JPH0328410B2 - - Google Patents

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JPH0328410B2
JPH0328410B2 JP57073208A JP7320882A JPH0328410B2 JP H0328410 B2 JPH0328410 B2 JP H0328410B2 JP 57073208 A JP57073208 A JP 57073208A JP 7320882 A JP7320882 A JP 7320882A JP H0328410 B2 JPH0328410 B2 JP H0328410B2
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JP
Japan
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reactor
terephthalic acid
temperature
paraxylene
reaction
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Application number
JP57073208A
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Japanese (ja)
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JPS58189135A (en
Inventor
Hiroshi Hashizume
Yoshiaki Izumisawa
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Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
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Publication date
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Publication of JPH0328410B2 publication Critical patent/JPH0328410B2/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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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】 本発明はテレフタル酸の製造方法に関するもの
であり、詳しくは、直接、グリコール成分と反応
させてポリエステルを製造することのできる高純
度テレフタル酸の製造法に関するものである。 テレフタル酸はポリエステルの原料として有用
であり、通常、パラキシレンを酢酸溶媒中、重金
属及び臭素を含有する触媒の存在下、分子状酸素
と反応させる所謂、SD法により製造されている。
しかしながら、通常、SD法により製造されるテ
レフタル酸中には1000〜3000ppmの4−カルボキ
シベンズアルデヒド(以下、4CBAと略称する)
が不純物として含有されているため、そのまま、
例えば、繊維用、フイルム用などのポリエステル
原料として使用することはできない。 そのため、従来、テレフタル酸をメタノールと
反応させてジメチルテレフタレートとし精製した
のち、グリコール成分と反応させるか、又は、テ
レフタル酸を高温、高圧下で水溶媒中に溶解し、
例えば、パラジウムなどの貴金属触媒と接触させ
て精製したのち、ポリエステル原料とする方法が
採られてきた。 しかしながら、これらの方法はいずれも、SD
法による粗テレフタル酸の製造プラントの他に、
精製用の別のプラントを必要とする問題があつ
た。そこで、近年、パラキシレンの酸化を行なう
に際し、特定の触媒、酸化条件、又は酸化方式を
採用することにより、1つのプラントで直接、高
純度テレフタル酸を製造できるようになつた。 本出願人は先に、1つのプラントで直接、
4CBA含有量が500ppm以下の高純度テレフタル
酸を工業的有利に製造するための方法として、パ
ラキシレンを酸化して得たテレフタル酸を含有す
る混合物を、引続き、酸化反応温度よりも低温で
追酸化したのち、235℃以上の高温で再追酸化す
る方法を提案した。(特開昭55−55138号)この方
法は1つのプラントで高純度テレフタル酸が得ら
れるのは勿論のこと、テレフタル酸の製造中に起
る酢酸溶媒の燃焼損失が少ないので、工業的に有
