめて、1つの母液・洗浄排液タンクとしてもよい。その場合、反応器11への移送、溶媒、未反応原料、触媒の再利用や、廃棄処理工程23へ移送しての廃棄もまとめて行うことができる。
液体(I)を反応装置に移送する場合、反応装置の中のどの反応器に移送してもよい。但し、反応効率を高めるため、好ましくは最も上流の反応器に移送する。
The mother liquid tank 20 and the cleaning drain tank 21 may be combined into one mother liquid / cleaning drain tank. In that case, the transfer to the reactor 11, the reuse of the solvent, the unreacted raw material and the catalyst, and the transfer to the disposal process step 23 and the disposal can be performed together.
When liquid (I) is transferred to the reactor, it may be transferred to any reactor in the reactor. However, in order to increase the reaction efficiency, it is preferably transferred to the most upstream reactor.

本発明において液体移送工程とは、固液分離工程13から母液Fが排出される点から反応装置11までの間を言う。液体移送工程は主に配管22から構成され、途中に母液タンク20などを含む場合はこれも広義の配管とみなす。本発明においては液体移送工程において液体(I)を加熱する。これにより、移送される液体(I)に意図せぬ放圧等が起こった場合にも液温の低下が抑制でき、溶解している芳香族カルボン酸類や副生物等の析出による配管の閉塞を防ぐことができる。従って連続的かつ安定的にプロセスの運転が行える。また反応装置に導入される液体温度の低下が抑えられ、反応に悪影響を与えず、再加圧や再加熱のためのエネルギー量を低減できる。   In the present invention, the liquid transfer step refers to the period from the point at which the mother liquor F is discharged from the solid-liquid separation step 13 to the reactor 11. The liquid transfer step is mainly composed of the pipe 22, and when the mother liquid tank 20 or the like is included in the middle, this is also regarded as a broad pipe. In the present invention, the liquid (I) is heated in the liquid transfer step. As a result, even when an unintentional release pressure or the like occurs in the transferred liquid (I), the liquid temperature can be prevented from lowering, and the piping is blocked due to the precipitation of dissolved aromatic carboxylic acids and by-products. Can be prevented. Accordingly, the process can be operated continuously and stably. Moreover, the fall of the liquid temperature introduce | transduced into a reaction apparatus is suppressed, the amount of energy for repressurization or reheating can be reduced, without giving a bad influence on reaction.

液体(I)の加熱に当たっては、少なくとも液体移送工程の配管の一部に液体加熱手段を設けることが好ましい。
液体移送工程の配管22の材質は特に限定されず、チタン、ニッケル、アルミニウム、合金鋼鋼管、カーボンスチール、ステンレススチールなどが用いられるが、耐食性からチタンが最も好ましい。
In heating the liquid (I), it is preferable to provide a liquid heating means at least in a part of the pipe for the liquid transfer process.
The material of the pipe 22 in the liquid transfer process is not particularly limited, and titanium, nickel, aluminum, alloy steel pipe, carbon steel, stainless steel, and the like are used, but titanium is most preferable from the corrosion resistance.

配管22の外径は特に限定されないが、1インチ以上であると閉塞が起こりにくく好ましい。また、好ましくは20インチ以下、より好ましくは15インチ以下、更に好ましくは10インチ以下である。配管内を流れる液体の中心部と配管壁周辺の温度差を小さく抑えることができ、また配管の加熱が十分伝わりやすい。配管22の長さもまた特に限定されないが、好ましくは0.5m以上、より好ましくは5m以上、更に好ましくは10m以上である。設備配置の自由度が大きくなる。また、好ましくは100m以下、より好ましくは80m以下、更に好ましくは70m以下である。加熱ラインが短くてすみ、余分な加熱が不要となる利点、および配管内を流れる液体の温度が低下しにくい利点などがある。   The outer diameter of the pipe 22 is not particularly limited, but it is preferably 1 inch or more because blockage hardly occurs. Further, it is preferably 20 inches or less, more preferably 15 inches or less, and further preferably 10 inches or less. The temperature difference between the center of the liquid flowing in the pipe and the periphery of the pipe wall can be kept small, and the heating of the pipe is easily transmitted. The length of the pipe 22 is also not particularly limited, but is preferably 0.5 m or more, more preferably 5 m or more, and even more preferably 10 m or more. The degree of freedom of equipment layout increases. Moreover, Preferably it is 100 m or less, More preferably, it is 80 m or less, More preferably, it is 70 m or less. There are advantages such that the heating line is short, unnecessary heating is unnecessary, and the temperature of the liquid flowing in the piping is less likely to decrease.

以下、加熱方法につき詳細に説明する。加熱手段としては単に断熱材、保温材などで被覆する手段ではなく、液体移送工程中の配管22中の液体温度より実質的に高い温度の熱を外部から加えるものとする。但し断熱材、保温材などを併用してもよい。
加熱手段は特に限定されないが、例えば熱媒を用いて加熱する方法としては、配管22の内側に熱配管を設置して熱媒を通し内側から加熱する方法(インナートレース法)、配管22の外側に熱配管を設置して熱媒を通し外側から加熱する方法(アウタートレース法)、配管22の外側に同一円心を有する熱配管を設置して二重配管とし外側に熱媒を通し外側から加熱する方法(二重配管法)、などが挙げられる。電気により加熱する方法としては、配管22自体に直接電流を流し配管全体を発熱体として加熱する方法(直接法)、配管22に絶縁した導線を沿わせて通電し導線のジュール熱にて加熱する方法(間接法)、配管22に絶縁導線を巻きつけて通電し誘起した誘導電流で加熱する方法(中間法)、などが挙げられる。その他の方法として、反応装置から排出される高温のスラリーとの熱交換で加熱する方法(スラリー熱交換法)、などが挙げられる。
Hereinafter, the heating method will be described in detail. The heating means is not simply a means for covering with a heat insulating material, a heat insulating material or the like, and heat having a temperature substantially higher than the liquid temperature in the pipe 22 during the liquid transfer process is applied from the outside. However, you may use together a heat insulating material, a heat insulating material, etc.
The heating means is not particularly limited. For example, as a method of heating using a heat medium, a method in which a heat pipe is installed inside the pipe 22 and heated from the inside through the heat medium (inner trace method), the outside of the pipe 22 is used. Heat pipe installed on the outside and heated from the outside through a heat medium (outer trace method), heat pipe having the same circle center is installed outside the pipe 22 to form a double pipe and the outside through the heat medium from the outside And heating method (double piping method). As a method of heating by electricity, a method of directly supplying current to the pipe 22 itself and heating the entire pipe as a heating element (direct method), energizing along the insulated wire to the pipe 22 and heating with Joule heat of the lead wire Examples thereof include a method (indirect method), a method in which an insulated conductor is wound around the pipe 22 and energized and heated by an induced current (intermediate method). Examples of other methods include a method of heating by heat exchange with a high-temperature slurry discharged from the reaction apparatus (slurry heat exchange method).

安全性、コスト面からは熱媒を用いて加熱する方法が好ましく、アウタートレース法が最も好ましい。必要な熱媒量が少なくてすみ、保温材を併用すれば更に加熱効率を高めることができる。
熱媒としては、例えば熱媒油、溶媒、温水、蒸気、空気などを用いうるが、好ましくは熱媒油である。熱媒油としては有機系、無機系、シリコーン系、フッ素系、鉱油系などがあるが、好ましくは有機系熱媒油である。熱安定性が高く、高温領域での使用が可能で、経済性に優れる。有機系熱媒油としては、アルキルベンゼン系、ジベンジル系、アルキルナフタリン系等があり、市販品としては例えばSK−OIL、NeoSK−OIL(ともに綜研テクニックス株式会社製)等がある。
From the viewpoint of safety and cost, a heating method using a heating medium is preferable, and an outer trace method is most preferable. The amount of heat medium required is small, and if a heat insulating material is used in combination, the heating efficiency can be further increased.
As the heat medium, for example, heat medium oil, solvent, hot water, steam, air, and the like can be used, but heat medium oil is preferable. Examples of the heat transfer oil include organic, inorganic, silicone, fluorine, and mineral oils, and an organic heat transfer oil is preferable. It has high thermal stability, can be used in high temperature range, and is economical. Examples of the organic heat transfer oil include alkylbenzene, dibenzyl, and alkylnaphthalene, and examples of commercially available products include SK-OIL and NeoSK-OIL (both manufactured by Soken Techniques Co., Ltd.).

熱媒は配管22中の液体(I)の温度より温度が実質的に高いものを用いる。熱媒の温度は液体(I)の温度よりも好ましくは5℃以上高く、より好ましくは20℃以上高く、更に好ましくは25℃以上高い。配管22内で固形分が析出しにくい利点がある。また、熱媒の温度は通常、液体(I)の温度よりも250℃を超えて高温にならないことが好ましい。より好ましくは液体(I)の温度よりも220℃を超えて高温にならず、更に好ましくは200℃を超えて高温にならない。液体(I)の温度を不必要に上昇させず溶媒のバーニングや触媒の酸化による不活性化が生じにくい利点がある。   A heating medium having a temperature substantially higher than the temperature of the liquid (I) in the pipe 22 is used. The temperature of the heating medium is preferably 5 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. or higher, and even more preferably 25 ° C. or higher than the temperature of the liquid (I). There is an advantage that solid content is difficult to be precipitated in the pipe 22. Moreover, it is preferable that the temperature of the heat medium usually does not exceed 250 ° C. higher than the temperature of the liquid (I). More preferably, it does not exceed 220 ° C. above the temperature of the liquid (I), and more preferably does not exceed 200 ° C. There is an advantage that the temperature of the liquid (I) is not increased unnecessarily and inactivation due to solvent burning or catalyst oxidation hardly occurs.

熱媒を通す配管(熱媒配管)の材質は特に限定されず、チタン、ニッケル、アルミニウム、合金鋼鋼管、カーボンスチール、ステンレススチールなどが用いられるが、耐食性と熱伝導性からステンレススチールが最も好ましい。
アウタートレース法を用いる場合、このような熱媒配管を、配管22の周囲に1本以上設ける。好ましくは2本以上設ける。液体(I)をより均等に加熱するためである。但し通常、6本以下であり、4本以下が好ましい。熱媒配管の外径は、0.5インチ以上であると加熱効率が高く閉塞が起こりにくく好ましい。また、好ましくは10インチ以下、より好ましくは8インチ以下、更に好ましくは5インチ以下である。熱媒配管内を流れる液体の中心部と配管壁周辺の温度差を小さく抑えることができる。
The material of the pipe through which the heat medium passes (heat medium pipe) is not particularly limited, and titanium, nickel, aluminum, alloy steel pipe, carbon steel, stainless steel, etc. are used, but stainless steel is most preferable from the viewpoint of corrosion resistance and thermal conductivity. .
When the outer trace method is used, one or more such heat medium pipes are provided around the pipe 22. Preferably two or more are provided. This is for heating the liquid (I) more evenly. However, it is usually 6 or less, and 4 or less are preferable. The outer diameter of the heat medium pipe is preferably 0.5 inches or more because heating efficiency is high and clogging is unlikely to occur. Further, it is preferably 10 inches or less, more preferably 8 inches or less, and further preferably 5 inches or less. The temperature difference between the central portion of the liquid flowing in the heat medium pipe and the pipe wall periphery can be kept small.

アウタートレース法や二重配管法においては、熱媒配管の周囲を保温材で覆うことが好ましい。保温材としては、例えばグラスウール、ロックウール、ケイ酸カルシウム、軽量ケイ酸カルシウム、押出法ポリスチレンフォーム、硬質ウレタンフォームなど公知のものを用いうるが、好ましくはロックウール又はケイ酸カルシウムを用いる。保温材の厚みは、好ましくは10mm以上、より好ましくは20mm以上である。但し、好ましくは100mm以下、より好ましくは90mm以下、更に好ましくは80mm以下である。熱媒が放冷しにくく液体(I)配管を十分加熱しやすく、かつ経済的に適切な範囲である。   In the outer trace method and the double piping method, it is preferable to cover the periphery of the heat medium piping with a heat insulating material. As the heat insulating material, for example, known materials such as glass wool, rock wool, calcium silicate, lightweight calcium silicate, extruded polystyrene foam, and rigid urethane foam can be used. Preferably, rock wool or calcium silicate is used. The thickness of the heat insulating material is preferably 10 mm or more, more preferably 20 mm or more. However, it is preferably 100 mm or less, more preferably 90 mm or less, and still more preferably 80 mm or less. The heat medium is not easily allowed to cool, the liquid (I) pipe is easily heated sufficiently, and is in an economically appropriate range.

液体加熱手段は、液体移送工程における配管の少なくとも一部が加熱されるように設ければよいが、配管の表面積の70%以上に設けることが好ましい。より好ましくは80%以上、更に好ましくは90%以上、最も好ましくは100%である。全体にむらなく加熱でき、液体(I)の温度分布が抑えられる。液体移送工程途中にタンク等がある場合にはそれらも配管に含むものとする。   The liquid heating means may be provided so that at least a part of the pipe in the liquid transfer step is heated, but it is preferable to provide the liquid heating means on 70% or more of the surface area of the pipe. More preferably, it is 80% or more, more preferably 90% or more, and most preferably 100%. The whole can be heated uniformly, and the temperature distribution of the liquid (I) can be suppressed. If there are tanks etc. in the middle of the liquid transfer process, they are also included in the piping.

液体(I)の移送距離が長くなるほど温度が低下しやすいため、液体加熱手段は反応装置に近い部分が特に加熱されるように設けることが好ましい。
以上のような液体加熱手段によって、配管22の表面積の少なくとも1%以上が暖められることが好ましく、より好ましくは5%以上、更に好ましくは10%以上が暖められる。最も好ましくは100%である。全体にむらなく加熱でき、液体(I)の温度分布が抑えられる。
Since the temperature tends to decrease as the transfer distance of the liquid (I) increases, it is preferable to provide the liquid heating means so that the portion close to the reaction apparatus is particularly heated.
It is preferable that at least 1% or more of the surface area of the pipe 22 is heated by the liquid heating means as described above, more preferably 5% or more, and even more preferably 10% or more. Most preferably, it is 100%. The whole can be heated uniformly and the temperature distribution of the liquid (I) can be suppressed.

液体移送工程における配管のスキン温度(配管の外側表面温度)は、通常、液体(I)の温度よりも実質的に高いことが好ましい。より好ましくは液体(I)の温度よりも0.01℃以上高く、更に好ましくは液体(I)の温度よりも0.1℃以上高く、特に好ましくは1℃以上高い。配管22内で固形分が析出しにくい利点がある。また、配管スキン温度は通常、液体(I)の温度よりも100℃を超えて高温にならないことが好ましい。より好ましくは液体(I)の温度よりも50℃を超えて高温にならず、更に好ましくは30℃を超えて高温にならない。液体(I)の温度を不必要に上昇させず溶媒のバーニングや触媒の酸化による不活性化が生じにくい利点がある。   In general, the skin temperature of the pipe (outer surface temperature of the pipe) in the liquid transfer step is preferably substantially higher than the temperature of the liquid (I). More preferably, it is higher than the temperature of the liquid (I) by 0.01 ° C. or higher, more preferably higher than the temperature of the liquid (I) by 0.1 ° C. or higher, particularly preferably higher than 1 ° C. There is an advantage that solid content is difficult to be precipitated in the pipe 22. Moreover, it is preferable that piping skin temperature does not become high temperature normally exceeding 100 degreeC rather than the temperature of liquid (I). More preferably, it does not exceed 50 ° C. above the temperature of the liquid (I), and more preferably does not exceed 30 ° C. There is an advantage that the temperature of the liquid (I) is not increased unnecessarily and inactivation due to solvent burning or catalyst oxidation hardly occurs.

プロセス内に副生成物や触媒などの不純物が蓄積するのを避けるため、母液Fの一部をパージ母液として廃棄処理工程23へ送って処理後廃棄し、残部をリサイクル母液として反応器11へ送ることができる。廃棄処理工程23は、例えば溶媒蒸発工程や触媒回収工程などからなる。反応装置へ移送する母液の割合(リサイクル率)は、{リサイクル母液重量×100/(リサイクル母液重量+パージ母液重量)}で表される。リサイクル率は50重量%以上が好ましく、60重量%以上がより好ましく、70重量%以上が更に好ましい。母液中の有価成分を再利用率が高まり、また廃棄処理工程の負荷が減少し廃棄物量も低減できる。また、リサイクル率は100重量%であってもよいが、好ましくは90重量%、更に好ましくは80重量%である。工程内の不純物の蓄積を抑えることができ、製品芳香族カルボン酸の品質を向上できる。   In order to avoid accumulation of impurities such as by-products and catalysts in the process, a part of the mother liquor F is sent as a purge mother liquor to the disposal step 23 and discarded after treatment, and the remainder is sent as a recycled mother liquor to the reactor 11. be able to. The disposal process 23 includes, for example, a solvent evaporation process and a catalyst recovery process. The ratio (recycle rate) of the mother liquor transferred to the reactor is represented by {recycle mother liquor weight × 100 / (recycle mother liquor weight + purge mother liquor weight)}. The recycle rate is preferably 50% by weight or more, more preferably 60% by weight or more, and still more preferably 70% by weight or more. The reuse rate of valuable components in the mother liquor is increased, the load of the disposal process is reduced, and the amount of waste can be reduced. The recycling rate may be 100% by weight, preferably 90% by weight, and more preferably 80% by weight. Accumulation of impurities in the process can be suppressed, and the quality of the product aromatic carboxylic acid can be improved.

洗浄排液Jを反応装置に移送する場合も、プロセス内に副生成物や触媒などの不純物が蓄積するのを避けるため、洗浄排液Jの一部をパージ洗浄排液として廃棄処理工程23へ送って処理後廃棄し、残部をリサイクル洗浄排液として反応器11へ送ることができる。洗浄排液Jのリサイクル率は{リサイクル洗浄排液重量×100/(リサイクル洗浄排液重量+パージ洗浄排液重量)}で表され、60重量%以上が好ましく、75重量%以上がより好ましい。洗浄排液中の有価成分を再利用率が高まり、また廃棄処理工程の負荷が減少し廃棄物量も低減できる。リサイクル率は100重量%であってもよい。   Even when the cleaning effluent J is transferred to the reactor, in order to avoid accumulation of impurities such as by-products and catalysts in the process, a part of the cleaning effluent J is used as the purge cleaning effluent to the disposal process step 23. It can be sent and discarded after processing, and the remainder can be sent to the reactor 11 as recycled cleaning waste liquid. The recycling rate of the cleaning waste liquid J is represented by {recycle cleaning waste liquid weight × 100 / (recycle cleaning waste liquid weight + purge cleaning drain weight)}, preferably 60% by weight or more, and more preferably 75% by weight or more. The reuse rate of valuable components in the washing effluent is increased, the load of the disposal process is reduced, and the amount of waste can be reduced. The recycling rate may be 100% by weight.

液体(I)は母液Fを含むほか、洗浄排液Jの少なくとも一部も含んでもよい。両者を混合して移送でき配管が単純化できる。混合は配管内で行ってもよいし、中間槽を設けて混合してもよい。混合比率は、母液100重量部に対し、洗浄排液40重量部以上が好ましく、60重量部以上がより好ましく、75重量部以上が更に好ましい。洗浄排液は通常芳香族カルボン酸等の濃度が低いため、これを混合することで、液体(I)の温度低下による固形分析出が起こりにくい利点がある。また、母液100重量部に対し洗浄排液は通常150重量部以下であり、130重量部以下が好ましく、洗浄排液110重量部以下がより好ましい。洗浄排液Jの温度が低い場合に液体(I)の温度低下を抑制できる。また液体(I)中の未反応原料や中間体、触媒成分の濃度が高いため、少量の液体の移送で再利用が効率的に行える。   The liquid (I) may contain at least a part of the washing drainage J in addition to the mother liquor F. Both can be mixed and transferred to simplify piping. Mixing may be performed in a pipe, or an intermediate tank may be provided for mixing. The mixing ratio is preferably 40 parts by weight or more, more preferably 60 parts by weight or more, and still more preferably 75 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the mother liquor. Since the washing effluent usually has a low concentration of aromatic carboxylic acid or the like, mixing this has the advantage that solid analysis does not easily occur due to the temperature drop of the liquid (I). Further, the washing drainage is usually 150 parts by weight or less, preferably 130 parts by weight or less, and more preferably 110 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the mother liquor. When the temperature of the cleaning waste liquid J is low, the temperature drop of the liquid (I) can be suppressed. Further, since the concentration of unreacted raw materials, intermediates, and catalyst components in the liquid (I) is high, it can be reused efficiently by transferring a small amount of liquid.

洗浄排液Jを反応装置に移送する場合、その温度を一定の好ましい範囲内とするために、洗浄工程で洗浄に用いる洗浄液Hの温度がスラリーDの温度に対し−100〜+100℃の範囲であることが好ましい。即ち洗浄液Hの温度がスラリーDの温度に対し100℃を超えて低温でないことが好ましい。反応装置での加圧、加温のエネルギーを低減するためである。また、母液Fと混合して液体(I)とする場合に、洗浄排液Jの混合量を多くしても液温を低下しにくくするためである。より好ましくはスラリーDの温度に対し70℃を超えて低温でなく、更に好ましくは30℃を超えて低温でなく、特に好ましくは10℃を超えて低温でない。また、洗浄液Hの温度は、スラリーDの温度に対し100℃を超えて高温でないことが好ましい。溶媒のバーニングや触媒の酸化による不活性化が生じにくい利点がある。より好ましくはスラリーDの温度に対し80℃を超えて高温でなく、更に好ましくは50℃を超えて高温でない。   When the cleaning waste liquid J is transferred to the reactor, the temperature of the cleaning liquid H used for cleaning in the cleaning step is within a range of −100 to + 100 ° C. with respect to the temperature of the slurry D in order to keep the temperature within a certain preferable range. Preferably there is. That is, it is preferable that the temperature of the cleaning liquid H is not higher than 100 ° C. with respect to the temperature of the slurry D. This is for reducing the energy of pressurization and heating in the reactor. In addition, when the liquid (I) is mixed with the mother liquor F, the liquid temperature is hardly lowered even if the amount of the cleaning waste liquid J is increased. More preferably, it is not a low temperature exceeding 70 ° C. with respect to the temperature of the slurry D, more preferably a low temperature exceeding 30 ° C., particularly preferably a low temperature exceeding 10 ° C. Moreover, it is preferable that the temperature of the washing | cleaning liquid H exceeds 100 degreeC with respect to the temperature of the slurry D, and is not high temperature. There is an advantage that inactivation due to solvent burning or catalyst oxidation hardly occurs. More preferably, it is not high temperature exceeding 80 ° C. with respect to the temperature of the slurry D, and more preferably not high temperature exceeding 50 ° C.

移送される液体(I)は、反応溶媒、芳香族カルボン酸、未反応原料および中間体などが含まれる。例えば、テレフタル酸製造プロセスの場合にはテレフタル酸、p−キシレンの他、安息香酸、p−トルイル酸、4CBA、イソフタル酸、オルソフタル酸、トリメチル安息香酸などの芳香族成分が含まれる。液体(I)中の芳香族成分濃度(目的とするテレフタル酸を含む)、好ましくは30重量%以下、より好ましくは20重量%以下、更に好ましくは10重量%以下とする。また目的とするテレフタル酸以外の芳香族成分濃度は、好ましくは10重量%以下、より好ましくは8重量%以下、更に好ましくは5重量%以下である。いずれも、配管22内で固形分が析出しにくく配管が閉塞しにくい利点がある。なお、芳香族カルボン酸以外の芳香族成分濃度は、通常50ppm以上、好ましくは100ppm以上、より好ましくは500ppm以上である。   The liquid (I) to be transferred includes a reaction solvent, an aromatic carboxylic acid, an unreacted raw material, an intermediate, and the like. For example, in the case of a terephthalic acid production process, aromatic components such as benzoic acid, p-toluic acid, 4CBA, isophthalic acid, orthophthalic acid, and trimethylbenzoic acid are included in addition to terephthalic acid and p-xylene. The concentration of the aromatic component (including the desired terephthalic acid) in the liquid (I) is preferably 30% by weight or less, more preferably 20% by weight or less, and still more preferably 10% by weight or less. The target concentration of aromatic components other than terephthalic acid is preferably 10% by weight or less, more preferably 8% by weight or less, and still more preferably 5% by weight or less. In any case, there is an advantage that the solid content is hardly precipitated in the pipe 22 and the pipe is not easily blocked. The concentration of aromatic components other than aromatic carboxylic acids is usually 50 ppm or more, preferably 100 ppm or more, more preferably 500 ppm or more.

また液体(I)中の触媒濃度は、酸化反応を促進し得る範囲であれば特に限定されないが、重金属濃度として通常10ppm以上、好ましくは100ppm以上、より好ましくは200ppm以上である。反応装置での酸化反応をより促進しうる。一方、重金属濃度として通常10000ppm以下、好ましくは5000ppm以下、より好ましくは3000ppm以下である。コストが抑制される。   Further, the catalyst concentration in the liquid (I) is not particularly limited as long as it can promote the oxidation reaction, but the heavy metal concentration is usually 10 ppm or more, preferably 100 ppm or more, more preferably 200 ppm or more. The oxidation reaction in the reactor can be further promoted. On the other hand, the heavy metal concentration is usually 10,000 ppm or less, preferably 5000 ppm or less, more preferably 3000 ppm or less. Cost is reduced.

以上のように液体移送工程において加熱された液体(I)の温度は、反応装置へ導入される際の温度として、90℃以上が好ましく、130℃以上がより好ましく、150℃以上が更に好ましい。配管22内で固形分が析出しにくい利点がある。また、250℃以下が好ましく、230℃以下がより好ましく、200℃以下が更に好ましい。溶媒のバーニングや触媒の酸化による不活性化が生じにくい利点がある。   As described above, the temperature of the liquid (I) heated in the liquid transfer step is preferably 90 ° C. or higher, more preferably 130 ° C. or higher, and further preferably 150 ° C. or higher as the temperature when introduced into the reaction apparatus. There is an advantage that solid content is difficult to be precipitated in the pipe 22. Moreover, 250 degrees C or less is preferable, 230 degrees C or less is more preferable, and 200 degrees C or less is still more preferable. There is an advantage that inactivation due to solvent burning or catalyst oxidation hardly occurs.

また、その際の液体(I)の圧力は、導入される反応装置の圧力に対し0.3MPaを超えて低くないことが好ましい。より好ましくは反応装置の圧力に対し0.25MPaを超えて低くなく、更に好ましくは反応装置の圧力と実質的に同じである。反応装置からの逆流を起こりにくくするためである。また、導入される反応装置の圧力に対し2MPaを超えて高くないことが好ましい。より好ましくは反応装置の圧力に対し1MPaを超えて高くなく、更に好ましくは0.5MPaを超えて高くない。エネルギーコストを抑え、反応装置に導入する際に圧力差により放圧しにくくするためである。   Moreover, it is preferable that the pressure of the liquid (I) in that case does not exceed 0.3 MPa with respect to the pressure of the introduced reactor. More preferably, it is not lower than 0.25 MPa with respect to the pressure of the reactor, and more preferably substantially the same as the pressure of the reactor. This is to prevent backflow from the reaction apparatus. Moreover, it is preferable that it does not exceed 2 MPa with respect to the pressure of the introduced reactor. More preferably, it is not higher than 1 MPa, more preferably not higher than 0.5 MPa, with respect to the pressure of the reactor. This is to suppress energy costs and make it difficult to release pressure due to a pressure difference when introduced into the reactor.

次に、芳香族カルボン酸の製造方法の第二実施形態について図2を用いて説明する。なお、図2において図1と同様の部位は、同様の符号を付して示し、その説明を省略する。
本実施形態の芳香族カルボン酸の製造方法は、液体移送工程において、液体(I)とは別に、洗浄工程で得られる洗浄排液を含む液体(II)を加圧状態を維持したまま反応装置に移送し、その際に液体(II)を加熱するよう構成されているほかは、第一実施形態と同様に構成され、同様の制御が行われるようになっている。すなわち、母液Fを含む液体(I)は配管22を通じて、洗浄排液Jを含む液体(II)は配管22’を通じて、それぞれ反応器11へ移送される。なお、本実施形態において洗浄排液Jを液体(I)にも混合してもよい。
Next, 2nd embodiment of the manufacturing method of aromatic carboxylic acid is described using FIG. 2, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
In the method for producing aromatic carboxylic acid according to the present embodiment, in the liquid transfer step, separately from the liquid (I), the liquid (II) containing the washing waste liquid obtained in the washing step is maintained in a pressurized state while maintaining the pressurized state. It is comprised similarly to 1st embodiment except being comprised so that it may transfer to (2) and liquid (II) may be heated in that case, and the same control is performed. That is, the liquid (I) containing the mother liquor F is transferred to the reactor 11 through the pipe 22, and the liquid (II) containing the cleaning waste liquid J is transferred to the reactor 11 through the pipe 22 ′. In the present embodiment, the cleaning drainage J may be mixed with the liquid (I).

本実施形態の配管22及び配管22’に関する説明は、第一実施形態における配管22についての説明と同様であるため省略する。また本実施形態の液体(I)及び液体(II)に関する説明は第一実施形態における液体(I)の説明と同様であるため省略する。
本実施形態の芳香族カルボン酸の製造方法は以上のように構成されているため、液体(I)及び液体(II)それぞれについて適した加熱条件を設定することができる利点がある。例えば、母液Fと洗浄排液Jの温度が大きく異なる場合に本実施形態を適用することが望ましい。また、本実施形態によれば、第一実施形態と同様の利点を得ることが可能である。
Since the description about the piping 22 and piping 22 'of this embodiment is the same as the description about the piping 22 in 1st embodiment, it abbreviate | omits. In addition, the description regarding the liquid (I) and the liquid (II) in the present embodiment is the same as the description of the liquid (I) in the first embodiment, and thus will be omitted.
Since the method for producing an aromatic carboxylic acid according to the present embodiment is configured as described above, there is an advantage that suitable heating conditions can be set for each of the liquid (I) and the liquid (II). For example, it is desirable to apply this embodiment when the temperatures of the mother liquor F and the cleaning waste liquid J are greatly different. Moreover, according to this embodiment, it is possible to obtain the same advantages as the first embodiment.

逆に、母液Fと洗浄排液Jの温度差が小さい場合には、第一実施形態を適用すると、配管が単純化でき、液体加熱手段を複数設置する必要がなくエネルギーコストが低減できるなどの利点があり望ましい。   Conversely, when the temperature difference between the mother liquor F and the cleaning waste liquid J is small, applying the first embodiment simplifies the piping, eliminates the need to install a plurality of liquid heating means, and reduces energy costs. There are advantages and desirable.

以下、実施例により本発明を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。
[実施例1]
図1に示す装置を用いてアルキル芳香族化合物から芳香族カルボン酸を製造した。
まず反応器11にp−キシレンを導入し、酢酸に対し10重量%程度の水を含む溶媒中で、触媒存在下に空気により酸化してテレフタル酸を生成させ、テレフタル酸と溶媒からなるスラリーを得た。p−キシレンに対する溶媒の量(重量)は約3倍である。空気の供給量は、凝縮器排ガスO中の酸素濃度が3〜7容量%となるように制御した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, this invention is not limited to a following example at all.
[Example 1]
An aromatic carboxylic acid was produced from an alkyl aromatic compound using the apparatus shown in FIG.
First, p-xylene is introduced into the reactor 11, and terephthalic acid is generated by oxidation with air in the presence of a catalyst in a solvent containing about 10% by weight of water with respect to acetic acid. Obtained. The amount (weight) of the solvent with respect to p-xylene is about 3 times. The supply amount of air was controlled such that the oxygen concentration in the condenser exhaust gas O was 3 to 7% by volume.

反応器11としては攪拌機付き反応器を用い、反応器の温度は185〜195℃、圧力は1.0〜1.7MPaとし、反応時間(滞留時間)は約1時間とした。触媒としては酢酸コバルト、酢酸マンガン及び臭化水素を用いた。重金属原子1モルに対して臭素原子は2.5モルとし、反応溶液中の重金属濃度はコバルトが約300ppm、マンガンが約300ppmであった。   A reactor equipped with a stirrer was used as the reactor 11, the temperature of the reactor was 185 to 195 ° C., the pressure was 1.0 to 1.7 MPa, and the reaction time (residence time) was about 1 hour. Cobalt acetate, manganese acetate and hydrogen bromide were used as the catalyst. Bromine atoms were 2.5 moles per mole of heavy metal atoms, and the heavy metal concentrations in the reaction solution were about 300 ppm for cobalt and about 300 ppm for manganese.

得られたスラリーを反応器11から抜き出し追酸化反応器11’へ移送し、追酸化を1回行った。追酸化反応器11’としては攪拌機付き反応器を用い、反応器の温度は180〜194℃、圧力は0.9〜1.7MPaとし、反応時間は約40分〜60分とした。追酸化反応器11’への空気の供給量は、凝縮器排ガス中の酸素濃度が3〜7容量%となるように制御し、また反応器11への空気供給量の1/30(体積比)とした。   The obtained slurry was extracted from the reactor 11 and transferred to the additional oxidation reactor 11 ′, and additional oxidation was performed once. As the additional oxidation reactor 11 ′, a reactor equipped with a stirrer was used, the reactor temperature was 180 to 194 ° C., the pressure was 0.9 to 1.7 MPa, and the reaction time was about 40 minutes to 60 minutes. The supply amount of air to the additional oxidation reactor 11 ′ is controlled so that the oxygen concentration in the condenser exhaust gas becomes 3 to 7% by volume, and 1/30 (volume ratio) of the supply amount of air to the reactor 11 ).

得られたスラリーを追酸化反応器11’から抜き出し、ポンプ12によりポンプアップして、加圧固液分離洗浄乾燥装置17であるスクリーンボウルデカンターへ移送して固液分離を行い、テレフタル酸ケーキと母液とに分離した。スラリー温度は180〜194℃とし、固液分離の圧力は0.9〜1.0MPa、温度は180〜190℃、回転速度は約2050rpmとした。   The obtained slurry is extracted from the additional oxidation reactor 11 ′, pumped up by the pump 12, and transferred to a screen bowl decanter which is a pressurized solid / liquid separation washing / drying device 17 for solid / liquid separation. Separated into mother liquor. The slurry temperature was 180 to 194 ° C., the solid-liquid separation pressure was 0.9 to 1.0 MPa, the temperature was 180 to 190 ° C., and the rotation speed was about 2050 rpm.

得られたテレフタル酸ケーキを、酢酸に対し10重量%程度の水を含む190〜195℃の洗浄液にて洗浄し、洗浄ケーキ及び洗浄排液を得た。濾過材としては金属バースクリーンを用い、圧力は0.9〜1.0MPa、温度は190〜195℃とした。
得られた洗浄ケーキを圧力0.9〜1.0MPa、約180〜190℃を保ったままケーキ保持槽に保持した後、ディスチャージバルブを開放して常圧の粉体滞留槽へ抜き出し、付着液を放圧蒸発させ乾燥させ脱液ケーキとした。脱液ケーキの温度は110〜120℃であり、含液率は0.1重量%であった。
The obtained terephthalic acid cake was washed with a washing liquid at 190 to 195 ° C. containing about 10% by weight of water with respect to acetic acid to obtain a washing cake and washing waste liquid. A metal bar screen was used as the filter medium, the pressure was 0.9 to 1.0 MPa, and the temperature was 190 to 195 ° C.
The obtained washing cake is held in a cake holding tank while maintaining a pressure of 0.9 to 1.0 MPa and about 180 to 190 ° C., and then the discharge valve is opened to be extracted into a normal-pressure powder residence tank, and the attached liquid The solution was evaporated under reduced pressure and dried to obtain a dewatered cake. The temperature of the dewatered cake was 110 to 120 ° C., and the liquid content was 0.1% by weight.

一方、得られた母液の80重量%と洗浄排液の100重量%とを混合し、配管22を通じて反応器11に戻した。母液の残り20重量%は廃棄処理工程へ送り処理した。配管22(配管径8インチ)は、320℃のホットオイルを通した3本の熱媒配管(配管径1インチ)によりアウタートレース法で加熱した。このとき配管22内の液体の温度は180〜190℃であり、配管スキン温度は180〜195℃で配管22内の液体の温度より0.5〜5℃高かった。
このようにして運転を行った結果、4ヶ月連続で運転しても停止することはなかった。
On the other hand, 80% by weight of the obtained mother liquor and 100% by weight of the washing waste liquid were mixed and returned to the reactor 11 through the pipe 22. The remaining 20% by weight of the mother liquor was sent to the disposal process. The pipe 22 (pipe diameter: 8 inches) was heated by the outer trace method using three heat medium pipes (pipe diameter: 1 inch) through which hot oil of 320 ° C. was passed. At this time, the temperature of the liquid in the pipe 22 was 180 to 190 ° C., and the pipe skin temperature was 180 to 195 ° C., which was 0.5 to 5 ° C. higher than the temperature of the liquid in the pipe 22.
As a result of the operation in this way, the operation did not stop even if it was operated continuously for 4 months.

[実施例2]
熱媒配管を1本のみとした以外は実施例1と同様に運転を行った。配管22内の液体の温度は180〜190℃であり、配管スキン温度は180〜190℃で配管22内の液体の温度と同等であった。このようにして運転を行った結果、配管内の複数箇所に液体成分の析出が生じたものの4ヶ月連続で運転しても停止することはなかった。
また、実施例1に比べて反応器11での加熱に要する熱量がやや大きく加熱コストが増加した。
[Example 2]
The operation was performed in the same manner as in Example 1 except that only one heat medium pipe was used. The temperature of the liquid in the pipe 22 was 180 to 190 ° C., and the pipe skin temperature was 180 to 190 ° C., which was the same as the temperature of the liquid in the pipe 22. As a result of performing the operation in this manner, liquid components were deposited at a plurality of locations in the pipe, but the operation was not stopped even if the operation was continued for 4 months.
In addition, the amount of heat required for heating in the reactor 11 was slightly larger than that in Example 1, and the heating cost was increased.

[実施例3]
アウタートレース法に替えて二重配管法により配管22の加熱を行った以外は実施例1と同様に運転を行った。配管22内の液体の温度は180〜190℃であり、配管スキン温度は180〜195℃で配管22内の液体の温度より0.5〜5℃高かった。このようにして運転を行った結果、4ヶ月連続で運転しても停止することはなかった。ただし実施例1に比べて多くのホットオイルを要し加熱コストがやや高かった。
[Example 3]
The operation was performed in the same manner as in Example 1 except that the piping 22 was heated by the double piping method instead of the outer tracing method. The temperature of the liquid in the pipe 22 was 180 to 190 ° C., and the pipe skin temperature was 180 to 195 ° C., which was 0.5 to 5 ° C. higher than the temperature of the liquid in the pipe 22. As a result of the operation in this way, the operation did not stop even if it was operated continuously for 4 months. However, more hot oil was required than in Example 1, and the heating cost was slightly high.

[実施例4]
図2に示す装置を使用して実施例1と同じ条件で芳香族カルボン酸を製造し、母液と洗浄排液とを別々に反応器11に戻した。
すなわち母液からなる液体は配管22(配管径8インチ)を通し、320℃のホットオイルを通した3本の熱媒配管(配管径1インチ)により加熱した。配管22内の液体の温度は175〜188℃であり、配管スキン温度は175〜193℃で、配管22内の液体の温度より0.5〜5℃高かった。
[Example 4]
An aromatic carboxylic acid was produced under the same conditions as in Example 1 using the apparatus shown in FIG. 2, and the mother liquor and the washing waste liquid were returned separately to the reactor 11.
That is, the liquid consisting of the mother liquor was heated by three heat medium pipes (pipe diameter: 1 inch) through hot water of 320 ° C. through the pipe 22 (pipe diameter: 8 inches). The temperature of the liquid in the pipe 22 was 175 to 188 ° C., and the pipe skin temperature was 175 to 193 ° C., which was 0.5 to 5 ° C. higher than the temperature of the liquid in the pipe 22.

一方、洗浄排液からなる液体は配管22’(配管径8インチ)を通し、320℃のホットオイルを通した3本の熱媒配管(配管径1インチ)により加熱した。このとき配管22’内の液体の温度は185〜195℃であり、配管スキン温度は185〜200℃で、配管22’内の液体の温度より0.5〜5℃高かった。
このようにして運転を行った結果、4ヶ月連続で運転しても停止することはなかった。ただし配管22、22’をそれぞれ熱媒配管により加熱したため実施例1に比べて多くのホットオイルを要し加熱コストが増加した。
On the other hand, the liquid consisting of the washing waste liquid was heated by three heating medium pipes (pipe diameter 1 inch) through which hot oil of 320 ° C. was passed through the pipe 22 ′ (pipe diameter 8 inches). At this time, the temperature of the liquid in the pipe 22 ′ was 185 to 195 ° C., and the pipe skin temperature was 185 to 200 ° C., which was 0.5 to 5 ° C. higher than the temperature of the liquid in the pipe 22 ′.
As a result of the operation in this way, the operation did not stop even if it was operated continuously for 4 months. However, since the pipes 22 and 22 'were each heated by the heat medium pipe, more hot oil was required than in Example 1 and the heating cost was increased.

[比較例1]
熱媒配管による配管22の加熱を行わない以外は実施例1と同様に運転を行った。配管22内の液体の温度は170〜180℃であった。このようにして運転を行った結果、1ヶ月後に工程が停止した。工程停止の原因を調べた結果、配管22内にテレフタル酸や中間体の結晶が析出し配管が閉塞していた。
[Comparative Example 1]
The operation was performed in the same manner as in Example 1 except that the piping 22 was not heated by the heat medium piping. The temperature of the liquid in the pipe 22 was 170 to 180 ° C. As a result of the operation, the process was stopped after one month. As a result of investigating the cause of the process stop, terephthalic acid and intermediate crystals were precipitated in the pipe 22 and the pipe was blocked.

本発明の第一実施形態を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating 1st embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating 2nd embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11 酸化反応器
11’ 追酸化反応器
12 凝縮器
13 固液分離装置
14 洗浄装置
15 固液分離洗浄装置
16 乾燥装置
17 固液分離洗浄乾燥装置
20 母液タンク
21 洗浄排液タンク
22、22’ 液体移送配管
23 廃棄処理工程
A アルキル芳香族化合物
B,B’ 分子状酸素含有ガス
C 溶媒
D,D’ スラリー
E 芳香族カルボン酸ケーキ
F 母液
G 洗浄ケーキ
H 洗浄液
J 洗浄排液
K 芳香族カルボン酸結晶
M、M’ 反応ガス
N 凝縮液
O 凝縮器排ガス
11 Oxidation reactor 11 ′ Additional oxidation reactor 12 Condenser 13 Solid-liquid separation device 14 Cleaning device 15 Solid-liquid separation and cleaning device 16 Drying device 17 Solid-liquid separation and cleaning drying device 20 Mother liquid tank 21 Cleaning drainage tanks 22 and 22 ′ Liquid Transfer piping 23 Waste treatment process A Alkyl aromatic compound B, B 'Molecular oxygen-containing gas C Solvent D, D' Slurry E Aromatic carboxylic acid cake F Mother liquor G Cleaning cake H Cleaning liquid J Cleaning waste liquid K Aromatic carboxylic acid crystal M, M 'reaction gas N condensate O condenser exhaust gas

Claims (9)

加圧状態の反応装置内において、溶媒中でアルキル芳香族化合物を酸化して芳香族カルボン酸を生成させる酸化工程、
該芳香族カルボン酸及び溶媒を含むスラリーを該反応装置から抜き出した後、固液分離装置にて加圧状態で固液分離を行い、芳香族カルボン酸ケーキ及び母液を得る固液分離工程、及び
該母液を含む液体(I)を加圧状態を維持したまま該反応装置に移送する液体移送工程、を少なくとも含む芳香族カルボン酸の製造方法であって、
該液体移送工程において液体(I)を加熱することを特徴とする、芳香族カルボン酸の製造方法。
An oxidation step of oxidizing an aromatic alkyl compound in a solvent to produce an aromatic carboxylic acid in a pressurized reactor;
After the slurry containing the aromatic carboxylic acid and the solvent is withdrawn from the reactor, a solid-liquid separation step for obtaining an aromatic carboxylic acid cake and a mother liquor by performing solid-liquid separation in a pressurized state with a solid-liquid separator, and A liquid transfer step of transferring the liquid (I) containing the mother liquor to the reaction apparatus while maintaining a pressurized state, and a method for producing an aromatic carboxylic acid, comprising:
A method for producing an aromatic carboxylic acid, wherein the liquid (I) is heated in the liquid transfer step.
該液体移送工程における配管の少なくとも一部に液体加熱手段が設けられてなる、請求項1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, wherein a liquid heating means is provided in at least a part of the pipe in the liquid transfer step. 該液体移送工程における配管の表面積の70%以上に液体加熱手段が設けられてなる、請求項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 2, wherein a liquid heating means is provided at 70% or more of the surface area of the pipe in the liquid transfer step. 該液体加熱手段が、液体(I)の温度より5〜250℃高い熱媒により配管を加熱するものである、請求項2又は3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 2 or 3, wherein the liquid heating means heats the pipe with a heating medium higher by 5 to 250 ° C than the temperature of the liquid (I). 該液体移送工程において、該固液分離工程で得られる母液の50〜100重量%を反応装置に移送する、請求項1〜4のいずれか1項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 4, wherein in the liquid transfer step, 50 to 100% by weight of the mother liquor obtained in the solid-liquid separation step is transferred to a reactor. 更に、該芳香族カルボン酸ケーキを加圧状態で洗浄する洗浄工程を含み、
該液体移送工程において、液体(I)が該洗浄工程で得られる洗浄排液の少なくとも一部を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の芳香族カルボン酸の製造方法。
And a washing step of washing the aromatic carboxylic acid cake under pressure.
The method for producing an aromatic carboxylic acid according to any one of claims 1 to 5, wherein, in the liquid transfer step, the liquid (I) includes at least a part of the cleaning waste liquid obtained in the cleaning step.
更に、該芳香族カルボン酸ケーキを加圧状態で洗浄する洗浄工程を含み、
該液体移送工程において、該洗浄工程で得られる洗浄排液を含む液体(II)を加圧状態を維持したまま該反応装置に移送するにあたり、液体(II)を加熱する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の芳香族カルボン酸の製造方法。
And a washing step of washing the aromatic carboxylic acid cake under pressure.
In the liquid transfer step, the liquid (II) is heated when transferring the liquid (II) containing the cleaning waste liquid obtained in the cleaning step to the reactor while maintaining the pressurized state. The manufacturing method of aromatic carboxylic acid of any one of these.
該液体移送工程において、該洗浄工程で得られる洗浄排液の60〜100重量%を反応装置に移送する、請求項6又は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 6 or 7, wherein, in the liquid transfer step, 60 to 100% by weight of the cleaning effluent obtained in the cleaning step is transferred to a reactor. 該洗浄工程において洗浄に用いる洗浄液の温度が、該スラリー温度に対し−100〜+100℃の範囲である、請求項6〜8のいずれか1項に記載の芳香族カルボン酸の製造方法。   The manufacturing method of aromatic carboxylic acid of any one of Claims 6-8 whose temperature of the washing | cleaning liquid used for washing | cleaning in this washing | cleaning process is the range of -100- + 100 degreeC with respect to this slurry temperature.
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