JP4262995B2 - Method for producing terephthalic acid cake suitable for polyester raw material - Google Patents

Method for producing terephthalic acid cake suitable for polyester raw material Download PDF

Info

Publication number
JP4262995B2
JP4262995B2 JP2003029251A JP2003029251A JP4262995B2 JP 4262995 B2 JP4262995 B2 JP 4262995B2 JP 2003029251 A JP2003029251 A JP 2003029251A JP 2003029251 A JP2003029251 A JP 2003029251A JP 4262995 B2 JP4262995 B2 JP 4262995B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
terephthalic acid
reaction
cake
reactor
polyester
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003029251A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004238329A (en
Inventor
哲也 近常
幸三 樋田
裕志 堀内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Teijin Fibers Ltd
Original Assignee
Teijin Fibers Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Teijin Fibers Ltd filed Critical Teijin Fibers Ltd
Priority to JP2003029251A priority Critical patent/JP4262995B2/en
Publication of JP2004238329A publication Critical patent/JP2004238329A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4262995B2 publication Critical patent/JP4262995B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は繊維、フィルム、工業用部材、一般成形品等に広く使用されているポリエステル樹脂の主原料であるテレフタル酸の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
工業的にテレフタル酸(以下、TAと略記することがある。)を製造する方法は各種知られているが、その一つとしてテレフタル酸ジメチル(以下、DMTと略記することがある。)を出発原料として加水分解する方法が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
【0003】
ところで、TAとアルキレングリコールとをエステル化反応させ次いで重縮合反応させる、いわゆる直接重合法によるポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート(以下、PETと略記することがある。)の製造においては、TAはエチレングリコール(以下、EGと略記することがある。)等と混合してスラリー状態で反応系へ送られるが、その際、混合時の撹拌に要する動力が少なく、移送時の当該スラリーの粘度が低く、且つ流動性に優れていること、また反応の均一性の高いTAが望まれている。更に、TAの輸送や貯蔵等、粉体の取り扱いにおいても良好な流動性が要求されている。
【0004】
このようなTAの良好なスラリー性、反応の均一性を得るには、TAに対して多量のアルキレングリコールを用いれば良いが、過剰量のアルキレングリコールは重縮合反応の際、副反応生成物の発生が増え、ポリマーの融点、重合度の低下、更には着色の原因となる。
【0005】
これらの欠点を避けるためにはアルキレングリコールを化学量論的に極力近づければ良いが、アルキレングリコールの使用量を減ずるとスラリーの調整槽、及び反応器での撹拌所要動力が増大し、流動性、反応性を悪くして所要反応時間が長くなる等の問題がある。したがって、アルキレングリコールの必要最低量で良好な流動性、反応性を有するスラリーを形成するTAが直接重合法の原料として好適である。このような性状はTA粒子の粒度分布に依存するところが大きく、それを適正化することが重要な要素である。
【0006】
TAの粒度分布を制御する方法は、各種提案されており、代表的なものとして、パラキシレンを出発原料とし、低級脂肪酸溶媒中で遷移金属化合物及び臭素を含む触媒下で液相酸化したのち、直列に接続した多段の再結晶槽で段階的に冷却し、溶媒中に溶解しているTAを析出させる条件を制御することにより、生成するTAの粒子径を制御する方法は知られている(例えば、特許文献3参照)。
【0007】
しかしながら、この方法は、TA結晶の析出時の条件が、主としてTA結晶中の不純物濃度の制御を目的として設定されているため、粒度分布の制御のために許容される操作範囲が狭いこと、また、段階的に温度を低下させるため、多段の再結晶槽を必要し、更に各種溶媒に対する溶解度の低いTAを再結晶のため全量あるいは一部を溶解させるためには、高温、高圧に対応できる再結晶槽が必要となり、設備投資額が大幅に上昇するという問題もあるため、TA析出時の条件を調整して粒度分布を制御するのは相当に困難である。
【0008】
一方、TA結晶の析出条件を制御する代わりに、生成したTAの結晶をスラリー状態で破砕処理し、粒度分布を変更する方法(例えば、特許文献4参照)、TAスラリーの一部を抜き取って湿式破砕機により微粉砕処理した後に再混合することで、粒径分布を制御し、スラリー特性を変更する方法(例えば、特許文献5参照)等も提案されている。
【0009】
しかしながら、これらの方法もまた、TA微粉の多量発生を促し、アルキレングリコールスラリーとした際に、該スラリーの見かけ粘度が著しく上昇し撹拌動力が上昇する恐れがある。更に、複雑な構造の粉砕機が必要であるため設備投資額が上昇する、設備の維持のための保守、管理に多大な労力を要するといった問題があった。
【0010】
【特許文献1】
特公昭57−53332号公報
【0011】
【特許文献2】
特開平8−231464号公報
【0012】
【特許文献3】
特開平8−225489号公報
【0013】
【特許文献4】
特開平9−255619号公報
【0014】
【特許文献5】
特開平11−100350号公報
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術が有していた問題点を解消し、簡便な設備及び方法で、ポリエステルの直接重合法の原料として好適なテレフタル酸を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記従来技術に鑑み、鋭意検討を行った結果、加水分解反応時からフラッシュ冷却直前の反応液温度を制御したとき、ポリエステルの直接重合法の原料として好適なテレフタル酸を得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0017】
即ち、本発明の目的は、
テレフタル酸ジメチルを、撹拌機を有する少なくとも1つの反応器を用いて温度230〜350℃、転化率99%以上で加水分解して得られる、テレフタル酸を溶解した水と析出したテレフタル酸粒子とからなるスラリーから構成される反応終了後の高温・高圧の反応液を、フラッシュにより冷却し、これにより得られたテレフタル酸粒子の水スラリーを固液分離して湿潤テレフタル酸ケークを得るにあたり、該加水分解の転化率が97%以上となった時点で、反応液温度を230〜350℃から190〜240℃に温度を下げた後、転化率を99%以上とすることを特徴とする、ポリエステル原料に適したテレフタル酸ケークの製造方法によって達成することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の方法で行うDMTの高温、高圧条件でのTAへの加水分解反応工程そのものについては公知の技術を採用することができ、撹拌機を有する少なくとも1つの反応器を用いてDMTを99%より高い転化率で加水分解すればよい。
【0019】
ここで、反応器としては回分式反応器でも連続式反応器でも用いることができるが、特に反応器を2つ以上用いることが好ましく、その反応器を直列に接続することが特に好ましい。
【0020】
本発明の製造方法においては、加水分解反応時の水とDMTとの重量比を3:1〜1:2の範囲に制御することが好ましい。ここで、系内の水が多すぎると、大量のTAが水に溶解してしまい、得られるTAは粒子径が45μm以下の微細粒子を大量に含むものとなり、良好な粒度分布を有するTAを得ることができず、一方DMTが多すぎると、反応液の見かけ粘度が高くなりすぎて、加水分解反応が進みずらく、得られるTAは粒子径が250μm以上の粗大粒子を大量にふくむものとなり、同じく良好な粒度分布を有するTAを得ることが出来ない。水とDMTとの重量比は2:1〜1:2の範囲に制御することが好ましく、特に水とDMTとの重量比を4:5〜3:2の範囲に制御することが好ましい。
【0021】
ここで、加水分解時の水とDMTとの重量比を制御する方法としては、加水分解反応の温度、加水反応開始時の水とDMTとの重量比、加水分解反応により発生するメタノール(以下、MeOHと略記することがある。)を系外に取り出す際に同伴させる水蒸気量など、加水分解反応での運転条件を操作することにより行うことができ、例えば、加水分解時に発生するMeOHをストリッピング又は蒸留により除去する際に同伴して留出する水と反応器に供給するDMTとの重量比を制御するにあたっては、その重量比は1:1〜1:8となるようにすればよい。
【0022】
また、加水分解時における反応温度は180〜350℃の範囲にあることが好ましい。この範囲内にあるときには加水分解反応が速やかに進行し、エネルギーのロスも少ない。該加水分解反応の反応温度は180〜300℃の範囲にあることが更に好ましく、特に230〜260℃の範囲にあることが好ましい。この時の反応圧力は好ましくは2.8〜4.6MPa(ゲージ圧)である。
【0023】
本発明の製造方法においては、加水分解の転化率が97%以上となった時点で、反応液を190〜240℃好ましくは190〜230℃として、転化率を99%以上とすることが必要である。後述するフラッシュ操作におけるフラッシュ前後の温度差が大きくなる反応液が190未満である場合には、析出しているTAが粉砕されすぎて微細粒子が大量に発生し、一方、フラッシュ前の反応液温度が高すぎる、240℃を超える場合には溶解しているTAが多いために、フラッシュ後に微細粒子が大量に発生する。また、該転化率が97%以上の状態では、反応液温度を上記範囲内にしても、発生するMeOHを除去しつづけることにより転化反応は進むため、運転エネルギーの節約という副次的な効果も発生する。
【0024】
本発明の製造方法においては、前記の操作によって得られた、TAを溶解した水と析出したTA粒子とからなるスラリーから構成される反応終了後の高温・高圧の反応液をフラッシュにより冷却するが、ここで、フラッシュ直前の反応液中の水とTAとの重量比を2:1〜1:2の範囲とすることが好ましい。このような範囲内とすることによって、後述するフラッシュ操作により生成するTA粒子中に含まれる粒子径が45μm以下の微細粒子と粒子径250μm以上の粗大粒子とを更に減少させることが可能となる。
【0025】
なお、本発明の製造方法においては、ポリエステル廃棄物から回収したDMTを加水分解に供することができる。ここで、ポリエステル廃棄物とは、市販されているポリエステルを主成分とする製品及び/又はこの製品を製造する工程で発生したポリエステルを主成分とする廃棄物であって、ポリアルキレングリコールを含むものを意味し、具体的には使用済みポリエステル繊維製品、フィルム、PETボトルなどの回収品や製造時の繊維屑、フィルム屑、樹脂屑などを挙げることができる。
【0026】
特に加水分解に供するDMTが、高純度DMT又はポリエステル廃棄物中に含まれるポリアルキレンテレフタレートをアルキレングリコールによる解重合反応、及び引き続いたMeOHによるエステル交換反応によって回収されたものである場合には、一般的なTA製造方法であるパラキシレン酸化によって得られるTA中に含まれる代表的な不純物である4−カルボキシベンズアルデヒド(以下、4−CBAと略記することがある。)などの不純物が極めて少なく、不純物除去のための多段の再結晶槽が不要となるため好ましい。
【0027】
