JP3348462B2 - 高純度テレフタル酸の製造方法 - Google Patents

高純度テレフタル酸の製造方法

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JP3348462B2 JP10831693A JP10831693A JP3348462B2 JP 3348462 B2 JP3348462 B2 JP 3348462B2 JP 10831693 A JP10831693 A JP 10831693A JP 10831693 A JP10831693 A JP 10831693A JP 3348462 B2 JP3348462 B2 JP 3348462B2
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高純度テレフタル酸の製
造方法に関する。詳しくは、パラキシレンの酸化反応に
より得られた粗テレフタル酸の水溶液を白金族金属の存
在下、水素と接触させ還元精製する際に、不純物の生成
を抑制することにより高純度のテレフタル酸を製造する
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】パラキシレンの酸化によって得られる粗
テレフタル酸中には、通常、4−カルボキシベンズアル
デヒド(「4CBA」と略して示す)をはじめとする各
種不純物が比較的多量に含まれており、従来、これを精
製した後、ポリエステルの原料として用いている。
【0003】このような粗テレフタル酸の精製方法とし
ては、粗テレフタル酸を水素化処理あるいは、酸化処理
する方法が知られている。このうち、テレフタル酸を水
素化処理する方法として、高温、高圧下において粗テレ
フタル酸の水溶液を水素化触媒の存在下に水素還元処理
し、かつ、処理された水溶液からテレフタル酸の結晶を
回収する方法が提案されている(特公昭41−1686
0号公報)。
【0004】かかる粗テレフタル酸を水素添加して精製
する方法によれば、粗テレフタル酸中の無機性不純物で
ある金属イオン、及び、有機性不純物の中で最も含有量
の多い4CBAの混入量を著しく低下させることができ
る。しかしながら、4CBA以外の構造不明の有機性不
純物(以下「着色原因不純物」という)を完全に除去す
ることはできず、精製テレフタル酸中にこの着色原因不
純物が一部残存し、例えば、ポリエステル製造時に着色
を引き起こしポリマーの白色度を低下させる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の高純
度テレフタル酸の製造における上記した問題を解決する
ためになされたものであって、高温、高圧下、粗テレフ
タル酸の水溶液を白金族金属触媒の存在下、水素と接触
させて精製する方法、すなわち、水素還元精製する方法
において、水素還元精製する前の高温下で着色原因不純
物が生成するのを抑制して高純度の精製テレフタル酸を
製造する方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記課題に
鑑み、鋭意検討を行った結果、意外なことに原料の粗テ
レフタル酸粒子中の粒径44μm未満のような微粉量を
制限することにより、着色原因不純物の生成が抑制で
き、極めて高純度の精製テレフタル酸を得ることができ
ることを見いだし、本発明に到達した。
【0007】即ち、本発明の要旨は、パラキシレンの酸
化反応により得られた粗テレフタル酸を高温、高圧下、
水に溶解し、該水溶液を白金族金属触媒の存在下、水素
還元精製する方法において、粒径44μm未満の粒子を
7重量%以下含有する粗テレフタル酸を原料として用い
ることを特徴とする高純度テレフタル酸の製造方法に存
する。
【0008】以下、本発明を詳細に説明する。パラキシ
レンの酸化反応は、通常、低級脂肪族カルボン酸から成
る溶媒中、特に酢酸溶媒中で、触媒として遷移金属化合
物及び臭素化合物の存在下、分子状酸素により液相酸化
することにより実施される。触媒としての遷移金属化合
物としては、マンガン、コバルト、鉄、ニッケル、クロ
ム等の遷移金属の臭素塩、安息香酸塩、ナフテン酸塩、
酢酸塩等のカルボン酸塩、アセチルアセトナート等が、
また、臭素化合物としては、マンガン、コバルト、鉄、
ニッケル、クロム等の臭素塩、臭化水素酸、臭化ナトリ
ウム、ジブロモエチレン、テトラブロモエタン等が用い
られている。なお、遷移金属の臭素塩は、遷移金属化合
物成分と臭素化合物成分とを兼ねることができる。ま
た、分子状酸素としては、純酸素、空気、純酸素と不活
性ガスとの混合物等が用いられる。
【0009】より具体的には、例えば、パラキシレンを
酢酸中で液相酸化してテレフタル酸を製造する場合に
は、原料パラキシレンは、通常、酢酸溶媒に対して1〜
50重量%の割合で用いられる。触媒としてコバルト化
合物またはマンガン化合物と臭素化合物が用いられると
きは、これらの化合物は、溶媒に対して、通常コバルト
原子が10〜5000重量ppm、マンガン原子が10
〜5000重量ppm、臭素原子が10〜10000重
量ppmとなるように用いられる。また、酸化反応器に
供給する分子状酸素は、通常、パラキシレン1モルに対
して酸素として3〜20モルの割合となるように用いら
れる。そして、反応は、通常、反応温度160〜260
℃、反応圧力4〜50kg/cm2 G、滞留時間10〜
200分の範囲で行なわれる。
【0010】このようにして得られる粗テレフタル酸
は、不純物として4CBAを通常50〜10000重量
ppm含んでおり、ポリエステルの原料として用いるた
めに水素還元精製することが好ましい。即ち、粗テレフ
タル酸の水スラリーを加熱し、スラリー中のテレフタル
酸を水に完全に溶解させ、この水溶液を高温、高圧下、
水素の存在下に白金族金属と接触させ、水素還元精製す
る。この後、晶析によって精製テレフタル酸を回収する
方法が採用される。
【0011】より詳細には、水100重量部に対して粗
テレフタル酸を、通常1〜80重量部、好ましくは15
〜65重量部からなる水スラリーを加熱して粗テレフタ
ル酸を水に溶解させ、通常220〜320℃、好ましく
は260〜300℃で水素添加反応を行う。また、水素
供給は、粗テレフタル酸1t/Hあたり、通常、分子状
の水素を0.05〜10Nm3 /H、好ましくは0.1
〜3Nm3 /Hであり、ルテニウム、ロジウム、パラジ
ウム、白金、オスミウム等の白金族金属触媒と、通常1
〜100分間、接触する。この際の反応系内の圧力は通
常、50kg/cm2 以上である。これら白金族金属触
媒は、通常、テレフタル酸の加熱水溶液に不溶性の担
体、例えば、活性炭等に担持させて用いられる。これら
のなかでは、特に、活性炭に担持させたパラジウム(以
下、「Pd/C」と略す)を固定床として用いるのが精
製効果の点から好ましい。このようにして精製処理した
テレフタル酸の水溶液は、次いで、通常70〜180℃
まで冷却され、テレフタル酸を晶析させ、分離して、精
製テレフタル酸を得る。
【0012】このように粗テレフタル酸を水に溶解させ
て、反応器へ供給するためには、通常200℃以上の高
温にすることが必須条件である。粗テレフタル酸の粒子
の未溶解物が残存した状態で反応器に供給されると水素
還元精製ができないばかりか、Pd/Cの固定床で閉塞
のトラブルが起こり、強いてはプラントの停止にも至る
ことになるからである。従って、通常は、未溶解の粗テ
レフタル酸が反応器へ供給されない様に粗テレフタル酸
水スラリー濃度に見合った溶解温度より若干高めの温度
を保つことにより滞留時間を長くして溶解の押しきりを
行う。具体的には、通常、粗テレフタル酸の水スラリー
を加熱し始め、反応温度である220〜320℃の温度
に到達するまでに0.5〜3分、反応温度に達してから
溶解の押し切りを行い水素化処理する前までの時間に3
〜10分程度要する。
【0013】しかしながら、このような高温下に粗テレ
フタル酸を曝すことにより粗テレフタル酸中に着色原因
不純物が生成、増加するという避けがたい問題がある。
本発明では、この問題の対策として、水素還元する原料
としての粗テレフタル酸粒子径に着目した点に特徴を有
する。一般に、粗テレフタル酸の粒子の粒度分布は、晶
析時の温度、攪拌等の諸条件の他、分離、乾燥等の各工
程で左右されるが、概ね、平均粒径で50〜150μm
で、且つ、44μm未満の微粉粒子が10重量%以上含
まれている。
【0014】本発明では、粗テレフタル酸の粒子におい
て、粒径44μm未満の粒子を7重量%以下、好ましく
は5重量%以下とする。これにより着色原因不純物の生
成を抑制することができる。なお、粒径44μm未満の
微粉の粒子は、粒径が44μm以上の粒子と比較して、
成分的に特に差異があるわけではなく、4CBA量や色
調でも優位な差が存在していない。テレフタル酸粒子を
水に混合してスラリー化し、加熱溶解して水素還元精製
を行った結果として初めて色素原因不純物の顕著な相違
を確認することができる。
【0015】以上の44μm未満の粒子が7重量%以下
の粗テレフタル酸を得る方法は特に限定はないが、通
常、粗テレフタル酸を製造、精製する際の晶析条件、乾
燥条件を適宜、調節を行い、あるいは篩分け、風簸など
の方法を組み合わせるとよい。なお、篩分けなどで除去
した44μm未満の微粒子は、廃棄してもよいが、パラ
キシレンの酸化工程にリサイクルするのが経済的であ
る。
【0016】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。実施例において、GPC成分とは、GPC(ゲルパ
ーミュエーションクロマトグラフィー)分析により、標
準ポリスチレン換算で分子量が数百から数万に相当す
る、テレフタル酸製品における着色原因不純物を意味す
る。GPC成分量の比較としては、GPCのクロマトグ
ラムのピーク面積(相対値)を表示した。また、粗テレ
フタル酸中の4CBAの含有率は液体クロマトグラフィ
ーによって測定し、同じく、アルカリ透過率(「T34
0」と略して示す)は、粗テレフタル酸7.5gを2規
定の水酸化カリウム50mlに溶解して光路長1cmの
石英セルにて340mμでの光線透過率で示した。
【0017】実施例1 粗テレフタル酸の水スラリー化槽、計量槽、スラリーフ
ィードポンプ、スラリー加熱ライン、スラリー溶解槽、
0.5重量%のPdを活性炭に担持させた触媒を充填し
た水添反応器及び、晶析槽を備えた装置を用いて固定床
流通方式での水添実験を行った。本装置において、各機
器や加熱ラインについては閉塞防止のために電気ヒータ
ーと保温材及び圧力調整器を装備しており、温度、圧力
ができる限り正確に制御されている。
【0018】最初に、スラリー化槽を除く全系を窒素ガ
スで十分置換した後、90kg/cm2 Gに加圧した。
次に、計量槽内に仕込んだ水をスラリーフィードポンプ
を用いてスラリー加熱ライン、溶解槽、反応器を経由し
て晶析槽へと順次流通させ、系内の加熱を行った。加熱
ラインの最終部で反応温度の290℃に到達するように
加熱を調整し、次の溶解槽では290℃に保持して溶解
の押し切りを行うように温度を調整した。
【0019】温度が安定したところで予め、容量501
の攪拌機付きスラリー化槽で4CBAを2850ppm
を含み、T340が38%の粗テレフタル酸を30重量
部、(平均粒系50〜150μm、44μmの粒子が5
重量%の粒度分布になるようにJIS標準ふるいで分級
したもの)水70重量部に調整したスラリーを計量槽に
移送し、水からスラリーに切り替えてフィード(61/
H)を開始した。
【0020】次いで、容量50lの攪拌機付きスラリー
化槽で上記粗テレフタル酸を30重量部、水70重量部
のスラリーに調整した。温度が安定したところで、該ス
ラリーを計量槽に移送し、水からスラリーに切り替えて
フィード(6l/H)を開始した。該スラリーは、高
温、高圧下、水溶液状態で反応器に導入し、水素ガス3
l/Hで水添処理した。水添処理を受けたテレフタル酸
水溶液は、連続的に晶析槽に送られ、テレフタル酸を晶
出させ、100℃の温度で母液を分離後、水洗し、次い
で乾燥させた。得られたテレフタル酸のGPC成分量を
相対値100で示した。
【0021】比較例1 粗テレフタル酸を篩分け処理せずにそのまま(粗テレフ
タル酸中に粒径44μm未満の粒子が17重量%含まれ
ていた。)用いた以外は、実施例1と全く同じ装置、条
件で実験したときのGPC成分量の相対値は136であ
った。
【0022】
【発明の効果】以上のように、粗テレフタル酸の粒度分
布を規定することにより着色原因不純物の生成が抑制さ
れ、色相のよい高純度のテレフタル酸を得ることができ
る。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−79635(JP,A) 特開 昭52−128344(JP,A) 特開 昭52−125143(JP,A) 特公 昭41−16860(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 63/26 C07C 51/487

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パラキシレンの酸化反応により得られた
    粗テレフタル酸を高温、高圧下、水に溶解し、該水溶液
    白金族金属触媒の存在下、水素と接触させて精製する
    方法において、粒径44μm未満の粒子を7重量%以下
    含有する粗テレフタル酸を原料として用いることを特徴
    とする高純度テレフタル酸の製造方法。
JP10831693A 1993-05-10 1993-05-10 高純度テレフタル酸の製造方法 Expired - Lifetime JP3348462B2 (ja)

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