利な方法である。 しかしながら、上記方法では高温での再追酸化
処理を極端に高くすると、逆に着色成分が副生す
る心配があり、また、工業的にはエネルギーコス
トが高くなりすぎる欠点がある。したがつて、上
記方法を工業的に実施する場合には、通常の溶媒
使用量で240〜290℃程度の温度で再追酸化を行な
うのが望しいが、この条件下では、テレフタル酸
粒子は溶媒中に完全溶解することなく、その一部
例えば、10〜40%程度が溶解するのみである。こ
の条件下での再追酸化の反応はテレフタル酸粒子
の表層が溶解するとともに、該粒子に小さな亀裂
が入り、粒子内部の酸化中間体が溶媒中に抽出さ
れ、溶媒中に溶解した酸化中間体が追酸化を受け
るのである。そのため、高温の追酸化を効果的に
行なうためには、テレフタル酸粒子中の酸化中間
体の抽出をスムースに行なう必要がある。 本発明者等は上記実情に鑑み、上述の方法にお
ける高温の追酸化をより一層、効果的に行なう方
法を提供するため種々検討した結果、前工程の低
温の追酸化反応をある特定の反応器を用いて行な
うことにより、続く高温の追酸化処理が更に効果
的に行なわれることを見い出し本発明を完成し
た。 すなわち、本発明の要旨は、「パラキシレンを
酢酸溶媒中、重金属及び臭素を含有する触媒の存
在下、分子状酸素と反応させて連続的に高純度テ
レフタル酸を製造するに当り、槽型の第1反応
器にパラキシレンと分子状酸素とを供給し180〜
230℃の温度でパラキシレンの少なくとも95重量
%をテレフタル酸に酸化したのち、第1反応器
からの反応混合物を槽型の第2反応器にて第1反
応器の温度よりも0〜50℃低い温度でパラキシレ
ンを供給することなく、分子状酸素を供給し追酸
化し、更に、第2反応器からの反応混合物を第
3反応器にて235〜300℃の温度でパラキシレンを
供給することなく、分子状酸素を供給し再追酸化
し、次いで、この混合物を晶析し過すること
によりテレフタル酸を回収する方法において、第
2反応器として、外部循環ラインを有し、しか
も、該ラインの途中にテレフタル酸粒子を粉砕す
るための湿式粉砕機を有する反応器を用いること
を特徴とするテレフタル酸の製造法」に存する。 以下、本発明を詳細に説明する。 本発明で対象となるテレフタル酸の製造法とし
ては、パラキシレンを酢酸溶媒中、重金属を含有
する触媒の存在下、分子状酸素と反応させる方法
が挙げられる。 本発明では、先ず、通常、撹拌槽型の第1反応
器でパラキシレンの95重量%以上、好ましくは98
重量%以上をテレフタル酸に酸化するが、通常そ
の反応温度は180〜230℃、好ましくは190〜210℃
であり、圧力は数Kg/cm2〜100Kg/cm2、好ましく
は10〜30Kg/cm2である。反応温度があまり低いと
パラキシレンを十分に酸化することができず、逆
に、あまり多すぎると高純度のテレフタル酸が得
られないばかりか酢酸溶媒の燃焼損失が増大する
ので好ましくない。また、第1反応器での反応時
間はパラキシレンの95重量%以上がテレフタル酸
に酸化できる時間が必要であり、通常、30〜200
分、好ましくは40〜150分程度である。 本発明で使用する触媒は通常、コバルト−マン
ガン−臭素の三元素を含むものであり、例えば、
溶媒に対してコバルト金属として120〜600ppm、
好ましくは200〜400ppmのコバルト化合物、コバ
ルトに対してマンガン金属として0.5〜1.5倍のマ
ンガン化合物及び溶媒に対して臭素として500〜
2000ppm、好ましくは600〜1500ppmの臭素化合
物が使用される。これらの化合物の具体例として
は、酢酸コバルト、ナフテン酸コバルトなどのコ
バルト化合物、酢酸マンガン、ナフテン酸マンガ
ンなどのマンガン化合物及び臭化水素、臭化ナト
リウム、臭化コバルト、臭化マンガンなどの臭素
化合物が挙げられる。なお、臭化マンガン、臭化
コバルトを使用した場合には、二種の触媒成分を
兼ねることもできる。 第1反応器に供給するパラキシレンと溶媒との
割合は通常、パラキシレンに対して2〜6重量倍
であり、溶媒があまり少ない場合には、反応器内
の撹拌が良好に行なわれず、更に、後述する高温
の追酸化が良好に行なわれないので好ましくな
い。また、酢酸溶媒中には例えば、20重量%以下
の水を含有していてもよい。第1反応器の液相中
に供給する分子状酸素は通常空気でよく、パラキ
シレンに対し分子状酸素として3〜100モル倍の
割合で供給される。 上述の第1の酸化反応では反応器からの凝縮性
ガスを冷却して得た凝縮液の一部を反応器に還流
することなく系外に抜き出すことによつて、反応
器内の水分濃度を例えば、5〜15重量%と低濃度
に調節してもよい。 また、第1反応器内の反応母液中の4CBA濃度
を反応温度、圧力、時間及び触媒などを調節する
ことにより、例えば、2000ppm以下に保持するこ
とにより後述の処理が良好に行なわれるので好ま
しい。 次に、第1反応器で得られたテレフタル酸を含
有するスラリーを抜き出し、別の通常、撹拌槽型
の第2反応器に供給し、パラキシレンを供給する
ことなく、第1反応器の反応温度よりも0〜50
℃、好ましくは2〜30℃低い温度で第1の追酸化
処理が行なわれる。この温度があまり低い場合に
は、反応スラリー中に含有される酸化中間体を十
分に酸化することができず、一方、第1反応器の
反応温度よりも高温の場合には、製品テレフタル
酸の着色成分となる不純物が生成するので好まし
くない。また、この第1の追酸化処理の時間は通
常、20〜90分、好ましくは30〜60分である。 この追酸化で使用する分子状酸素は被酸化物が
少量であるので、その供給量は第1反応器の供給
量の1/10〜1/1000程度であり、通常、酸化排ガス
中の酸素濃度が1〜6容量%となる量が好まし
い。分子状酸素としては通常、空気又は不活性ガ
スで希釈した空気を用いればよい。 本発明では上述の第2反応器での反応を外部循
環ラインを有し、しかも、そのラインの途中にテ
レフタル酸粒子を粉砕するための湿式粉砕機を有
する反応器を用いて行なうことを必須の要件とす
るものである。追酸化反応では第1反応器で生成
したテレフタル酸の殆んどが粒子として析出して
いるため、追酸化を受けるのは溶媒中に溶解する
中間体であるが、本発明のように、テレフタル酸
粒子を粉砕処理しながら追酸化反応を行なうと、
粉砕によつて粒子中の中間体の一部が溶解される
とともに、全体的に粒径の小さい粒子が得られる
ため、続く高温の追酸化において、粒子中の中間
体が抽出され易くなるのである。 本発明におけるテレフタル酸粒子の粉砕処理は
第2反応器より排出されるテレフタル酸の平均粒
径が未処理の場合に較べて、通常、0.8倍以下、
好ましくは0.7〜0.2倍まで小さくなるように行な
われる。第2反応器での外部循環量はテレフタル
酸粒子の粉砕程度及び湿式粉砕機の能力により異
なるが、通常、反応器より排出される反応混合物
に対して、1〜10倍である。外部循環は通常、反
応混合物を反応器下方より抜き出し、循環ポンプ
により湿式粉砕機に送り、再び、反応器内に戻す
ことにより実施される。湿式粉砕機の種類は特に
限定されるものではないが、通常、せん断摩砕
型、切断せん断ミル型、コロイドミル型、ボール
ミル型、衝撃式粉砕機型などが使用される。 第2反応器からの混合物は次いで、昇圧したの
ち、加熱器を通すことにより235〜300℃、好まし
くは240〜290℃の温度に加熱される。混合物の昇
圧は通常、第2反応器からの混合物をポンプを通
して高圧部に圧入することにより行なわれる。昇
圧後の圧力は混合物を前記温度に加熱した際に、
十分に混合物が液相を保持できる圧力であり、通
常、工業的には30〜100Kg/cm2である。この圧力
を保持するためには、例えば、窒素ガスなどの不
活性ガスを用いて加圧する方法が採用される。ま
た、加熱処理により混合物中のテレフタル酸の結
晶の少なくとも一部が溶解されるが、加熱温度が
前記範囲より低い場合には、テレフタル酸を溶媒
中に良好に溶解することができず、逆に、あまり
高い場合には、経済的でないばかりか、着色不純
物が生成する恐れがある。加熱器としては、通
常、モノチユーブあるいはマルチチユーブのマル
チチユーブ型熱交換器が使用される。 上述のように昇温、昇圧後の混合物は通常、撹
拌槽型の第3反応器に供給し再追酸化を行なう。
反応器は通常、第1及び第2反応器と同様の撹拌
槽型で、上部に還流冷却器を有するものが挙げら
れる。第3反応器での反応温度は上述の加熱温度
と同様であり、また、滞留時間は5〜120分、好
ましくは10〜60分である。この追酸化で使用する
分子状酸素の量は通常、混合物中のテレフタル酸
に対して、0.003〜0.3モル倍、好ましくは0.01〜
0.1モル倍である。分子状酸素としては通常、空
気であり、酸化排ガス中の酸素濃度は実質的にゼ
ロである。 また、本発明では第2反応器からの混合物を昇
圧後から昇温途中の流路において、分子状酸素を
供給し加熱器中でも追酸化を行なうと、更に、効
率的な追酸化が実施できるので好ましい。この場
合の分子状酸素としては通常、空気であり、その
供給量は混合物中のテレフタル酸に対して、
0.003〜0.3モル倍、好ましくは0.01〜0.1倍であ
る。 再追酸化を終えた混合物は常法に従つて晶析さ
れる。晶析処理は通常、多段で行ない徐々に温
度、圧力を下げて行くのが好ましい。次に、例え
ば、遠心分離などの固液分離を行ない、テレフタ
ル酸の結晶を回収することができる。テレフタル
酸の結晶は必要に応じて、例えば、水又は酢酸な
どにて洗浄したのち乾燥処理され製品となる。一
方、反応母液は通常、蒸留塔に送られ生成水、触
媒、副生物を除去し酢酸を回収する。また、本発
明では反応母液中の副生物、特に、酸化反応を妨
害する不純物が極めて少ないので、反応母液の10
〜80重量%をそのまま第1反応器へリサイクルす
ることもできる。 以上、本発明によれば、4CBA含有量が
500ppm以下の高純度テレフタル酸を1つのプラ
ントにおいて製造する際、より高純度のテレフタ
ル酸が容易に製造できるので、工業的且つ経済的
に極めて有利なものである。 次に、本発明を実施例により更に詳細に説明す
るが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実
施例に限定されるものではない。 なお、実施例中、「部」とあるのは「重量部」
を表わす。 実施例 第1図のフローシートに示す反応装置を用いて
反応を行なつた。 還流冷却装置、撹拌装置、原料及び溶媒送入
口、空気導入口及び反応スラリー抜出口を備えた
耐圧チタン製の第1反応器1に、パイプ10より
パラキシレン1部/時、水5%を含む酢酸4.5
部/時と酢酸コバルト・4水和物0.0025部/時、
酢酸マンガン・4水和物0.0027部/時及び47%臭
化水素酸0.0039部/時よりなる混合物を供給し、
温度200℃、圧力18Kg/cm2G、滞留時間90分の条
件下、酸化ガスとして空気を用い、酸化反応の排
ガス中の酸素濃度が4容量%となるようにパイプ
11より供給し、パイプ15より還流液1.5部/
時を抜き出し反応器1中の水分濃度を約10重量%
にコントロールし、パラキシレンの液相酸化反応
を行なつた。 第1反応器1からの混合物はパイプ16を通り
第2反応器2に連続的に供給した。第2反応器2
は第1反応器と同様な装備の他、混合物の外部循
環ラインを有し、循環ラインに循環ポンプ3及び
せん断摩砕型湿式粉砕機4を備えている。第2反
応器2では温度185℃、圧力11Kg/cm2G、滞留時
間30分で、しかも、外部循環量を抜出し量の3倍
となるように反応混合物を循環させ、パイプ12
から酸化反応の排ガス中の酸素濃度が4容量%と
なるように空気を供給し追酸化を行なつた。 第2反応器2からの混合物はパイプ17を通
り、次いで、昇圧ポンプ5により圧力65Kg/cm2
に昇圧したのち、パイプ17の途中でパイプ13
から空気0.02部/時を加えたのち、モノチユーブ
型加熱器6に供給し、加熱器6中で再追酸化を行
なうとともに混合物の温度を275℃まで昇温した。 更に、加熱器6を出た混合物は次いで、第1反
応器1と同じ装備を持つ第3反応器7に供給し
た。第3反応器7では温度275℃、圧力65Kg/cm2
G、滞留時間30分の条件下で、空気0.05部/時を
パイプ14より供給し再追酸化を行なつた。 このように順次、追酸化を行なつたのち、混合
物を晶析器8にて冷却晶析し、次いで、遠心分離
機9で混合物を過してテレフタル酸の結晶を回
収した。 上述のようにして得たテレフタル酸につき、
4CBA含有量及び透過率(T340)を測定し、その
結果を第1表に示す。また、参考のため、パイプ
17のスラリー輸送管中のスラリーをサンプリン
グし、テレフタル酸粒子の平均粒径を湿式ふるい
法による重量累積分布の50%値(D50)により求
め、その値を第1表に示した。 比較例 実施例の方法において、第2反応器2として外
部循環ライン中の湿式粉砕機4を省略した装置を
用い、その他は実施例と全く同様の方法でテスト
を行ない、第1表に示す結果を得た。 【表】
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing terephthalic acid, and more particularly, to a method for producing high-purity terephthalic acid that can produce polyester by directly reacting with a glycol component. Terephthalic acid is useful as a raw material for polyester, and is usually produced by the so-called SD method in which paraxylene is reacted with molecular oxygen in an acetic acid solvent in the presence of a catalyst containing heavy metals and bromine.
However, terephthalic acid produced by the SD method usually contains 1000 to 3000 ppm of 4-carboxybenzaldehyde (hereinafter abbreviated as 4CBA).
is contained as an impurity, so
For example, it cannot be used as a polyester raw material for fibers, films, etc. Therefore, conventionally, terephthalic acid is reacted with methanol to purify dimethyl terephthalate and then reacted with a glycol component, or terephthalic acid is dissolved in an aqueous solvent under high temperature and pressure.
For example, a method has been adopted in which the material is purified by contacting with a noble metal catalyst such as palladium, and then used as a raw material for polyester. However, all of these methods
In addition to the crude terephthalic acid production plant by
There was a problem that required a separate plant for purification. Therefore, in recent years, it has become possible to directly produce high-purity terephthalic acid in one plant by employing specific catalysts, oxidation conditions, or oxidation methods when oxidizing paraxylene. The applicant previously proposed that directly in one plant,
As an industrially advantageous method for producing high-purity terephthalic acid with a 4CBA content of 500 ppm or less, a mixture containing terephthalic acid obtained by oxidizing paraxylene is subsequently additionally oxidized at a temperature lower than the oxidation reaction temperature. After that, we proposed a method of re-oxidizing at a high temperature of 235℃ or higher. (Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-55138) This method is industrially advantageous because not only can high-purity terephthalic acid be obtained in one plant, but the combustion loss of the acetic acid solvent that occurs during the production of terephthalic acid is small. This is a great method. However, in the above method, if the re-oxidation treatment at high temperature is extremely high, there is a risk that coloring components will be produced as by-products, and the energy cost will be too high for industrial use. Therefore, when carrying out the above method industrially, it is desirable to carry out the re-oxidation at a temperature of about 240 to 290°C using the usual amount of solvent, but under these conditions, the terephthalic acid particles It is not completely dissolved in the solvent, but only a portion of it, for example, about 10 to 40%, is dissolved. Under these conditions, the re-oxidation reaction causes the surface layer of the terephthalic acid particles to dissolve, small cracks appear in the particles, oxidation intermediates inside the particles are extracted into the solvent, and oxidation intermediates dissolved in the solvent undergoes additional oxidation. Therefore, in order to effectively perform high-temperature additional oxidation, it is necessary to smoothly extract the oxidized intermediate from the terephthalic acid particles. In view of the above-mentioned circumstances, the present inventors conducted various studies to provide a method for performing the high-temperature additional oxidation in the above-mentioned method more effectively. It was discovered that the subsequent high-temperature additional oxidation treatment can be carried out more effectively by carrying out the oxidation treatment using the above method, and the present invention has been completed. In other words, the gist of the present invention is to use a tank-type method for continuously producing high-purity terephthalic acid by reacting paraxylene with molecular oxygen in an acetic acid solvent in the presence of a catalyst containing heavy metals and bromine. Paraxylene and molecular oxygen are supplied to the first reactor, and 180~
After oxidizing at least 95% by weight of paraxylene to terephthalic acid at a temperature of 230°C, the reaction mixture from the first reactor is transferred to a tank-type second reactor at a temperature of 0 to 50°C above the temperature of the first reactor. Additional oxidation is performed by supplying molecular oxygen without supplying paraxylene at a low temperature, and the reaction mixture from the second reactor is further supplied with paraxylene at a temperature of 235 to 300°C in a third reactor. In a method for recovering terephthalic acid by supplying molecular oxygen and re-oxidizing the mixture, and then crystallizing and filtering the mixture, the second reactor has an external circulation line, and A method for producing terephthalic acid characterized by using a reactor having a wet pulverizer for pulverizing terephthalic acid particles in the middle of the line. The present invention will be explained in detail below. Examples of the method for producing terephthalic acid, which is the object of the present invention, include a method in which paraxylene is reacted with molecular oxygen in an acetic acid solvent in the presence of a catalyst containing a heavy metal. In the present invention, first, the first reactor, which is usually a stirred tank type, contains 95% by weight or more of paraxylene, preferably 98% by weight or more.
More than % by weight is oxidized to terephthalic acid, and the reaction temperature is usually 180-230℃, preferably 190-210℃
The pressure is several kg/cm 2 to 100 kg/cm 2 , preferably 10 to 30 kg/cm 2 . If the reaction temperature is too low, paraxylene cannot be sufficiently oxidized, and conversely, if the reaction temperature is too high, not only will high purity terephthalic acid not be obtained, but also the combustion loss of the acetic acid solvent will increase, which is not preferable. In addition, the reaction time in the first reactor is required to allow at least 95% by weight of paraxylene to be oxidized to terephthalic acid.
minutes, preferably about 40 to 150 minutes. The catalyst used in the present invention usually contains three elements: cobalt, manganese, and bromine, for example,
120-600ppm as cobalt metal relative to solvent,
Preferably 200 to 400 ppm of cobalt compound, 0.5 to 1.5 times of manganese compound as manganese metal to cobalt, and 500 to 500 ppm of bromine to solvent.
2000 ppm, preferably 600 to 1500 ppm of bromine compounds are used. Specific examples of these compounds include cobalt compounds such as cobalt acetate and cobalt naphthenate, manganese compounds such as manganese acetate and manganese naphthenate, and bromine compounds such as hydrogen bromide, sodium bromide, cobalt bromide, and manganese bromide. can be mentioned. Note that when manganese bromide and cobalt bromide are used, they can also serve as two types of catalyst components. The ratio of paraxylene and solvent supplied to the first reactor is usually 2 to 6 times the weight of paraxylene, and if the solvent is too small, stirring in the reactor will not be carried out well, and This is not preferable because the high-temperature additional oxidation described later cannot be carried out well. Further, the acetic acid solvent may contain, for example, 20% by weight or less of water. The molecular oxygen supplied to the liquid phase of the first reactor may normally be air, and is supplied at a ratio of 3 to 100 times the mole of molecular oxygen to para-xylene. In the first oxidation reaction described above, the water concentration in the reactor is reduced by cooling the condensable gas from the reactor and extracting a part of the condensate from the system without refluxing it into the reactor. For example, the concentration may be adjusted to as low as 5 to 15% by weight. Further, it is preferable to maintain the 4CBA concentration in the reaction mother liquor in the first reactor at 2000 ppm or less by adjusting the reaction temperature, pressure, time, catalyst, etc., since the treatment described below can be performed satisfactorily. The slurry containing terephthalic acid obtained in the first reactor is then withdrawn and fed to a separate second reactor, usually of the stirred tank type, and the slurry in the first reactor is 0-50 than temperature
The first additional oxidation treatment is carried out at a lower temperature, preferably 2-30°C. If this temperature is too low, the oxidized intermediate contained in the reaction slurry cannot be sufficiently oxidized, while if it is higher than the reaction temperature of the first reactor, the product terephthalic acid This is not preferable because impurities that become coloring components are generated. Further, the time for this first additional oxidation treatment is usually 20 to 90 minutes, preferably 30 to 60 minutes. Since the molecular oxygen used in this additional oxidation has a small amount of oxidized material, the amount supplied is about 1/10 to 1/1000 of the amount supplied to the first reactor, and the oxygen concentration in the oxidation exhaust gas is usually is preferably 1 to 6% by volume. Generally, air or air diluted with an inert gas may be used as molecular oxygen. In the present invention, it is essential to carry out the reaction in the second reactor described above using a reactor having an external circulation line and a wet crusher for crushing the terephthalic acid particles in the middle of the line. This is a requirement. In the additional oxidation reaction, most of the terephthalic acid produced in the first reactor is precipitated as particles, so it is the intermediate dissolved in the solvent that undergoes additional oxidation. When the additional oxidation reaction is carried out while crushing the acid particles,
Grinding dissolves some of the intermediates in the particles and produces particles with an overall smaller diameter, which makes it easier for the intermediates in the particles to be extracted during the subsequent high-temperature additional oxidation. . In the pulverization treatment of terephthalic acid particles in the present invention, the average particle size of the terephthalic acid discharged from the second reactor is usually 0.8 times or less than that of the untreated case.
Preferably, the size is reduced to 0.7 to 0.2 times. The amount of external circulation in the second reactor varies depending on the degree of pulverization of the terephthalic acid particles and the capacity of the wet pulverizer, but is usually 1 to 10 times the amount of the reaction mixture discharged from the reactor. External circulation is usually carried out by withdrawing the reaction mixture from the bottom of the reactor, sending it to a wet mill using a circulation pump, and returning it to the reactor. The type of wet pulverizer is not particularly limited, but typically a shear grinder type, cutting shear mill type, colloid mill type, ball mill type, impact type pulverizer type, etc. are used. The mixture from the second reactor is then heated to a temperature of 235-300°C, preferably 240-290°C, by passing through a heater after increasing the pressure. Pressurization of the mixture is usually carried out by forcing the mixture from the second reactor into the high pressure section through a pump. The pressure after increasing the pressure is when the mixture is heated to the above temperature,
The pressure is such that the mixture can sufficiently maintain a liquid phase, and is usually 30 to 100 kg/cm 2 in industrial terms. In order to maintain this pressure, for example, a method of pressurizing using an inert gas such as nitrogen gas is adopted. In addition, at least a portion of the terephthalic acid crystals in the mixture are dissolved by the heat treatment, but if the heating temperature is lower than the above range, the terephthalic acid cannot be well dissolved in the solvent, and vice versa. , if it is too high, it is not only uneconomical, but also there is a risk that colored impurities will be produced. As the heater, a monotube or multitube heat exchanger is usually used. As mentioned above, the mixture after increasing the temperature and pressure is usually supplied to a stirred tank type third reactor to perform reoxidation.
The reactor is usually a stirred tank type similar to the first and second reactors, and includes a reflux condenser at the top. The reaction temperature in the third reactor is the same as the heating temperature described above, and the residence time is 5 to 120 minutes, preferably 10 to 60 minutes. The amount of molecular oxygen used in this additional oxidation is usually 0.003 to 0.3 mole times, preferably 0.01 to 0.3 times the amount of terephthalic acid in the mixture.
It is 0.1 mole times. Molecular oxygen is usually air, and the oxygen concentration in the oxidation exhaust gas is substantially zero. Furthermore, in the present invention, additional oxidation can be carried out even more efficiently by supplying molecular oxygen to the mixture from the second reactor in the flow path during the temperature rise after increasing the pressure, and performing additional oxidation also in the heater. preferable. In this case, the molecular oxygen is usually air, and the amount of supplied air is equal to the amount of terephthalic acid in the mixture.
The amount is 0.003 to 0.3 times by mole, preferably 0.01 to 0.1 times. The mixture that has been reoxidized is crystallized in a conventional manner. It is usually preferable to carry out the crystallization treatment in multiple stages and gradually lower the temperature and pressure. Next, for example, solid-liquid separation such as centrifugation can be performed to recover crystals of terephthalic acid. If necessary, the terephthalic acid crystals are washed with water or acetic acid, and then dried to become a product. On the other hand, the reaction mother liquor is usually sent to a distillation column to remove produced water, catalyst, and byproducts, and recover acetic acid. In addition, in the present invention, there are very few by-products in the reaction mother liquor, especially impurities that interfere with the oxidation reaction, so 10% of the reaction mother liquor is
~80% by weight can also be recycled directly to the first reactor. As described above, according to the present invention, the 4CBA content is
When producing high-purity terephthalic acid of 500 ppm or less in one plant, it is extremely advantageous industrially and economically because higher-purity terephthalic acid can be easily produced. Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples unless the gist thereof is exceeded. In addition, in the examples, "part" means "part by weight"
represents. Example A reaction was carried out using the reaction apparatus shown in the flow sheet of FIG. A first reactor 1 made of pressure-resistant titanium and equipped with a reflux cooling device, a stirring device, a raw material and solvent inlet, an air inlet, and a reaction slurry outlet is supplied with 1 part/hour of paraxylene and 5% water from a pipe 10. Acetic acid 4.5
parts/hour and cobalt acetate tetrahydrate 0.0025 parts/hour,
supplying a mixture consisting of 0.0027 parts/hour of manganese acetate tetrahydrate and 0.0039 parts/hour of 47% hydrobromic acid;
At a temperature of 200°C, a pressure of 18 kg/cm 2 G, and a residence time of 90 minutes, air was used as the oxidizing gas and was supplied from pipe 11 so that the oxygen concentration in the exhaust gas of the oxidation reaction was 4% by volume. 1.5 parts of reflux solution/
Remove the water and reduce the water concentration in reactor 1 to approximately 10% by weight.
The liquid phase oxidation reaction of para-xylene was carried out under the control of The mixture from the first reactor 1 was continuously fed to the second reactor 2 through a pipe 16. Second reactor 2
In addition to the same equipment as the first reactor, the reactor has an external circulation line for the mixture, and the circulation line is equipped with a circulation pump 3 and a shear grinding type wet crusher 4. In the second reactor 2, the reaction mixture was circulated at a temperature of 185° C., a pressure of 11 Kg/cm 2 G, a residence time of 30 minutes, and the amount of external circulation was three times the amount of extraction.
Additional oxidation was performed by supplying air so that the oxygen concentration in the exhaust gas from the oxidation reaction was 4% by volume. The mixture from the second reactor 2 passes through a pipe 17 and is then brought to a pressure of 65 Kg/cm 2 G by a booster pump 5.
After increasing the pressure to pipe 13 in the middle of pipe 17
After adding 0.02 part/hour of air, the mixture was supplied to a monotube type heater 6, and additional oxidation was carried out in the heater 6, and the temperature of the mixture was raised to 275°C. Furthermore, the mixture leaving the heater 6 was then fed to a third reactor 7 with the same equipment as the first reactor 1. In the third reactor 7, the temperature is 275℃ and the pressure is 65Kg/cm 2
G. Under conditions of residence time of 30 minutes, 0.05 part/hour of air was supplied from pipe 14 to carry out re-oxidation. After performing additional oxidation in this manner, the mixture was cooled and crystallized in a crystallizer 8, and then passed through a centrifuge 9 to recover crystals of terephthalic acid. For the terephthalic acid obtained as described above,
The 4CBA content and transmittance (T 340 ) were measured and the results are shown in Table 1. For reference, the slurry in the slurry transport pipe of pipe 17 was sampled, and the average particle size of the terephthalic acid particles was determined by the 50% value (D 50 ) of the weight cumulative distribution by the wet sieving method. Shown in the table. Comparative Example A test was carried out in the same manner as in the example except that the second reactor 2 was a device in which the wet grinder 4 in the external circulation line was omitted, and the results are shown in Table 1. I got it. 【table】

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例で使用した反応装置を
示すフローシートであり、1は第1反応器、2は
第2反応器、3は循環ポンプ、4は湿式粉砕機、
7は第3反応器、8は晶析器を示す。
FIG. 1 is a flow sheet showing the reaction equipment used in the examples of the present invention, 1 is a first reactor, 2 is a second reactor, 3 is a circulation pump, 4 is a wet crusher,
7 is a third reactor, and 8 is a crystallizer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 パラキシレンを酢酸溶媒中、重金属及び臭素
を含有する触媒の存在下、分子状酸素と反応させ
て連続的に高純度テレフタル酸を製造するに当
り、槽型の第1反応器にパラキシレンと分子状
酸素とを供給し180〜230℃の温度でパラキシレン
の少なくとも95重量%をテレフタル酸に酸化した
のち、第1反応器からの反応混合物を槽型の第
2反応器にて第1反応器の温度よりも0〜50℃低
い温度でパラキシレンを供給することなく、分子
状酸素を供給し追酸化し、更に、第2反応器か
らの反応混合物を第3反応器にて235〜300℃の温
度でパラキシレンを供給することなく、分子状酸
素を供給し再追酸化し、次いで、この混合物を
晶析し過することによりテレフタル酸を回収す
る方法において、第2反応器として、外部循環ラ
インを有し、しかも、該ラインの途中にテレフタ
ル酸粒子を粉砕するための湿式粉砕機を有する反
応器を用いることを特徴とするテレフタル酸の製
造法。
1. In order to continuously produce high-purity terephthalic acid by reacting paraxylene with molecular oxygen in an acetic acid solvent in the presence of a catalyst containing heavy metals and bromine, paraxylene and paraxylene are placed in a tank-type first reactor. After supplying molecular oxygen to oxidize at least 95% by weight of paraxylene to terephthalic acid at a temperature of 180 to 230°C, the reaction mixture from the first reactor is subjected to the first reaction in a tank-type second reactor. Additional oxidation is performed by supplying molecular oxygen without supplying paraxylene at a temperature 0 to 50 °C lower than the temperature of the reactor, and the reaction mixture from the second reactor is heated to 235 to 300 °C in the third reactor. In a method for recovering terephthalic acid by supplying molecular oxygen and re-oxidizing without supplying paraxylene at a temperature of A method for producing terephthalic acid, which comprises using a reactor having a circulation line and a wet pulverizer for pulverizing terephthalic acid particles in the middle of the line.
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