JP3859178B2

JP3859178B2 - 高純度芳香族ジカルボン酸の製造方法とその装置

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Publication number: JP3859178B2
Application number: JP11276596A
Authority: JP
Inventors: 和夫岡本; 健芦萱; 泰彦上條; 敬三竹上
Original assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Current assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Priority date: 1996-05-07
Filing date: 1996-05-07
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2016-05-07
Also published as: JPH09295957A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イソフタル酸、テレフタル酸およびナフタリンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸の製造方法に係り、特に、製造工程を簡素化させて設備費を低減することができる高純度芳香族ジカルボン酸の製造方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
芳香族ジカルボン酸の製造方法、特に、ポリエステル繊維やポリエステル樹脂等の原料や、ＰＥＴボトル原料として用いられる高純度テレフタル酸の製造方法は、大別すると２段階の工程を経て製造するものである（可塑剤としてよく使用されるイソフタル酸もほぼ同様なプロセスで製造される）。
【０００３】
すなわち、前段の生成・回収工程において、パラキシレンを、酢酸などの溶媒および重金属触媒の存在下において圧縮空気を吹き込んで、高温高圧で酸化反応させて粗製テレフタル酸（以下、ＣＴＡともいう）を得て、後段の精製・分離工程において、その粗製テレフタル酸を水素添加還元処理などにより精製を行い、高純度テレフタル酸（以下、ＰＴＡともいう）を製造している。
【０００４】
この概要を図５により説明すると、酸化反応器５０において、前述の条件下で粗製テレフタル酸（ＣＴＡ）を生成する。次いで、これを結晶缶５１において冷却晶析させた後、テレフタル酸の結晶と酸化反応時に生成した不純物および触媒とを含む反応溶媒のスラリーをロータリードラムフィルターなどの固液分離器５２に供給し、酢酸を分離するとともに、テレフタル酸ケーキは水性酢酸または酢酸により洗浄して同伴する不純物および触媒を除去する。続いて、加熱管付回転乾燥機５３によって残った酢酸を蒸発させて分離し、一旦、一時貯留サイロ５４に送って貯留する。この貯留されたＣＴＡは切り出されて懸濁器５５にて懸濁化され、後段の精製・分離工程に送られる。
【０００５】
懸濁器５５からのスラリーは、高温高圧の水素添加塔５６に供給し、ＣＴＡの一部または全部を溶解させて、固定触媒存在下で水素ガスと反応させて、ＣＴＡに同伴した不純物（大部分は４−カルボキシベンズアルデヒド：４ＣＢＡ、パラトルイリル酸およびタール質の着色物質）を精製する。この精製は、４ＣＢＡをパラトルイリル酸または一部は安息香酸に転化させ、着色物質を脱色するものである。続いて、晶析缶５７にて冷却晶析させ、固液分離器５８Ａ，５８Ｂにより洗浄および固液分離を行い、母液に残存する不純物を最終的に除去し、加熱管付回転乾燥機５９により乾燥させてサイロ６０に送ってＰＴＡとして貯留するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来法では、酸化反応器５０で生成した不純物を含むスラリーを固液分離器にて結晶を分離し、洗浄した後に、後段の精製・分離工程に送る前に、残留する酢酸を完全に分離するために大型の加熱管付回転乾燥機５３および一時貯留サイロ５４を設置することが必須となり、その設備費が著しく嵩み、また、基本的に生成・回収を目的とする前段工程と精製・分離を目的とする後段工程とに分離され、一連の工程として組み立てることができず、製造効率が高いものではない。
【０００７】
上述の欠点を改善し、連続的な回収工程を可能にした結晶の回収方法として、以下に示す先行例が提案されている。
【０００８】
（１）特表平６−５０２６５３号には、ＣＴＡスラリーをいわゆるＢＨＳフィルター形式のものにより固液分離する方法が開示されている。
【０００９】
（２）特開平６−３２７９１５号には、円筒状の濾材を有するロータリーフィルターにＣＴＡスラリーを供給し、濾過を行った後、上記濾材を回転させながら濾材上のウエットケーキを洗浄液で洗浄し、その濾液を循環させて、再度ウエットケーキを洗浄するプロセスを濾材の回転方向と逆向きに適当間隔を置いて繰り返し行う方法が開示されている。
【００１０】
しかしながら、上記各先行例においては、酢酸を完全に除去できず、十分に高純度のＣＴＡを後段の精製・分離工程に送ることができない。したがって、最終的に得られる結晶の純度も満足できるものとは言いがたい。
【００１１】
そこで、本発明の主たる課題は、ＣＴＡ回収工程の乾燥器およびサイロを省略し、その設備費の低減を図るとともに、前段と後段とを連続的な工程とすることによって製造効率を高め、さらに、得られる結晶の純度を高めることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成した本発明のうちで請求項１に記載の発明は、前段に酸化反応器において反応溶媒および触媒の存在下にて酸化反応による粗製芳香族ジカルボン酸の生成・回収工程、後段に前記粗製芳香族ジカルボン酸から高純度芳香族ジカルボン酸を得る精製・分離工程を有する芳香族ジカルボン酸の製造方法において、
前前記酸化反応により生成される反応溶媒中の粗製芳香族ジカルボン酸スラリーを、第１のロータリードラムフィルターに供給し、この第１のロータリードラムフィルターにおいて前記反応溶媒を分離するとともに、第１洗浄液により洗浄および濾過を行い、洗浄後のケーキを水を添加しながら再懸濁手段にて再懸濁した後、再懸濁スラリーを第２のロータリードラムフィルターに供給し、この第２のロータリードラムフィルターにおいて、水を主体とする水系溶媒を分離するとともに、第２洗浄液として水により洗浄および濾過を行い、水洗浄後のケーキを、そのまま前記後段の精製・分離工程に送るとともに、
前記第２のロータリードラムフィルターにおいて分離した前記水系溶媒は、前記第１洗浄液として使用し、
【００１３】
前記第１のロータリードラムフィルターは、ハウジング内に、円筒形ドラムの外周面に濾材が張設されたドラム濾材を有し、前記ハウジング内下部にスラリー貯留部が設けられ、前記ドラム濾材は、その一部が前記スラリー貯留部に貯留されるスラリーに浸かるようにハウジング内に配設され、前記ハウジング内でかつ前記ドラム濾材の外部に離間して、前記第１洗浄液をスプレーする洗浄液スプレーが配設されるとともに、これに対応するドラム濾材内部位置に洗浄濾液を回収する洗浄濾液受部が配設され、前記ドラム濾材の回転方向の後方側に前記ケーキのケーキ排出口が形成されている構造を有し、
前記ハウジング内の前記ドラム濾材外部空間における前記ドラム濾材の回転方向の前方側のケーキピックアップ側空間と、後方側の前記洗浄液スプレーによる洗浄・濾過側空間とを仕切る仕切り手段を設け、
この仕切り手段により、前記ドラム濾材内の母液濾液から回収部に導き反応溶媒と第１ガスとに分離し、分離した反応溶媒は前記酸化反応器に返送して回収するとともに、前記ガスは前記ケーキピックアップ側空間に投入される第１の循環系と、前記ドラム濾材内の洗浄濾液受部からの洗浄濾液は洗浄濾液部に導き反応溶媒と第２ガスとに分離し、分離した反応溶媒は酸化反応器に返送して回収するとともに、前記第２ガスは前記洗浄・濾過側空間に投入される第２の循環系とに分離した構成とする、ことを特徴とする高純度芳香族ジカルボン酸の製造方法である。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、前記第２のロータリードラムフィルターにおいて分離した前記水系溶媒は、前記第１洗浄液として使用するとともに、一部を再懸濁手段における再懸濁スラリーの媒体として用いる請求項１記載の方法である。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、前記再懸濁手段に対して水を補充添加する請求項１または２記載の方法である。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、第１のロータリードラムフィルターおよび第２のロータリードラムフィルターをそれぞれ加圧下で操作する請求項１記載の方法である。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、第１のロータリードラムフィルターを加圧下で操作し、第２のロータリードラムフィルターを常圧下で操作する請求項１記載の方法である。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、第１のロータリードラムフィルターおよび第２のロータリードラムフィルターをそれぞれ常圧下で操作する請求項１記載の方法である。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、第２のロータリードラムフィルターからの水洗浄後のケーキは、このケーキ中の芳香族ジカルボン酸に対して０．１重量％以下の酸化反応溶媒を含有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法である。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、前記芳香族ジカルボン酸はテレフタル酸である請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法である。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、前段に酸化反応器において反応溶媒および触媒の存在下にて酸化反応による粗製芳香族ジカルボン酸の生成・回収手段、後段に前記粗製芳香族ジカルボン酸から高純度芳香族ジカルボン酸を得る精製・分離手段を有する芳香族ジカルボン酸の製造装置において、
前記酸化反応により生成される反応溶媒中の粗製芳香族ジカルボン酸スラリーを、第１のロータリードラムフィルターに供給する手段と、この第１のロータリードラムフィルターにおいて前記反応溶媒を分離するとともに、第１洗浄液により洗浄および濾過を行う手段と、洗浄後のケーキを水を添加しながら再懸濁手段にて再懸濁する手段と、再懸濁スラリーを第２のロータリードラムフィルターに供給する手段と、この第２のロータリードラムフィルターにおいて、水を主体とする水系溶媒を分離するとともに、第２洗浄液として水により洗浄および濾過を行う手段と、水洗浄後のケーキを、そのまま前記後段の精製・分離工程に送る手段と、前記第２のロータリードラムフィルターにおいて分離した前記水系溶媒は、前記第１洗浄液として使用する手段とを有し、
前記第１のロータリードラムフィルターは、ハウジング内に、円筒形ドラムの外周面に濾材が張設されたドラム濾材を有し、前記ハウジング内下部にスラリー貯留部が設けられ、前記ドラム濾材は、その一部が前記スラリー貯留部に貯留されるスラリーに浸かるようにハウジング内に配設され、前記ハウジング内でかつ前記ドラム濾材の外部に離間して、前記第１洗浄液をスプレーする洗浄液スプレーが配設されるとともに、これに対応するドラム濾材内部位置に洗浄濾液を回収する洗浄濾液受部が配設され、前記ドラム濾材の回転方向の後方側に前記ケーキのケーキ排出口が形成されている構造を有し、
前記ハウジング内の前記ドラム濾材外部空間における前記ドラム濾材の回転方向の前方側のケーキピックアップ側空間と、後方側の前記洗浄液スプレーによる洗浄・濾過側空間とを仕切る仕切り手段を設け、
この仕切り手段により、前記ドラム濾材内の母液濾液から回収部に導き反応溶媒と第１ガスとに分離し、分離した反応溶媒は前記酸化反応器に返送して回収するとともに、前記ガスは前記ケーキピックアップ側空間に投入される第１の循環系と、前記ドラム濾材内の洗浄濾液受部からの洗浄濾液は洗浄濾液部に導き反応溶媒と第２ガスとに分離し、分離した反応溶媒は酸化反応器に返送して回収するとともに、前記第２ガスは前記洗浄・濾過側空間に投入される第２の循環系とに分離した構成とした、
ことを特徴とする高純度芳香族ジカルボン酸の製造装置である。
【００２２】
請求項１０記載の発明は、前記第２のロータリードラムフィルターは、ハウジング内に、円筒形ドラムの外周面に濾材が張設されたドラム濾材を有し、前記ハウジング内下部にスラリー貯留部が設けられ、前記ドラム濾材は、その一部が前記スラリー貯留部に貯留されるスラリーに浸かるようにハウジング内に配設され、前記ハウジング内でかつ前記ドラム濾材の外部に離間して、前記第２洗浄液をスプレーする洗浄液スプレーが配設されるとともに、これに対応するドラム濾材内部位置に洗浄濾液を回収する洗浄濾液受部が配設され、前記ドラム濾材の回転方向の後方側に前記ケーキのケーキ排出口が形成されている構造を有し、
【００２３】
前記ハウジング内の前記ドラム濾材外部空間を、前記ドラム濾材の回転方向の前方側のケーキピックアップ側空間と、後方側の前記洗浄液スプレーによる洗浄・濾過側空間と、に仕切る仕切り手段を設け、
【００２４】
前記ドラム濾材内の母液濾液を回収部に導き前記水系溶媒と第３ガスとに分離し、分離した前記水系溶媒は前記第１洗浄液として使用するとともに、分離した前記第３ガスは前記ケーキピックアップ側空間に投入される第３の循環系と；前記ドラム濾材内の前記洗浄濾液受部の洗浄濾液を洗浄濾液部に導き水系溶媒と第４ガスとに分離し、分離した水系溶媒は前記再懸濁する手段に返送するとともに、分離した前記第４ガスは前記洗浄・濾過側空間に投入される第４の循環系と；に分離した、請求項９記載の高純度芳香族ジカルボン酸の製造装置である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る高純度結晶の回収方法について詳説する。
【００２６】
図１は高純度テレフタル酸を得る場合における、ＣＴＡの生成・回収工程を示したもので、原料としてとのパラキシレンＰＸy を、例えば酢酸および重金属触媒とともに、酸化反応器１に供給する。この酸化反応器１には空気が吹き込まれ、これによってパラキシレンＰＸy が酸化され、ＣＴＡが生成される。
【００２７】
このＣＴＡは反応時に一部は結晶として析出するが、残部は酢酸に分散したスラリーとして蒸発結晶缶２Ａ，２Ｂに順次供給され、ここで冷却されて殆どのテレフタル酸が析出される。
【００２８】
結晶缶２ＢからのＣＴＡの酢酸スラリーは、主に第１ロータリードラムフィルター３と、第２ロータリードラムフィルター４と、これらの間に配置されたリスラリー（再懸濁スラリー）槽５とを備えた固液分離・洗浄系に供給され、反応溶媒としての酢酸を水により置換するとともに、結晶の洗浄を行いながら、結晶純度を高めている。
【００２９】
ここで、本発明でいうロータリードラムフィルターとしては、例えば、ＢＨＳフィルター、ヤング型フィルター、オリバー型フィルター等を好適に用いることができる。
【００３０】
第１および第２ロータリードラムフィルターとしては、基本的に同一の構造の物を使用でき、その構造を主に第１ロータリードラムフィルター３について説明すると、ハウジング３Ａ内下部にスラリー貯留部３Ｂが設けられ、このスラリー貯留部３ＢにＣＴＡの酢酸スラリーを導入するためのスラリー導入口３Ｃが形成され、円筒形ドラムの外周面に濾材が張設されたドラム濾材３Ｄは、その一部がスラリー貯留部３Ｂに貯留されるスラリーに浸かるようにハウジング３Ａ内に配設され、図示しないモーターと減速機により図１の時計方向に回転させられる。また、ハウジング３Ａ内でかつドラム濾材３Ｄの上方に離間して洗浄液スプレー３Ｅが配設されるとともに、これに対応するドラム濾材３Ｄ内部位置に洗浄濾液を回収する洗浄濾液受皿３Ｆが配設され、さらに、ドラム濾材３Ｄの回転方向の後方部にケーキ剥離用ガスノズル３Ｇが内部からドラム濾材３Ｄに臨んで設けられている。ケーキ剥離用ガスノズル３Ｇの吹込み位置のほぼ下方にケーキ排出口３Ｈが形成されている。
【００３１】
ＣＴＡの酢酸スラリーＨは、供給路Ｆ１を通してスラリー導入口３Ｃからスラリー貯留部３Ｂに供給される。スラリー貯留部３Ｂのスラリーは、ハウジング３Ａ内が加圧状態に、ドラム濾材３Ｄ内が真空または低圧状態に維持されることにより、ドラム濾材３Ｄ外から内に向かっての吸引濾過がなされ、ケーキとなってピックアップされ、ドラム濾材３Ｄに付着しながらその時計方向の回転に伴って移動する。このケーキに対して、洗浄液スプレー３Ｅから（第１）洗浄液がスプレーされ、洗浄が行われるとともに、その濾液は吸引されて洗浄濾液受皿３Ｆに貯留される。さらに、ドラム濾材３Ｄが回転すると、ケーキ剥離用ガスノズル３Ｇからたとえば窒素ガスが吹き付けられ、ケーキの剥離が行われ、ケーキ排出口３Ｈから排出される。
【００３２】
洗浄濾液受皿３Ｆにて回収された洗浄濾液は、導管６Ａを通して第１洗浄濾液タンク６に貯留され、その洗浄濾液はポンプ７により返送路８を通して複数の脱水蒸留塔９からなる脱水蒸留塔群に導かれ、この脱水蒸留塔９において水蒸気と酢酸とに分離され、酢酸については返送路１０および１１を介して酸化反応器１に返送される。水蒸気は、コンデンサー１２により凝縮されて排水とされる。９Ａは加熱器である。
【００３３】
第１洗浄濾液タンク６には第１真空ポンプ１３が接続され、ここでガスの吸引・圧縮が行われ、さらにガス冷却器１４にてガスの冷却が行われた後、ハウジング３Ａ内に投入されて、ハウジング３Ａ内を加圧状態にドラム濾材３Ｄ内を真空または低圧に維持している。
【００３４】
ドラム濾材３Ｄ内の母液濾液は導管１５Ａを通して第１回収タンク１５に導かれ、酢酸を多く含む母液濾液はポンプ１６により返送路１１を通して酸化反応器１に返送される。この第１回収タンク１５にも第１真空ポンプ１３が接続され、同様に第１回収タンク１５のガスが第１真空ポンプ１３により吸引・圧縮され、さらにガス冷却器１４にてガスの冷却が行われた後、ハウジング３Ａ内に投入される。
【００３５】
ケーキ排出口３Ｈから排出されたケーキは、リスラリー槽５に投入され、このリスラリー槽５に供給される純水、第２ロータリードラムフィルター４からの洗浄濾液および母液濾液、後述する後段の固液分離工程からの洗浄濾液および母液濾液などの実質的にきれいな水により攪拌機５Ａにより再スラリー化され、供給路Ｆ２を通して第２ロータリードラムフィルター４に供給される。この第２ロータリードラムフィルター４においても、第１ロータリードラムフィルター３と同様に固液分離および洗浄が行われる。すなわち、スラリー導入口４Ｃからスラリー貯留部４Ｂに供給され、スラリー貯留部４Ｂでのスラリーは、ハウジング４Ａ内が加圧状態に、ドラム濾材４Ｄ内が真空または低圧に維持されることによりケーキとなってピックアップされ、ドラム濾材４Ｄに付着しながらその時計方向の回転に伴って移動する。このケーキに対して、純水による洗浄液スプレー４Ｅから純水がスプレーされ、洗浄が行われるとともに、その濾液は吸引されて洗浄濾液受皿４Ｆに貯留される。さらに、ドラム濾材４Ｄが回転すると、ケーキ剥離用ガスノズル４Ｇから例えば窒素ガスが吹き付けられ、ケーキの剥離が行われ、ケーキ排出口４Ｈから排出される。
【００３６】
洗浄濾液受皿４Ｆでの洗浄濾液は、導管１７Ａを通して第２洗浄濾液タンク１７に貯留され、その洗浄濾液はポンプ１８により返送路１９を通してリスラリー槽５に導かれる。第２洗浄濾液タンク１７に第２真空ポンプ２０が接続され、ここでガスの圧縮が行われ、さらにガス冷却器２１にてガスの冷却が行われた後、ハウジング４Ａ内に投入されて、ハウジング４Ａ内を加圧にドラム濾材４Ｄ内を真空または低圧状態に維持している。
【００３７】
ドラム濾材４Ｄ内の母液濾液は導管２２Ａを通して第２回収タンク２２に導かれ、母液濾液はポンプ２３により返送路２４を通して、第１ロータリードラムフィルター３における洗浄液として洗浄スプレー３Ｅに導かれ、残部は、返送路２５を通してリスラリー槽５に供給される。これらの返送路２４，２５の返送量は流量調節弁などを設けて適宜コントロールすることができる。リスラリー槽５に洗浄濾液を返送路１９を介して供給するほか、母液濾液をも返送路２５を通して供給すると、理由は定かではないが、きわめて高い洗浄効率が得られることを知見している。また、返送路２５の途中に純水を供給することにより、あるいは直接にリスラリー槽５に純水を供給することにより、リスラリー槽５の水供給量を一定に保持できる。
【００３８】
ケーキ排出口４Ｈから排出されたケーキは、純水で洗浄されて酢酸系から純水系に溶媒が転換されているので、乾燥機およびサイロを通すことなく、直接、後段の精製・分離工程に供給できる。したがって、乾燥機およびサイロの設備費が低減する。
【００３９】
上記例においては、第１および第２ロータリードラムフィルター３，４の両者を、それらのハウジング３Ａ，４Ａ内を加圧する加圧状態で運転したが、両者を常圧下で運転してもよい。ただ、第１ロータリードラムフィルター３を常圧下で運転するために、ドラム濾材３Ｄ内を真空または低圧化させると、濾液の一部が断熱蒸発することにより濾液温度が低下し、ドラム濾材３Ｄの目詰まりが生じ易くなり、不純物の析出割合が高くなり、分離結晶の純度が低下するのに対して、加圧状態で運転すると実質的にかかる問題がなく、高い純度の分離結晶を得ることができる。
【００４０】
また、上記例においては、ケーキのピックアップに使用されるガスと、洗浄液による洗浄・濾過に使用されるガスとは同一のガス循環系にて混合され循環される。さらに、ロータリードラムフィルターのハウジング内は、ケーキのピックアップを行う空間、洗浄液による洗浄・濾過を行う空間、およびケーキの排出を行う空間が連通した構造となっている。しかし、ケーキのピックアップに使用されたガスは、洗浄液による洗浄・濾過に使用されたガスよりも多量の酢酸蒸気を含み、これらのガスを混合して再びロータリードラムフィルターに投入した場合、洗浄・濾過中もしくは洗浄・濾過後のケーキに不要な酢酸が混入してしまい、効果的な洗浄・濾過を行うことができない。
【００４１】
そこで、本発明においては、図３に示す態様が提案される。すなわち、第１ロータリードラムフィルター３によって説明すれば、ハウジング３Ａ内には、ケーキのピックアップを行う空間と洗浄液による洗浄・濾過を行う空間とを実質的に二分する仕切り板または仕切り壁などの仕切り手段Ｓ₁が設けられる。これにともない、第１回収タンク１５からの第１ガスがハウジング３Ａ内のケーキピックアップ側に投入されるように、真空ポンプ１３Ｂ、ガス冷却器１４Ｂがこの順に接続され、さらに第１洗浄濾液タンク６からの第２ガスが洗浄液による洗浄・濾過が行われる側の空間に投入されるように、真空ポンプ１３Ａ、ガス冷却器１４Ａがこの順に接続される。その他は、図１に示す態様と同様である。この場合、ケーキのピックアップに使用される第１ガスと、洗浄液による洗浄・濾過に使用される第２ガスとは別系統にて循環されるとともに、これら第１ガス及び第２ガスが混合しないようにハウジング３Ａ内は仕切り手段Ｓ₁によって二分されるため、洗浄・濾過後のケーキの酢酸含有量を効果的に低減することができる。
【００４２】
このようにして前段の粗製芳香族ジカルボン酸の生成・回収工程により得られたＣＴＡケーキは、後段の前記粗製芳香族ジカルボン酸に水素添加還元処理して高純度芳香族ジカルボン酸を得る精製・分離工程に送られる。この後段の精製・分離工程としては、公知の方法、例えば水素添加還元処理、精密酸化処理、または再結晶処理などをそのまま適用できる。このうち水素添加還元処理の例を図２によって説明する。
【００４３】
すなわち、溶媒が酢酸から水に転換されたＣＴＡケーキは、第２リスラリー槽３０で再懸濁された後に、水素添加還元反応器３１に供給され、この水素添加還元反応器３１での水素添加反応による還元処理により、ＣＴＡ中の不純物が精製される。すなわち、４ＣＢＡはパラトルイリル酸または一部は安息香酸に変換され、タール質の着色物質は脱色される。次に、適宜数（たとえば５段）の直列配置の結晶缶３２にて蒸発・冷却による結晶化を行い、結晶スラリーを、加圧操作で運転される第３ロータリードラムフィルター３３および常圧操作で運転される第４ロータリードラムフィルター３４に順次通して固液分離を図る。第３ロータリードラムフィルター３３の代わりに遠心分離器を用いてもよい。これらの後段の固液分離手段にて、固液分離および洗浄を行い、最終的に不純物を除去した後に、乾燥機３５で乾燥し、サイロ３６に貯蔵し、製品として貯留する。
【００４４】
以下、本発明に係る高純度テレフタル酸の製造方法の実施例を示し、本発明の効果を明らかにする。
【００４５】
＜実施例＞
図４は、本発明に係る、ＣＴＡの生成・分離工程の操作例を示している。本例においては、蒸発結晶缶２Ｂ、リスラリー槽５および第２ロータリードラムフィルター４から排出されるケーキの、テレフタル酸（T.A.）、酢酸（A.A.）および液体（Liq.）の含有量を測定し、酢酸（A.A.）／テレフタル酸（T.A.）比を算出した。
【００４６】
この結果、図４に示すように、蒸発結晶缶２Ｂ内のスラリーではA.A.／T.A.＝127.5 ％であったのが、リスラリー槽５内のスラリーではA.A.／T.A.＝11.75 ％となり、さらに、第２ロータリードラムフィルター４から排出されるケーキにおいてはA.A.／T.A.＝0.1 ％以下となった。すなわち、酢酸の含有量は処理の進行にともなって減少し、第２ロータリードラムフィルター４から排出されるケーキは、酢酸が完全に水で置換されたものであった。
【００４７】
したがって、従来用いていたドライヤーによる乾燥およびサイロによる貯留工程を必要とせず、ＣＴＡの製造・回収工程と精製・分離工程とを連続的に行うことができる。
【００４８】
一方、上記の説明では、テレフタル酸の製造を中心に述べたが、イソフタル酸やナフタリンジカルボン等の他の芳香族ジカルボン酸の製造にも用いることができることは、実施例を示すまでもなく、当業者が容易に理解できよう。
【００４９】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、従来用いられてきたＣＴＡドライヤーによる乾燥工程およびＣＴＡサイロによる貯留工程を省略することができ、これらに必要な設備費を削減することができるとともに、前段と後段とを連続的な工程とすることによって製造効率を高め、さらに、得られる結晶の純度が高まるなどの利点がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るテレフタル酸の生成・回収工程のフローシートである。
【図２】後段の精製・分離工程のフローシートである。
【図３】本発明に係るテレフタル酸の生成・回収工程の他の態様を示すフローシートである。
【図４】操作例の説明図である。
【図５】従来例の概要フローシートである。
【符号の説明】
１…酸化反応器、２Ａ，２Ｂ…蒸発結晶缶、３…第１ロータリードラムフィルター、４…第２ロータリードラムフィルター、５…リスラリー（再懸濁スラリー）槽、６…第１洗浄濾液タンク、９…脱水蒸留塔、１３…第１真空ポンプ、１５…第１回収タンク、１６…ポンプ、１７…第２洗浄濾液タンク、２０…第２真空ポンプ、２２…第２回収タンク、Ｓ₁，Ｓ₂…仕切り手段。

Claims

前段に酸化反応器において反応溶媒および触媒の存在下にて酸化反応による粗製芳香族ジカルボン酸の生成・回収工程、後段に前記粗製芳香族ジカルボン酸から高純度芳香族ジカルボン酸を得る精製・分離工程を有する芳香族ジカルボン酸の製造方法において、
前記酸化反応により生成される反応溶媒中の粗製芳香族ジカルボン酸スラリーを、第１のロータリードラムフィルターに供給し、この第１のロータリードラムフィルターにおいて前記反応溶媒を分離するとともに、第１洗浄液により洗浄および濾過を行い、洗浄後のケーキを水を添加しながら再懸濁手段にて再懸濁した後、再懸濁スラリーを第２のロータリードラムフィルターに供給し、この第２のロータリードラムフィルターにおいて、第２洗浄液として水により洗浄および濾過を行い、水洗浄後のケーキを、そのまま前記後段の精製・分離工程に送るとともに、母液濾液から水を主体とする水系溶媒を分離し、
前記第２のロータリードラムフィルターにおける洗浄濾液から分離した前記水系溶媒は、前記第１洗浄液として使用し、
前記第１のロータリードラムフィルターは、ハウジング内に、円筒形ドラムの外周面に濾材が張設されたドラム濾材を有し、前記ハウジング内下部にスラリー貯留部が設けられ、前記ドラム濾材は、その一部が前記スラリー貯留部に貯留されるスラリーに浸かるようにハウジング内に配設され、前記ハウジング内でかつ前記ドラム濾材の外部に離間して、前記第１洗浄液をスプレーする洗浄液スプレーが配設されるとともに、これに対応するドラム濾材内部位置に洗浄濾液を回収する洗浄濾液受部が配設され、前記ドラム濾材の回転方向の後方側に前記ケーキのケーキ排出口が形成されている構造を有し、
前記ハウジング内の前記ドラム濾材外部空間を、前記ドラム濾材の回転方向の前方側のケーキピックアップ側空間と、後方側の前記洗浄液スプレーによる洗浄・濾過側空間と、に仕切る仕切り手段を設け、
前記ドラム濾材内の母液濾液を回収部に導き反応溶媒と第１ガスとに分離し、分離した前記反応溶媒は前記酸化反応器に返送して回収するとともに、分離した前記第１ガスは前記ケーキピックアップ側空間に投入される第１の循環系と；前記ドラム濾材内の前記洗浄濾液受部の洗浄濾液を洗浄濾液部に導き反応溶媒と第２ガスとに分離し、分離した反応溶媒は酸化反応器に返送して回収するとともに、分離した前記第２ガスは前記洗浄・濾過側空間に投入される第２の循環系と；に分離する、
ことを特徴とする高純度芳香族ジカルボン酸の製造方法。
前記第２のロータリードラムフィルターにおいて分離した前記水系溶媒は、前記第１洗浄液として使用するとともに、一部を再懸濁手段における再懸濁スラリーの媒体として用いる請求項１記載の方法。
前記再懸濁手段に対して水を補充添加する請求項１または２記載の方法。
第１のロータリードラムフィルターおよび第２のロータリードラムフィルターをそれぞれ加圧下で操作する請求項１記載の方法。
第１のロータリードラムフィルターを加圧下で操作し、第２のロータリードラムフィルターを常圧下で操作する請求項１記載の方法。
第１のロータリードラムフィルターおよび第２のロータリードラムフィルターをそれぞれ常圧下で操作する請求項１記載の方法。
第２のロータリードラムフィルターからの水洗浄後のケーキは、このケーキ中の芳香族ジカルボン酸に対して０．１重量％以下の酸化反応溶媒を含有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
前記芳香族ジカルボン酸はテレフタル酸である請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
前段に酸化反応器において反応溶媒および触媒の存在下にて酸化反応による粗製芳香族ジカルボン酸の生成・回収手段、後段に前記粗製芳香族ジカルボン酸から高純度芳香族ジカルボン酸を得る精製・分離手段を有する芳香族ジカルボン酸の製造装置において、
前記酸化反応により生成される反応溶媒中の粗製芳香族ジカルボン酸スラリーを、第１のロータリードラムフィルターに供給する手段と、この第１のロータリードラムフィルターにおいて前記反応溶媒を分離するとともに、第１洗浄液により洗浄および濾過を行う手段と、洗浄後のケーキを水を添加しながら再懸濁手段にて再懸濁する手段と、再懸濁スラリーを第２のロータリードラムフィルターに供給する手段と、この第２のロータリードラムフィルターにおいて、第２洗浄液として水により洗浄および濾過を行う手段と、水洗浄後のケーキを、そのまま前記後段の精製・分離工程に送る手段と、前記第２のロータリードラムフィルターにおける母液濾液から水を主体とする水系溶媒を分離する手段と、分離した前記水系溶媒は前記第１洗浄液として使用する手段とを有し、
前記第１のロータリードラムフィルターは、ハウジング内に、円筒形ドラムの外周面に濾材が張設されたドラム濾材を有し、前記ハウジング内下部にスラリー貯留部が設けられ、前記ドラム濾材は、その一部が前記スラリー貯留部に貯留されるスラリーに浸かるようにハウジング内に配設され、前記ハウジング内でかつ前記ドラム濾材の外部に離間して、前記第１洗浄液をスプレーする洗浄液スプレーが配設されるとともに、これに対応するドラム濾材内部位置に洗浄濾液を回収する洗浄濾液受部が配設され、前記ドラム濾材の回転方向の後方側に前記ケーキのケーキ排出口が形成されている構造を有し、
前記ハウジング内の前記ドラム濾材外部空間を、前記ドラム濾材の回転方向の前方側のケーキピックアップ側空間と、後方側の前記洗浄液スプレーによる洗浄・濾過側空間と、に仕切る仕切り手段を設け、
前記ドラム濾材内の母液濾液を回収部に導き反応溶媒と第１ガスとに分離し、分離した前記反応溶媒は前記酸化反応器に返送して回収するとともに、分離した前記第１ガスは前記ケーキピックアップ側空間に投入される第１の循環系と；前記ドラム濾材内の前記洗浄濾液受部の洗浄濾液を洗浄濾液部に導き反応溶媒と第２ガスとに分離し、分離した反応溶媒は酸化反応器に返送して回収するとともに、分離した前記第２ガスは前記洗浄・濾過側空間に投入される第２の循環系と；に分離した、
ことを特徴とする高純度芳香族ジカルボン酸の製造装置。
前記第２のロータリードラムフィルターは、ハウジング内に、円筒形ドラムの外周面に濾材が張設されたドラム濾材を有し、前記ハウジング内下部にスラリー貯留部が設けられ、前記ドラム濾材は、その一部が前記スラリー貯留部に貯留されるスラリーに浸かるようにハウジング内に配設され、前記ハウジング内でかつ前記ドラム濾材の外部に離間して、前記第２洗浄液をスプレーする洗浄液スプレーが配設されるとともに、これに対応するドラム濾材内部位置に洗浄濾液を回収する洗浄濾液受部が配設され、前記ドラム濾材の回転方向の後方側に前記ケーキのケーキ排出口が形成されている構造を有し、
前記ハウジング内の前記ドラム濾材外部空間を、前記ドラム濾材の回転方向の前方側のケーキピックアップ側空間と、後方側の前記洗浄液スプレーによる洗浄・濾過側空間と、に仕切る仕切り手段を設け、
前記ドラム濾材内の母液濾液を回収部に導き前記水系溶媒と第３ガスとに分離し、分離した前記水系溶媒は前記第１洗浄液として使用するとともに、分離した前記第３ガスは前記ケーキピックアップ側空間に投入される第３の循環系と；前記ドラム濾材内の前記洗浄濾液受部の洗浄濾液を洗浄濾液部に導き水系溶媒と第４ガスとに分離し、分離した水系溶媒は前記再懸濁する手段に返送するとともに、分離した前記第４ガスは前記洗浄・濾過側空間に投入される第４の循環系と；に分離した、請求項９記載の高純度芳香族ジカルボン酸の製造装置。