次いで、TAを溶解した水と析出したTA粒子とからなるスラリーから構成される反応終了後の高温・高圧の反応液を、フラッシュにより冷却する。このフラッシュ操作により加圧状態にある反応液は、一気に大気圧まで減圧され、反応液温は100〜105℃程度まで急激に低下する。
【0028】
このフラッシュ操作を行うことによって、フラッシュ前に析出していたTA粒子はフラッシュ時の圧力差に起因する衝撃により多少破壊され、フラッシュ前に溶解していたテレフタル酸は、フラッシュによる溶解度の急激な低下に伴い、大部分は微粒子として析出する。
【0029】
なお、ここで析出していたTA粒子が破壊された後の粒子径は、フラッシュ前の粒子径に大きく依存するが、本発明の加水分解反応条件の範囲内であれば、何ら問題は無い。
【0030】
フラッシュにより冷却された水/TAスラリーは、遠心分離機などにより固液分離することによって、容易に湿潤状態のTAケークとして得ることができる。
【0031】
このようにして得られたTAケークは、粒子径が250μm以上のTA粒子が全体の20重量%以下、好ましくは10重量%以下で、かつ粒子径45μm以下のTA粒子が全体の20重量%以下であることが好ましい。
【0032】
粒子径が250μm以上の粗大粒子が多くなりすぎると、TAをポリエステル製造用の原料として用いたとき、その反応性が低いために、未反応テレフタル酸が増加する懸念が生じる。一方、粒子径が45μm以下の微細粒子が多くなりすぎると、TAケークをスラリーとした際の見掛け粘度が上昇し、流動性の低下につながるため、配管内での閉塞等の問題が多発する懸念が生じる。
【0033】
また、得られるTAケーク中のDMTとテレフタル酸モノメチル(以下、MMTと略記することがある。)との合計含有量は、1000ppm以下である。
【0034】
また、TAケーク中の水分は、ケーク全重量を基準として0.1〜20重量%を占めることが好ましい。該水分含有率を0.1重量%以下とすることは操業上困難であり、一方20重量%を超えると後に乾燥工程を行う場合には、多大なエネルギーが必要となり、また乾燥工程を行うこと無くポリエステル原料として供給する場合であっても、エステル化工程で水分を除去するために多大なエネルギーが必要となるため経済的ではない。
【0035】
本発明において得られた湿潤状態にあるTAケークは、乾燥させるか、または乾燥させることなく湿潤状態のまま、直接重合法によりポリエステルを得るための原料として用いればよい。特に、湿潤テレフタル酸ケークを乾燥工程に供することなく、湿潤状態のまま引き続きアルキレングリコールとのスラリーとし、引き続きエステル化反応、重縮合反応させると、得られたTAケークが有する粒度分布を維持したままアルキレングリコールとのスラリーを調整することが可能となるので好ましい。ここで、TAに同伴する水はエステル化工程で蒸発除去することができるので何ら問題なく、また乾燥工程を省略できることから好ましい。
【0036】
【実施例】
以下、実施例により本発明の内容を更に具体的に説明するが本発明はこれにより何等限定を受けるものではない。なお、実施例中の各値は以下の方法により求めた。
【0037】
(1)粒径分布:
JIS K 0069記載の「化学製品のふるい分け試験方法」に準じて測定した。ふるいの目開きは45、75、106、150、180、212、250μmとした。湿潤TAケークを水でスラリー状にし、湿式ふるい分け法で測定した各粒度毎の頻度を重量%で表した。
【0038】
(2)平均粒径:
湿潤TAケークを水でスラリー状にし、適量をJET SIEVE装置を用い湿式方法で42、60、80、120、200、250、300、400メッシュのふるい分けをする。各篩の未通過分をふるいごと乾燥させ、各々の重量を測定し、正規確率紙にプロットし、未通過分50%の粒子径を平均粒径とする。
【0039】
(3)DMT及びMMTの重量濃度(ppm):
TAケークを乾燥し、脱水後、高速液体クロマトグラフィー(装置:株式会社日立製作所製HPLC D−7000、充填式カラム:RP−18;2本)によって分析し、DMTとMMTとのそれぞれの濃度を求めた。
【0040】
(4)スラリー粘度:
水分率13%のTAケーク試料1モルに対し、エチレングリコール1.6モルの割合で混合し、50℃の温度下での粘度(Pa・s)をB型粘度計で測定して求めた。
【0041】
(5)スラリー安定性:
スラリー粘度と同様の手法により粘度を測定する(A)。更に5分間静置後のスラリー粘度を測定し(B)下記数式により求めた値をスラリー安定性の指標とした。
【0042】
【数1】
スラリー安定性 = B / A ×100 (%)
【0043】
(6)評価:
下記基準に従って、得られたTAケークの評価を行った。
◎:粗大粒子10重量%以下、スラリー粘度5Pa・s以上、スラリー安定性50%以上のもの。
○:粗大粒子20重量%以下、スラリー粘度5Pa・s未満、スラリー安定性50%以上のもの。
×:粗大粒子20重量%を超える、スラリー粘度5Pa・s未満、スラリー安定性50%未満のもの。
【0044】
[実施例1]
3リットルのチタン製撹拌器を有する回分式反応器(オートクレーブ)にDMTと純水とを重量比で1:1となるように投入し、密閉状態とし、液温180℃に昇温してから撹拌を開始した。その後更に昇温し、液温が250℃に到達後、反応器上蓋に設けた留出管バルブを若干開き、液温は250℃を保持しつつ、反応により副生したメタノールを水蒸気と共に留去すると同時に、留出する水と同量の約4kgの水を連続的に反応器内に供給した。
【0045】
1時間経過後、メタノールの留去操作を継続したまま反応器内液温を230℃まで低下させて30分間保持した後、内液取り出し配管より反応液を常圧タンクへ移送してフラッシュさせることで冷却した。なお、加水分解反応時の運転条件の制御によって、フラッシュ直前の反応液の状態は、水とTAとの重量比は4:5となっていた。
【0046】
フラッシュにより得られたテレフタル酸スラリーを固液分離してテレフタル酸ケークを得た。こうして得られたTAケークは、表1に示した通り、250μm以上の粗大粒子が9.8重量%、45μm以下の微細粒子は全体の17.0重量%を占めるものであり、スラリー粘度は3.7Pa・sであった。
【0047】
また、上記TAケーク中のDMT含有量は25ppm、MMT含有量は300ppmであった。その他運転条件は表1に示したとおり設定した。
【0048】
[実施例2〜6、比較例1〜4]
実施例1において、表1記載の通りに運転条件を設定したこと以外は同様の操作を行った。結果と併せて表1に示す。
【0049】
【表1】

Figure 0004262995
【0050】
【発明の効果】
本発明によれば、簡便な設備及び方法で、ポリエステルの直接重合法の原料として好適なテレフタル酸を提供することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing terephthalic acid, which is a main raw material of a polyester resin widely used for fibers, films, industrial members, general molded articles and the like.
[0002]
[Prior art]
Various methods for industrially producing terephthalic acid (hereinafter sometimes abbreviated as TA) are known, one of which is dimethyl terephthalate (hereinafter sometimes abbreviated as DMT). A method of hydrolysis as a raw material is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
[0003]
By the way, in the production of polyesters, particularly polyethylene terephthalate (hereinafter sometimes abbreviated as PET) by so-called direct polymerization method in which TA is esterified and then polycondensed, TA is ethylene glycol (hereinafter abbreviated as PET). Hereinafter, it may be abbreviated as EG.) Etc.) and is sent to the reaction system in a slurry state, but at this time, the power required for stirring during mixing is small, the viscosity of the slurry during transfer is low, and TA having excellent fluidity and high uniformity of reaction is desired. Furthermore, good fluidity is also required in powder handling such as TA transportation and storage.
[0004]
In order to obtain such a good slurry property and uniform reaction of TA, a large amount of alkylene glycol may be used with respect to TA, but an excessive amount of alkylene glycol is a side reaction product during polycondensation reaction. Occurrence increases, causing a melting point of the polymer, a decrease in the degree of polymerization, and further coloring.
[0005]
In order to avoid these drawbacks, it is sufficient to make the alkylene glycol as close to stoichiometric as possible. However, if the amount of alkylene glycol used is reduced, the power required for stirring in the slurry adjustment tank and the reactor increases, and the fluidity There is a problem that the required reaction time becomes longer due to poor reactivity. Therefore, TA which forms a slurry having good fluidity and reactivity with the minimum amount of alkylene glycol is suitable as a raw material for the direct polymerization method. Such properties largely depend on the particle size distribution of TA particles, and it is an important factor to optimize them.
[0006]
Various methods for controlling the particle size distribution of TA have been proposed. Typically, para-xylene is used as a starting material, and after liquid phase oxidation in a lower fatty acid solvent under a catalyst containing a transition metal compound and bromine, A method of controlling the particle size of TA produced by cooling in stages in a multistage recrystallization tank connected in series and controlling the conditions for precipitating TA dissolved in the solvent is known ( For example, see Patent Document 3).
[0007]
However, in this method, the conditions at the time of precipitation of the TA crystal are set mainly for the purpose of controlling the impurity concentration in the TA crystal. In order to lower the temperature step by step, a multi-stage recrystallization tank is required, and in order to dissolve all or part of the TA with low solubility in various solvents for recrystallization, recrystallization that can handle high temperatures and high pressures. Since there is a problem that a crystal tank is required and the capital investment amount is significantly increased, it is considerably difficult to control the particle size distribution by adjusting the conditions at the time of TA precipitation.
[0008]
On the other hand, instead of controlling the TA crystal precipitation conditions, the produced TA crystals are crushed in a slurry state and the particle size distribution is changed (for example, see Patent Document 4). A method of controlling the particle size distribution and changing the slurry characteristics by re-mixing after pulverizing with a crusher (for example, see Patent Document 5) has been proposed.
[0009]
However, these methods also promote the generation of a large amount of TA fine powder, and when an alkylene glycol slurry is used, the apparent viscosity of the slurry is significantly increased and the stirring power may be increased. Furthermore, since a pulverizer having a complicated structure is necessary, there is a problem that the amount of capital investment increases and maintenance and management for maintenance of the equipment require a great deal of labor.
[0010]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No.57-53332 [0011]
[Patent Document 2]
JP-A-8-231464
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 8-225489
[Patent Document 4]
JP-A-9-255619 [0014]
[Patent Document 5]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-100350
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a terephthalic acid suitable as a raw material for a polyester direct polymerization method by solving the problems of the prior art and by simple equipment and method.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies in view of the above-described conventional techniques, the present inventors can obtain terephthalic acid suitable as a raw material for a direct polymerization method of polyester when the reaction liquid temperature is controlled immediately after the hydrolysis reaction and immediately before flash cooling. As a result, the present invention has been completed.
[0017]
That is, the object of the present invention is to
From water in which terephthalic acid is dissolved and precipitated terephthalic acid particles obtained by hydrolyzing dimethyl terephthalate using at least one reactor having a stirrer at a temperature of 230 to 350 ° C. and a conversion rate of 99% or more The high-temperature and high-pressure reaction liquid composed of the resulting slurry is cooled by flashing, and the resulting aqueous slurry of terephthalic acid particles is solid-liquid separated to obtain a wet terephthalic acid cake. A polyester raw material characterized in that when the conversion rate of decomposition becomes 97% or more, the reaction solution temperature is lowered from 230 to 350 ° C to 190 to 240 ° C , and then the conversion rate is set to 99% or more. It can be achieved by a method for producing a terephthalic acid cake suitable for the above.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
For the hydrolysis reaction step of DMT to TA under the high temperature and high pressure conditions performed by the method of the present invention, a known technique can be adopted, and DMT is 99% using at least one reactor having a stirrer. What is necessary is just to hydrolyze with a higher conversion.
[0019]
Here, a batch reactor or a continuous reactor can be used as the reactor, but it is particularly preferable to use two or more reactors, and it is particularly preferable to connect the reactors in series.
[0020]
In the production method of the present invention, it is preferable to control the weight ratio of water and DMT during the hydrolysis reaction to a range of 3: 1 to 1: 2. Here, when there is too much water in the system, a large amount of TA is dissolved in water, and the obtained TA contains a large amount of fine particles having a particle size of 45 μm or less, and TA having a good particle size distribution is obtained. On the other hand, if there is too much DMT, the apparent viscosity of the reaction solution becomes too high and the hydrolysis reaction does not proceed easily, and the resulting TA contains a large amount of coarse particles having a particle diameter of 250 μm or more. Similarly, TA having a good particle size distribution cannot be obtained. The weight ratio of water to DMT is preferably controlled in the range of 2: 1 to 1: 2, and particularly preferably the weight ratio of water to DMT is controlled in the range of 4: 5 to 3: 2.
[0021]
Here, as a method of controlling the weight ratio of water and DMT at the time of hydrolysis, the temperature of the hydrolysis reaction, the weight ratio of water to DMT at the start of the hydrolysis reaction, methanol generated by the hydrolysis reaction (hereinafter, (This may be abbreviated as MeOH.) The amount of water vapor that is entrained when the product is taken out of the system can be controlled by operating the operating conditions in the hydrolysis reaction. For example, the MeOH generated during the hydrolysis is stripped. Or when controlling the weight ratio of the water which is entrained and distilled when removed by distillation and the DMT supplied to the reactor, the weight ratio may be 1: 1 to 1: 8.
[0022]
Moreover, it is preferable that the reaction temperature at the time of hydrolysis exists in the range of 180-350 degreeC. When it is within this range, the hydrolysis reaction proceeds rapidly and there is little energy loss. The reaction temperature for the hydrolysis reaction is more preferably in the range of 180 to 300 ° C, and particularly preferably in the range of 230 to 260 ° C. The reaction pressure at this time is preferably 2.8 to 4.6 MPa (gauge pressure).
[0023]
In the production method of the present invention, when the conversion rate of hydrolysis reaches 97% or more, it is necessary to set the reaction liquid to 190 to 240 ° C, preferably 190 to 230 ° C, and to convert the conversion rate to 99% or more. is there. When the reaction liquid in which the temperature difference before and after the flash operation in the flash operation described later becomes large is less than 190, the precipitated TA is excessively pulverized and a large amount of fine particles are generated. On the other hand, the reaction liquid temperature before the flash operation Is too high, and when it exceeds 240 ° C., a large amount of fine particles are generated after flushing because of the large amount of dissolved TA. In addition, in the state where the conversion rate is 97% or more, even if the reaction liquid temperature is within the above range, the conversion reaction proceeds by continuing to remove the generated MeOH. appear.
[0024]
In the production method of the present invention, the high-temperature / high-pressure reaction liquid after completion of the reaction, which is composed of a slurry composed of water in which TA is dissolved and precipitated TA particles, obtained by the above operation, is cooled by flashing. Here, it is preferable that the weight ratio of water and TA in the reaction solution immediately before the flash is in the range of 2: 1 to 1: 2. By setting it within such a range, it is possible to further reduce fine particles having a particle size of 45 μm or less and coarse particles having a particle size of 250 μm or more contained in TA particles generated by a flash operation described later.
[0025]
In addition, in the manufacturing method of this invention, DMT collect | recovered from the polyester waste can be used for a hydrolysis. Here, the polyester waste is a product mainly composed of polyester and / or waste mainly composed of polyester generated in the process of producing the product, and contains polyalkylene glycol. Specifically, recovered polyester fiber products, films, PET bottles and other recovered products, fiber waste at the time of production, film waste, resin waste and the like can be mentioned.
[0026]
In particular, when the DMT to be subjected to hydrolysis is recovered from a polyalkylene terephthalate contained in high-purity DMT or polyester waste by a depolymerization reaction with an alkylene glycol and a subsequent transesterification reaction with MeOH, Impurities such as 4-carboxybenzaldehyde (hereinafter sometimes abbreviated as 4-CBA) which is a typical impurity contained in TA obtained by para-xylene oxidation, which is a typical TA production method, This is preferable because a multistage recrystallization tank for removal is unnecessary.
[0027]
Next, the high-temperature and high-pressure reaction liquid after completion of the reaction composed of a slurry composed of water in which TA is dissolved and precipitated TA particles is cooled by flash. The reaction liquid in a pressurized state by this flush operation is depressurized to atmospheric pressure at a stretch, and the reaction liquid temperature rapidly decreases to about 100 to 105 ° C.
[0028]
By performing this flash operation, TA particles that had precipitated before the flash were somewhat destroyed by the impact due to the pressure difference during the flash, and the terephthalic acid dissolved before the flash was drastically reduced in solubility due to the flash. As a result, most of the particles are deposited as fine particles.
[0029]
The particle size after the TA particles deposited here are destroyed depends greatly on the particle size before flashing, but there is no problem as long as it is within the range of the hydrolysis reaction conditions of the present invention.
[0030]
The water / TA slurry cooled by the flash can be easily obtained as a wet TA cake by solid-liquid separation using a centrifuge or the like.
[0031]
In the TA cake thus obtained, TA particles having a particle size of 250 μm or more are 20% by weight or less, preferably 10% by weight or less, and TA particles having a particle size of 45 μm or less are 20% by weight or less of the whole. It is preferable that
[0032]
When the number of coarse particles having a particle diameter of 250 μm or more increases, when TA is used as a raw material for producing polyester, the reactivity thereof is low, so that there is a concern that unreacted terephthalic acid increases. On the other hand, if there are too many fine particles with a particle size of 45 μm or less, the apparent viscosity when TA cake is made into a slurry will increase, leading to a decrease in fluidity, which may cause problems such as blockage in the piping. Occurs.
[0033]
The total content of DMT and monomethyl terephthalate (hereinafter sometimes abbreviated as MMT) in the obtained TA cake is 1000 ppm or less.
[0034]
Moreover, it is preferable that the water | moisture content in TA cake accounts for 0.1 to 20 weight% on the basis of the cake total weight. It is difficult to operate at a water content of 0.1% by weight or less. On the other hand, if it exceeds 20% by weight, a large amount of energy is required when the drying process is performed later, and the drying process is performed. Even if it is supplied as a polyester raw material without much, a great amount of energy is required to remove moisture in the esterification step, which is not economical.
[0035]
The TA cake in the wet state obtained in the present invention may be dried or used as a raw material for obtaining a polyester by a direct polymerization method in a wet state without being dried. In particular, when the wet terephthalic acid cake is not subjected to a drying step, it is continuously made into a slurry with alkylene glycol in a wet state, and subsequently subjected to esterification reaction and polycondensation reaction, while maintaining the particle size distribution of the obtained TA cake. This is preferable because a slurry with alkylene glycol can be prepared. Here, the water accompanying the TA can be removed by evaporation in the esterification step, which is preferable because there is no problem and the drying step can be omitted.
[0036]
【Example】
Hereinafter, the content of the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, each value in an Example was calculated | required with the following method.
[0037]
(1) Particle size distribution:
The measurement was performed according to “Method for screening chemical products” described in JIS K 0069. The openings of the sieves were 45, 75, 106, 150, 180, 212, 250 μm. The wet TA cake was slurried with water, and the frequency for each particle size measured by the wet sieving method was expressed in wt%.
[0038]
(2) Average particle size:
The wet TA cake is made into a slurry with water, and an appropriate amount is screened by a wet method using a JET SIEVE apparatus using 42, 60, 80, 120, 200, 250, 300, and 400 mesh. The unpassed portion of each sieve is dried together with the sieve, the weight of each is measured, plotted on a normal probability paper, and the particle size of 50% of the unpassed portion is taken as the average particle size.
[0039]
(3) Weight concentration (ppm) of DMT and MMT:
The TA cake is dried and dehydrated, and then analyzed by high performance liquid chromatography (equipment: HPLC D-7000, Hitachi, Ltd., packed column: RP-18; 2), and the concentrations of DMT and MMT are determined. Asked.
[0040]
(4) Slurry viscosity:
It mixed by the ratio of 1.6 mol of ethylene glycol with respect to 1 mol of TA cake samples with a moisture content of 13%, and the viscosity (Pa * s) under the temperature of 50 degreeC was measured and calculated | required with the B-type viscometer.
[0041]
(5) Slurry stability:
The viscosity is measured by the same method as the slurry viscosity (A). Further, the viscosity of the slurry after standing for 5 minutes was measured (B) and the value obtained by the following formula was used as an index of slurry stability.
[0042]
[Expression 1]
Slurry stability = B / A x 100 (%)
[0043]
(6) Evaluation:
The obtained TA cake was evaluated according to the following criteria.
A: Coarse particles of 10% by weight or less, slurry viscosity of 5 Pa · s or more, and slurry stability of 50% or more.
○: Coarse particles of 20% by weight or less, slurry viscosity of less than 5 Pa · s, and slurry stability of 50% or more.
X: The coarse particle exceeds 20% by weight, the slurry viscosity is less than 5 Pa · s, and the slurry stability is less than 50%.
[0044]
[Example 1]
A batch reactor (autoclave) having a 3 liter titanium stirrer was charged with DMT and pure water at a weight ratio of 1: 1, sealed, and heated to a liquid temperature of 180 ° C. Agitation was started. Thereafter, the temperature was further raised, and after the liquid temperature reached 250 ° C., the distillation pipe valve provided on the upper lid of the reactor was slightly opened, and while maintaining the liquid temperature at 250 ° C., methanol by-produced by the reaction was distilled off together with water vapor. At the same time, about 4 kg of water, the same amount as the distilled water, was continuously fed into the reactor.
[0045]
After 1 hour has passed, the reactor liquid temperature is lowered to 230 ° C. and maintained for 30 minutes while continuing the methanol distillation operation, and then the reaction liquid is transferred from the internal liquid take-out pipe to the atmospheric pressure tank and flushed. It was cooled with. Note that, by controlling the operating conditions during the hydrolysis reaction, the weight ratio of water and TA in the state of the reaction solution immediately before the flash was 4: 5.
[0046]
The terephthalic acid slurry obtained by flash was subjected to solid-liquid separation to obtain a terephthalic acid cake. In the TA cake thus obtained, as shown in Table 1, coarse particles of 250 μm or more accounted for 9.8% by weight, and fine particles of 45 μm or less accounted for 17.0% by weight, and the slurry viscosity was 3 0.7 Pa · s.
[0047]
The TA cake had a DMT content of 25 ppm and an MMT content of 300 ppm. Other operating conditions were set as shown in Table 1.
[0048]
[Examples 2-6, Comparative Examples 1-4]
In Example 1, the same operation was performed except that the operating conditions were set as shown in Table 1. The results are shown in Table 1.
[0049]
[Table 1]
Figure 0004262995
[0050]
【The invention's effect】
According to the present invention, terephthalic acid suitable as a raw material for a direct polymerization method of polyester can be provided with simple facilities and methods.

Claims (17)

テレフタル酸ジメチルを、撹拌機を有する少なくとも1つの反応器を用いて温度230〜350℃、転化率99%以上で加水分解して得られる、テレフタル酸を溶解した水と析出したテレフタル酸粒子とからなるスラリーから構成される反応終了後の高温・高圧の反応液を、フラッシュにより冷却し、これにより得られたテレフタル酸粒子の水スラリーを固液分離して湿潤テレフタル酸ケークを得るにあたり、
該加水分解の転化率が97%以上となった時点で、反応液温度を230〜350℃から190〜240℃に温度を下げた後、転化率を99%以上とすることを特徴とする、ポリエステル原料に適したテレフタル酸ケークの製造方法。
From water in which terephthalic acid is dissolved and precipitated terephthalic acid particles obtained by hydrolyzing dimethyl terephthalate using at least one reactor having a stirrer at a temperature of 230 to 350 ° C. and a conversion rate of 99% or more When the high-temperature and high-pressure reaction liquid after the completion of the reaction composed of the slurry formed is cooled by flash, and the resulting water slurry of terephthalic acid particles is solid-liquid separated to obtain a wet terephthalic acid cake,
When the conversion rate of the hydrolysis is 97% or more, the reaction solution temperature is lowered from 230 to 350 ° C. to 190 to 240 ° C. , and then the conversion rate is set to 99% or more. A terephthalic acid cake manufacturing method suitable for polyester raw materials.
該加水分解反応時の水とテレフタル酸ジメチルとの重量比を3:1〜1:2の範囲に制御することを特徴とする、請求項1記載の製造方法。  The production method according to claim 1, wherein the weight ratio of water and dimethyl terephthalate during the hydrolysis reaction is controlled in the range of 3: 1 to 1: 2. 加水分解反応時の水とテレフタル酸ジメチルとの重量比の制御を、反応器より留出させる蒸気と反応器に供給するテレフタル酸ジメチルとの重量の比が1:1〜1:8となるように制御することによって行う、請求項2記載の製造方法。  Control of the weight ratio of water and dimethyl terephthalate during the hydrolysis reaction is such that the weight ratio of steam distilled from the reactor to dimethyl terephthalate supplied to the reactor is 1: 1 to 1: 8. The manufacturing method of Claim 2 performed by controlling to. フラッシュ直前の反応液中のテレフタル酸を溶解した水と析出したテレフタル酸との重量比を2:1〜1:2の範囲とする、請求項1記載の製造方法。  The production method according to claim 1, wherein the weight ratio of water in which terephthalic acid is dissolved in the reaction solution immediately before flashing to precipitated terephthalic acid is in the range of 2: 1 to 1: 2. 反応液のフラッシュ冷却を1段で実施する、請求項1記載のテレフタル酸の製造方法。  The method for producing terephthalic acid according to claim 1, wherein flash cooling of the reaction solution is performed in one stage. 撹拌機を有する反応器が、回分式反応器又は連続式反応器である、請求項1記載の製造方法。  The production method according to claim 1, wherein the reactor having a stirrer is a batch reactor or a continuous reactor. 加水分解を、撹拌機を有する反応器を二つ以上用いて行う、請求項1記載の製造方法。  The production method according to claim 1, wherein the hydrolysis is performed using two or more reactors having a stirrer. 撹拌機を有する反応器を直列に接続する、請求項記載の製造方法。The manufacturing method of Claim 7 which connects the reactor which has a stirrer in series. 加水分解に供するテレフタル酸ジメチルが、ポリエステル廃棄物から回収したテレフタル酸ジメチルである、請求項1記載の製造方法。  The production method according to claim 1, wherein the dimethyl terephthalate to be subjected to hydrolysis is dimethyl terephthalate recovered from polyester waste. ポリエステル廃棄物から回収したテレフタル酸ジメチルが、ポリエステル廃棄物中に含まれるポリアルキレンテレフタレートのアルキレングリコールによる解重合反応、及び引き続いたメタノールによるエステル交換反応によって回収されたものである、請求項記載の製造方法。Dimethyl terephthalate recovered from polyester waste, depolymerization reaction by alkylene glycol polyalkylene terephthalates contained in polyester waste, and subsequently were those recovered by transesterification with methanol, according to claim 9, wherein Production method. ポリエステル廃棄物が、市販されているポリエステルを主成分とする製品及び/又はこの製品を製造する工程で発生したポリエステルを主成分とする廃棄物である、請求項記載の製造方法。The production method according to claim 9 , wherein the polyester waste is a commercially available product mainly comprising polyester and / or waste mainly comprising polyester generated in the step of producing the product. 請求項1記載の方法によって得られた、テレフタル酸ケーク。  A terephthalic acid cake obtained by the method according to claim 1. 粒子径250μm以上のテレフタル酸粒子が、全体の20重量%以下で、かつ粒子径45μm以下のテレフタル酸粒子が全体の20重量%以下である、請求項12記載のテレフタル酸ケーク。The terephthalic acid cake according to claim 12 , wherein the terephthalic acid particles having a particle diameter of 250 µm or more are 20 wt% or less of the whole, and the terephthalic acid particles having a particle diameter of 45 µm or less are 20 wt% or less of the whole. テレフタル酸ジメチルとテレフタル酸モノメチルとの合計含有量が1000ppm以下である、請求項12記載のテレフタル酸ケーク。The terephthalic acid cake according to claim 12 , wherein the total content of dimethyl terephthalate and monomethyl terephthalate is 1000 ppm or less. ケーク中の水分が、ケークの全重量を基準として0.1〜20重量%を占める、請求項12記載のテレフタル酸ケーク。The terephthalic acid cake according to claim 12 , wherein the moisture in the cake accounts for 0.1 to 20% by weight, based on the total weight of the cake. 請求項1記載の方法によって得られたテレフタル酸ケークを乾燥工程に供することなく、湿潤状態のまま引き続きアルキレングリコールとのスラリーとし、引き続きエステル化反応、重縮合反応させる、ポリアルキレンテレフタレートの製造方法。  A method for producing a polyalkylene terephthalate, wherein the terephthalic acid cake obtained by the method according to claim 1 is continuously made into a slurry with alkylene glycol in a wet state without being subjected to a drying step, and subsequently subjected to esterification reaction and polycondensation reaction. 請求項1記載の方法によって得られたテレフタル酸ケークを乾燥工程に供したのち、アルキレングリコールとのスラリーとし、引き続きエステル化反応、重縮合反応させる、ポリアルキレンテレフタレートの製造方法。  A method for producing a polyalkylene terephthalate, comprising subjecting the terephthalic acid cake obtained by the method according to claim 1 to a drying step, followed by slurrying with an alkylene glycol, followed by esterification reaction and polycondensation reaction.
JP2003029251A 2003-02-06 2003-02-06 Method for producing terephthalic acid cake suitable for polyester raw material Expired - Fee Related JP4262995B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003029251A JP4262995B2 (en) 2003-02-06 2003-02-06 Method for producing terephthalic acid cake suitable for polyester raw material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003029251A JP4262995B2 (en) 2003-02-06 2003-02-06 Method for producing terephthalic acid cake suitable for polyester raw material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004238329A JP2004238329A (en) 2004-08-26
JP4262995B2 true JP4262995B2 (en) 2009-05-13

Family

ID=32956477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003029251A Expired - Fee Related JP4262995B2 (en) 2003-02-06 2003-02-06 Method for producing terephthalic acid cake suitable for polyester raw material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4262995B2 (en)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6906164B2 (en) 2000-12-07 2005-06-14 Eastman Chemical Company Polyester process using a pipe reactor
US7193109B2 (en) * 2003-03-06 2007-03-20 Eastman Chemical Company Process for production of a carboxylic acid/diol mixture suitable for use in polyester production
US7649109B2 (en) 2006-12-07 2010-01-19 Eastman Chemical Company Polyester production system employing recirculation of hot alcohol to esterification zone
US7943094B2 (en) 2006-12-07 2011-05-17 Grupo Petrotemex, S.A. De C.V. Polyester production system employing horizontally elongated esterification vessel
US7892498B2 (en) 2007-03-08 2011-02-22 Eastman Chemical Company Polyester production system employing an unagitated esterification reactor
US7863477B2 (en) * 2007-03-08 2011-01-04 Eastman Chemical Company Polyester production system employing hot paste to esterification zone
US7847053B2 (en) 2007-07-12 2010-12-07 Eastman Chemical Company Multi-level tubular reactor with oppositely extending segments
US7829653B2 (en) 2007-07-12 2010-11-09 Eastman Chemical Company Horizontal trayed reactor
US7868130B2 (en) 2007-07-12 2011-01-11 Eastman Chemical Company Multi-level tubular reactor with vertically spaced segments
US7858730B2 (en) 2007-07-12 2010-12-28 Eastman Chemical Company Multi-level tubular reactor with dual headers
US7872090B2 (en) 2007-07-12 2011-01-18 Eastman Chemical Company Reactor system with optimized heating and phase separation
US7842777B2 (en) 2007-07-12 2010-11-30 Eastman Chemical Company Sloped tubular reactor with divided flow
US7868129B2 (en) 2007-07-12 2011-01-11 Eastman Chemical Company Sloped tubular reactor with spaced sequential trays
US7872089B2 (en) 2007-07-12 2011-01-18 Eastman Chemical Company Multi-level tubular reactor with internal tray
US7834109B2 (en) 2007-12-07 2010-11-16 Eastman Chemical Company System for producing low impurity polyester

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004238329A (en) 2004-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4262995B2 (en) Method for producing terephthalic acid cake suitable for polyester raw material
JP3983977B2 (en) An improved method for converting contaminated polyethylene terephthalate to decontaminated polybutylene terephthalate.
JP2008088096A (en) Method for producing bis-(2-hydroxyethyl) terephthalate and method for producing polyethylene terephthalate
JP5355841B2 (en) Method for continuous purification of glycolic acid, method for producing glycolide and method for producing polyglycolic acid
EP1292558B1 (en) The method of chemical recycling of polyethylene terephthalate waste
WO2000047658A1 (en) Process for recycling polyesters
US4241220A (en) Process for producing terephthalic acid
AU660371B2 (en) Process for the preparation of monomeric terephthalic diesters and diols from polyesters
AU683897B2 (en) Production of dicarboxylic acids or esters thereof
KR20070012238A (en) Production method of highly pure pyromellitic dianhydride
JP4330918B2 (en) How to recycle polyester waste
KR20220118461A (en) Organic acid and heat treatment of purified 2,5-furandicarboxylic acid
EP0662466B1 (en) Continuous process for the recovery of terephthalic acid from waste or used products of polyalkylene terephthalate polymers
EP2842932A1 (en) Method for continuously producing high-content high-optical-purity lactate
US6162948A (en) Naphthalenedicarboxylic acid particles and process for the production thereof
JP3958948B2 (en) Production method of polyester raw material
JP5129753B2 (en) Method for producing terephthalic acid-alkylene glycol mixture
KR101778761B1 (en) Production method of poly(alkylene carbonate) particles
JP2006016548A (en) Method for producing polyester
JP2000053801A (en) Recovering process for aromatic dicarboxylic acid
JP2011207823A (en) Method for producing dimethyl terephthalate from polyester
JP2002060369A (en) Method for recycling polyester waste
JP3424755B2 (en) Method for post-treating residues containing dihydroxy compounds
KR20220118516A (en) Water and heat treatment of purified 2,5-furandicarboxylic acid
KR20160052437A (en) Production method of poly(alkylene carbonate) particles

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050802

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081015

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081021

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081211

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: 20090120

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090210

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120220

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120220

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120220

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120220

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130220

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees