JP2020158475A - 芳香族カルボン酸と脂肪族有機酸との混合物の製造方法 - Google Patents
芳香族カルボン酸と脂肪族有機酸との混合物の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020158475A JP2020158475A JP2019063013A JP2019063013A JP2020158475A JP 2020158475 A JP2020158475 A JP 2020158475A JP 2019063013 A JP2019063013 A JP 2019063013A JP 2019063013 A JP2019063013 A JP 2019063013A JP 2020158475 A JP2020158475 A JP 2020158475A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acid
- aromatic carboxylic
- carboxylic acid
- water
- terephthalic acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
また特許文献2では、特定の吸着剤として多孔質の共重合体を用いて、未反応のp−トルイル酸を選択的に吸着した後、脱離させてテレフタル酸の製造に再利用することが開示されている。
また、この排水、すなわち結晶分離後の母液を吸着剤で処理してp−トルイル酸、安息香酸等の有機物を除去してから、水素添加精製工程における粗テレフタル酸を溶解する熱水として再利用することが非特許文献1で提案されている。
本発明者らの検討によれば、特許文献2の方法では、p−トルイル酸(芳香族カルボン酸の一種)の回収と再利用は可能であるが、その効率は十分とは言えない結果を得た。
従って、本発明は、p−トルイル酸などの芳香族カルボン酸を含む排水から、芳香族カルボン酸を脂肪族有機酸との混合物として効率よく回収する方法を提供することを1つの課題として検討されたものである。
この方法であれば、例えば、高純度テレフタル酸の製造工程において、前記のp−トルイル酸などの芳香族カルボン酸を脂肪族有機酸との混合物として取り出し、高純度テレフタル酸の製造工程に再利用するなどの好適な利用方法になり得る。
(1)下記の要件(A)を満たす芳香族カルボン酸と水との混合物と
下記の要件(B)を満たす活性炭とを接触させた後、
前記活性炭と脂肪族有機酸(β)とを接触させた後に、前記活性炭を除去することを特徴とする芳香族カルボン酸と脂肪族有機酸(β)との混合物の製造方法。
要件(A):芳香族カルボン酸の含有率が、質量ベースで100〜10000ppmである。
要件(B):平均粒径が0.075mm〜2.8mmであり、その平均細孔径が8nm以下である。
(2)前記芳香族カルボン酸が、芳香族モノカルボン酸であることを特徴とする前記(1)に記載の混合物の製造方法。
(3)前記芳香族カルボン酸が、p−トルイル酸であることを特徴とする前記(1)に記載の混合物の製造方法。
前記の芳香族カルボン酸と水との混合物は、芳香族カルボン酸の水溶液であることが好ましい。前記混合物中の芳香族カルボン酸の含有率は、質量ベースで100〜10000ppmである。好ましい下限値は300ppmであり、より好ましくは500ppmであり、さらに好ましくは700ppmである。一方、好ましい上限値は8000ppmであり、より好ましくは6000ppmであり、さらに好ましくは5000ppmである。
上記の範囲内であれば、後述する活性炭を用いて、効率的に芳香族カルボン酸を吸着、脱離して活用することが出来る。
脂肪族有機酸として好ましくは酢酸である。また脂肪族有機酸エステルとして好ましくは酢酸メチル、酢酸エチルを挙げることが出来る。
触媒の存在下、酢酸溶媒中で分子状酸素によりp−キシレンを液相酸化することによりテレフタル酸を生成させる。この工程は周知であり、触媒としては、従来この反応に用い得ることが知られている触媒が用いられ、具体的には、コバルト化合物、マンガン化合物、鉄化合物、クロム化合物などの重金属化合物及び臭素化合物等が挙げられる。これらは溶解した状態で反応系に存在している。なかでも好ましいのは、コバルト化合物又はマンガン化合物と臭素化合物との組み合わせである。この場合、これらの化合物は、通常、溶媒に対して、コバルト原子が10〜5000ppm、マンガン原子が10〜5000ppm、臭素原子が10〜10000ppmとなるように用いられる。
反応器に供給する酢酸に対するp−キシレンの比率は、通常1〜50質量%である。反応系内の水分濃度は、通常5〜20質量%であり、好ましくは5〜15質量%である。
テレフタル酸は溶媒である酢酸に溶け難いため、通常、酸化反応工程で生成したテレフタル酸は結晶として析出し、スラリーを形成する。しかしながら、溶媒の量、反応温度、圧力によっては、テレフタル酸が溶解している場合がある。この場合には、160℃〜260℃、0.5〜5MPaの反応液を90〜160℃、0〜0.2MPaまで冷却等する晶析工程を設けてテレフタル酸を析出させ、スラリーを形成させる。このスラリーを固液分離して、粗テレフタル酸(以下「CTA」と略記することがある)結晶を取得する。酸化反応工程で得られたテレフタル酸スラリーは加圧状態にあるが、そのまま固液分離しても、放圧冷却等してから固液分離してもよい。固液分離の方法としては、結晶と母液とが分離できるものであればよく、濾過、遠心分離などが挙げられる。
このようにして得られた粗テレフタル酸結晶は、必要に応じて洗浄、100〜200℃で乾燥を行う。
粗テレフタル酸結晶取得工程で得られた粗テレフタル酸結晶には、酸化中間体である4−カルボキシベンズアルデヒドが不純物として含まれている。4−カルボキシベンズアルデヒドは得られるテレフタル酸の色相のことを考慮すると除去することが好ましい。この工程では4−カルボキシベンズアルデヒドを水素添加反応させてp−トルイル酸とすることが出来る。p−トルイル酸はテレフタル酸よりも水に溶けやすいので、水を用いた抽出と固液分離によってテレフタル酸等とp−トルイル酸とを簡単に分離することができる。
この水素添加も周知であり、水素添加触媒としては、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、白金、オスミウムなどの8〜10族金属触媒が用いられ、通常、特定の活性炭などに担体に担持して固定床として用いる。これらのなかでも活性炭に担持させたパラジウムが好ましい。
水素添加工程により水溶液中の4−カルボキシベンズアルデヒドは水溶性のp−トルイル酸に還元されているので、これからテレフタル酸結晶を晶析させると、p−トルイル酸を含まない高純度のテレフタル酸結晶が得られる。
晶析工程で得られた高純度テレフタル酸スラリーを固液分離して高純度テレフタル酸結晶(以下「PTA」と略記することがある)及び一次母液を取得する。固液分離方法としては、結晶と母液とが分離できるものであればよく、濾過、遠心分離などが挙げられる。
なお、吸着塔からの流出液を溶解水や洗浄水として再利用することも出来る。一次母液中の安息香酸の濃度が多すぎると、高純度テレフタル酸を得るために、洗浄を強化する必要があり、洗浄で使用する水量が増加する。
本発明では、一次母液中などに含まれるp−トルイル酸を、特定の吸着剤を用いて分離・回収することを特徴とする。
前記一次母液の冷却温度は、通常20〜100℃、好ましくは40〜80℃であり、すなわち二次母液も同様の温度範囲となる。吸着剤と前記二次母液などとの接触は、通常この温度範囲で実施することが好ましい。この方法により、前記吸着剤の熱による性能劣化の可能性を低減することができる。また、前記二次母液は、一次母液に比してp−トルイル酸の濃度が低下しているので、吸着剤あたりに使用できる母液の量を高めることが出来る。吸着操作を終了させるまでにより多量の母液を吸着塔に供給することができる。前記二次結晶固は、p−トルイル酸やテレフタル酸なので、酸化反応工程に供給して再利用することができる。
本発明では、例えば、前記の一次母液もしくは二次母液又はこれらとp−トルイル酸の様な芳香族カルボン酸を含む凝縮液との混合物(水溶液であることが好ましい。以下、これを被処理液という)を、特定の要件を満たす活性炭と接触させて、p−トルイル酸を吸着させ、回収することを特徴とする。なお、本発明においては、上記の一次母液、二次母液、テレフタル酸の洗浄水など、p−トルイル酸などを含む有機酸溶媒や水を有機酸水(α)と表す。
しかし、これらの文献で、テレフタル酸の製造プロセスにおいて、活性炭がp−トルイル酸などの芳香族カルボン酸成分を吸着させ、回収、再利用できることを示唆する文献は、本発明者らが調べたところ見いだせていない。
本発明で用いられる活性炭の好ましい平均細孔径は6nm以下、より好ましくは5nm以下である。
通常、活性炭は極性の低い化合物の吸着に優れた性能を示すが、本発明においては、芳香族カルボン酸の様な高い極性を有する化合物であっても十分な吸着性能と、脂肪族有機酸への脱離の容易性とを併せ持つ。このような要件を満たす活性炭は、比表面積が大きく、細孔径が小さいことの他に、水と活性炭との相互作用なども絡んで、前記の性能を示す可能性を本発明者らは考えている。
本発明の活性炭を用いれば、芳香族カルボン酸と水との混合物から芳香族カルボン酸の脂肪族有機酸(β)の溶液を容易に得ることが出来る。
本発明での活性炭に吸着された芳香族カルボン酸の脂肪族有機酸による脱離工程を以下のテレフタル酸の製造工程の一部(p−トルイル酸の脱離工程)を例として説明する。下記の説明において、p−トルイル酸は、本発明の趣旨に副えば、芳香族カルボン酸と読み替えて考えても構わない。
本発明に使用する活性炭は、例えば吸着塔などに充填して用いる方法など、公知の方法を制限なく用いることが出来る。好ましくは、吸着塔に充填して貴芳香族カルボン酸を吸着させることが好ましい。
吸着塔への被処理液の供給を停止したならば、次いで吸着塔に脱離剤を供給して吸着している安息香酸やp−トルイル酸を脱離させる。被処理液の供給を停止したのち水を供給して、吸着塔内の被処理液を排出してから脱離剤を供給するようにするのが好ましい。
脱離材としては、好ましくはp−トルイル酸などの含有率が低い有機酸水(以後、有機酸水(β‘)と表す。)である。この様な脱離材とp−トルイル酸などの吸着した吸着剤とを接触させることで、吸着剤である前記活性炭からp−トルイル酸を脱離させて回収する。
脱離させる効率は、有機酸水(β‘)の供給量や温度によって制御することが出来る。
脱離剤の供給速度はLVが通常0.5〜30m/hr、SVが通常0.5〜20hr−1である。脱離剤の温度は、脱離剤の凝固点以上、沸点以下で任意に選択すればよく、例えば、脱離剤が酢酸の場合は室温〜80℃が好ましい。
吸着塔から流出したp−トルイル酸を含む脱離剤は、そのまま酸化反応工程へ供給することが出来る。なお、脱離剤として酢酸を用いた場合には、流出した脱離剤を酸化反応工程で発生する反応排ガスと接触させてから酸化反応工程に供給するのが好ましい。反応排ガス中には反応溶媒である酢酸から生成した酢酸メチルが含まれているが、これが酢酸で吸収されて酸化反応系に戻されるので、酢酸から酢酸メチルへの反応を抑制することができる。
一次母液から分離された高純度テレフタル酸結晶を、水で洗浄した後、乾燥すると、高純度テレフタル酸製品が得られる。この工程は、公知の方法を制限なく用いることが出来る。
高純度テレフタル酸結晶洗浄乾燥工程における洗浄排水の少なくとも一部を、水素添加工程(c)における粗テレフタル酸結晶を溶解する水として再利用することも可能である。好ましくは洗浄排水の全量を溶解水として用いる。
この様な洗浄廃水を循環させる工程は、公知の技術を制限なく用いることが出来る。
以下、実施例で本発明の効果を開示するが、本発明は、これに制限されるものではない。
SUS製カラム(内径20mm、内容積80ml)に活性炭(白鷺KL、大阪ガスケミカル:10メッシュ(目開き径1.7mm)バス、60メッシュ(目開き径0.25mm)オンの成分、平均細孔径3nm)10.9gを加えて水を通液して十分にガス抜きを行った。
このカラムにp−トルイル酸を1000質量ppmの濃度で含有する水溶液を調製し、SV=2.5Hr−1、30℃で通液し、その際10分毎に通液後の流出液の成分を分析して、流出液濃度が原料濃度と同等になったことを確認して通液を停止した。
上記のカラムに、脱離剤として酢酸(99.7%)をSV=2.5Hr−1、30℃で供給して吸着したp−トルイル酸を回収した。供給は、通液後の酢酸中のp−トルイル酸濃度が0になるまで行った。通液後の酢酸中のp−トルイル酸濃度から回収量=吸着量を計算したところ23.5[mg/g−吸着剤]であった。
SUS製カラム(内径20mm、内容積80ml)に合成樹脂吸着剤(SP207、三菱ケミカル)55.4gを加えて水を通液して十分にガス抜きを行った。
このカラムにp−トルイル酸を1000質量ppmの濃度で含有する水溶液を調製し、SV=2.5Hr−1、30℃で通液し、その際10分毎に通液後の流出液の成分を分析して、流出液濃度が原料濃度と同等になったことを確認して通液を停止した。
上記のカラムに、脱離剤として酢酸(99.7%)をSV=2.5Hr−1、30℃で供給して吸着したp−トルイル酸を回収した。供給は、通液後の酢酸中のp−トルイル酸濃度が0になるまで行った。通液後の酢酸中のp−トルイル酸濃度から回収量=吸着量を計算したところ4.2[mg/g−吸着剤]であった。
Claims (3)
- 下記の要件(A)を満たす芳香族カルボン酸と水との混合物と
下記の要件(B)を満たす活性炭とを接触させた後、
前記活性炭と脂肪族有機酸(β)とを接触させた後に、前記活性炭を除去することを特徴とする芳香族カルボン酸と脂肪族有機酸(β)との混合物の製造方法。
要件(A):芳香族カルボン酸の含有率が、質量ベースで100〜10000ppmである。
要件(B):平均粒径が0.075mm〜2.8mmであり、その平均細孔径が8nm以下である。 - 前記芳香族カルボン酸が、芳香族モノカルボン酸であることを特徴とする請求項1に記載の混合物の製造方法。
- 前記芳香族カルボン酸が、p−トルイル酸であることを特徴とする請求項1に記載の混合物の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019063013A JP7169241B2 (ja) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | 芳香族カルボン酸と脂肪族有機酸との混合物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019063013A JP7169241B2 (ja) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | 芳香族カルボン酸と脂肪族有機酸との混合物の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020158475A true JP2020158475A (ja) | 2020-10-01 |
JP7169241B2 JP7169241B2 (ja) | 2022-11-10 |
Family
ID=72641820
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019063013A Active JP7169241B2 (ja) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | 芳香族カルボン酸と脂肪族有機酸との混合物の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7169241B2 (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5681534A (en) * | 1979-12-07 | 1981-07-03 | Toray Ind Inc | Preparation of terephthalic acid |
JPS6344580A (ja) * | 1986-08-06 | 1988-02-25 | ドウエ エフベルツ コニンクレユイケ タバクスフアブリ−ク − コフイ−ブランデル エイン − テ−ハンデル エヌ.ヴエ−. | 活性炭に吸着したカフェインの回収方法 |
JPH03275643A (ja) * | 1990-03-27 | 1991-12-06 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | カルボン酸の分離・回収方法 |
WO2002068116A1 (fr) * | 2001-02-28 | 2002-09-06 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Procede de regeneration d'un adsorbant |
JP2006298905A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-11-02 | Mitsubishi Chemicals Corp | 高純度テレフタル酸の製造方法 |
-
2019
- 2019-03-28 JP JP2019063013A patent/JP7169241B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5681534A (en) * | 1979-12-07 | 1981-07-03 | Toray Ind Inc | Preparation of terephthalic acid |
JPS6344580A (ja) * | 1986-08-06 | 1988-02-25 | ドウエ エフベルツ コニンクレユイケ タバクスフアブリ−ク − コフイ−ブランデル エイン − テ−ハンデル エヌ.ヴエ−. | 活性炭に吸着したカフェインの回収方法 |
JPH03275643A (ja) * | 1990-03-27 | 1991-12-06 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | カルボン酸の分離・回収方法 |
WO2002068116A1 (fr) * | 2001-02-28 | 2002-09-06 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Procede de regeneration d'un adsorbant |
JP2006298905A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-11-02 | Mitsubishi Chemicals Corp | 高純度テレフタル酸の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7169241B2 (ja) | 2022-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3729284B2 (ja) | 高純度テレフタル酸の製造方法 | |
JP6615231B2 (ja) | 精製された酸組成物の製造方法 | |
JP3757995B2 (ja) | 高純度イソフタル酸の製造方法 | |
JP3028925B2 (ja) | アクリル酸の製造方法 | |
KR100969841B1 (ko) | 방향족 산의 제조 및/또는 정제 동안에 액체스트림으로부터 철 오염물을 제거하는 방법 | |
WO2010008055A1 (ja) | 排水の処理方法および処理装置 | |
JPH09511253A (ja) | 効率的なエネルギー回収が可能な芳香族カルボン酸の製造法 | |
JP2006298905A (ja) | 高純度テレフタル酸の製造方法 | |
RU2394017C2 (ru) | Способ получения высокочистой терефталевой кислоты | |
JP7169241B2 (ja) | 芳香族カルボン酸と脂肪族有機酸との混合物の製造方法 | |
WO2004074231A1 (ja) | 芳香族カルボン酸の製造方法 | |
JP5802115B2 (ja) | 粗製テレフタル酸の精製方法 | |
WO2014189786A1 (en) | Pure plant waste water purification and recycle | |
JP2006045201A (ja) | 高純度テレフタル酸の製造方法 | |
US20150315116A1 (en) | Pure plant mother liquor solvent extraction system and method | |
TWI352080B (en) | Process and apparatus for manufacturing pure forms | |
CN110139701A (zh) | 经纯化的对苯二甲酸(pta)排气干燥机蒸气流出物处理 | |
WO2015157082A1 (en) | Minimizing recycle of p-toluic acid within a pta purification plant | |
TW201544460A (zh) | 純工廠廢水的純化及回收 | |
JP2007015964A (ja) | テレフタル酸の精製方法 | |
JPH0717901A (ja) | 高純度イソフタル酸の製造法 | |
WO2006001449A1 (ja) | 高純度テレフタル酸の製造方法 | |
JPH04279549A (ja) | 精製テレフタル酸の製造方法 | |
JP2004269521A (ja) | 芳香族カルボン酸の製造方法 | |
JPH10195016A (ja) | 高純度テレフタル酸の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211213 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221005 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221011 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221028 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7169241 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |