JPH08506049A - 濾過方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 リカーを固体から分離するためにスラリーを濾過および洗浄法により処理する。この濾過および洗浄法は、不活性ガス雰囲気を収容したハウジング（１０１）内で実施され、このガスもフィルターケークを貫通し、かつそれから汚染物質を除去するために処理したのち、再循環しうる。ハウジング（１０１）内で再循環ガスが汚染物質蒸気を同伴した結果としてフィルターケークが再汚染されるのを阻止するために、ガスは可動性濾過材（１００）上のフィルターケークの移動方向に対して下流の位置（１５２ａ，１６６）において、かつ汚染物質濃度勾配を生じる様式でハウジング（１０１）内へ導入され、これにより最も清浄なケークが最低の汚染物質水準を有するガスと接触する。

Description

【発明の詳細な説明】 濾過方法 本発明は、それからリカーを排除すべき固体材料上にガス雰囲気を保持する濾 過方法に関するものである。 たとえばガス雰囲気は、濾過が行われるシステムから少なくとも一部は酸素を 排斥するために必要であり、この場合、ガス雰囲気は一般に窒素または他の不活 性ガスからなるであろう。“ガス”には、室温および自然圧力では気相以外の相 であるが、濾過処理が行われる条件下では蒸気相で存在する媒質、たとえば水蒸 気も包含される。 本発明は、たとえばテレフタル酸の製造において、テレフタル酸結晶を結晶が その中にスラリー化されているリカーから分離することを伴う段階に特に利用さ れる。 テレフタル酸の製造においてはテレフタル酸結晶を含有するスラリー流がその プロセスの１または２以上の工程で得られ、結晶がその中にスラリー化されてい るリカーの性質が異なる可能性がある。たとえばカルボン酸、たとえば酢酸、お よび適切な触媒系（一般にコバルト、マンガンおよび臭素化合物）の存在下でパ ラキシレンの液相酸化により粗製テレフタル酸が最初に生成する場合、この粗製 テレフタル酸は、テレフタル酸前駆物質、たとえば４−カルボキシベンズアルデ ヒド（４−ＣＢＡ）およびパラトルイル酸を含めた溶存不純物を伴う酢酸および 水からなるリカー中におけるテレフタル酸結晶のスラリーとして反応器から取り 出される。次いで粗製テレフタル酸をその水溶液の水素添加によって精製する場 合（恐らく４−ＣＢＡをテレフタル酸に変換するために水溶液中で粗製テレフタ ル酸を酸化する追加段階ののち）、水性リカー中における精製テレフタル酸のス ラリーが得られ、その際水性スラリーはパラトルイル酸などの不純物を溶存含有 する可能性がある。両方の場合とも、粗製または精製テレフタル酸から対応する リカーを極めて効果的な方法で除去しなければならない。 この後者に関して適切な方法は、本発明者らの先の出願である欧州特許出願公 開Ａ−５０２６２８号および出願中の国際特許出願ＰＣＴ／ＧＢ ９３／０１０ １９号明細書に開示された濾過および洗浄組み合わせシステムにより提供される 。 これらの記載全体を本明細書に参考として引用する。これらの先の明細書に開示 される系において、テレフタル酸を含む湿潤フィルターケーク（粗製または精製 後）からのリカーの排除は、洗浄帯域を通ってベルトフィルター上のフィルター ケークを移動させ、ここで水性洗浄液をベルトの走行路に沿った種々の地点で多 数の段階において付与することにより行われる。洗浄液はフィルターケークから リカーを排除し、リカーは洗浄液と共に、ベルトを形成する濾過材を貫通する。 実際には、たとえば存在する酸素を排斥し、もしくはその水準を制御するため に、および／またはフィルターケークの乾燥を補助するために、フィルターケー ク上に不活性ガスの雰囲気を確立する必要がある。不活性ガスは洗浄帯域で、お よび／または洗浄帯域の下流の１または２以上の帯域で濾過材を貫通するであろ う。ガス雰囲気を維持するためには、追加のガスを導入しなけばならない。不活 性ガスはたとえば窒素であってもよいが、本方法の精製工程で用いられるフィル ター／洗浄システムの場合は不活性ガスは本発明者らの出願中の国際特許出願Ｐ ＣＴ／ＧＢ ９３／０１０３３号明細書に記載する理由で水蒸気を含むことが有 利であろう（これらの記載全体を本明細書に参考として引用する）。 本発明は改良された形態の濾過および洗浄のための方法およびシステムを提供 することを目的とする。 本発明の１観点によれば、固体材料からリカーを排除するための、下記を含む 方法が提供される： 固体材料を可動性濾過材上で層となし； 濾過材により洗浄帯域を通って前記層を移送し、そこで層をその移動路に沿っ て洗浄媒質と接触させ、該洗浄媒質は層からリカーを排除する作用をし、そして 濾過材を貫通し； この層の上方にガス雰囲気を確立し、ここからガスが層を貫通し；そして層を 貫通するガスのリカー含量が層の移動方向に対して向流方向に増大するようにガ ス雰囲気内に濃度勾配を形成させるために、ガス雰囲気にガスを供給する。 濃度勾配は、層の移動方向の長さ方向に実質上連続的であるか、または段階的 に変化してもよい。 濃度勾配は固体材料層の移動方向と向流関係でガスの流れを生じさせることに より形成することができ、これにより前記帯域内および前記帯域の上流で固体材 料層から蒸発するリカーが前記帯域の下流を通過するのが実質的に阻止される。 あるいは濃度勾配は、ガス雰囲気が確立される領域を層の移動方向の長さ方向 に多数の帯域に分割し、これによりリカーによるガスの汚染水準が帯域毎に異な るようにすることによって形成しうる。たとえば層の移動路の下流末端に隣接す る１帯域に導入されるガスを、上流の１または２以上の帯域に導入されるガスよ り十分に清浄化処理することができる。ガス雰囲気の領域を実質的に隔離された 帯域に分割するのは、それぞれが層の移動路の対応するセクションと重ねた関係 で配置された適切な分割装置、たとえばフード集成装置（ｈｏｏｄ ａｒｒａｎ ｇｅｍｅｎｔ）により行うことができ、そこにその層のガスより実質的に低い汚 染水準のガスを供給する。 ガス雰囲気に供給されるガスは、好ましくは少なくとも一部（通常は少なくと も主部分）がリカーによる汚染水準を低下させるための処理後に濾過材の濾液側 から再循環されたガスである。再循環ガスには必要に応じて清浄な補充ガスを供 給することができる。ただし本発明者らはガス雰囲気に再循環ガスではなく新鮮 なガスを供給する可能性を除外しない。その際、濾過材の濾液側からガスを回収 した場合、特に用いられたガスが水蒸気である場合には、それをプロセスの他の いずれかで使用しうる。 本発明の第２観点によれば、固体材料からリカーを排除するための、下記を含 む方法が提供される： 固体材料を可動性濾過材上で層となし； 濾過材により洗浄帯域を通って層を移送し、そこでこの層の上方領域にガス雰 囲気を保持しながら層をその移動路に沿って洗浄媒質と接触させ、該洗浄媒質は 層からリカーを排除する作用をし、そしてリカーおよび該雰囲気からのガスと共 に濾過材を貫通し； ガスを回収し、リカーによるそれの汚染を除くか、または少なくとも減少させ るために処理し；そして 処理されたガスを、洗浄帯域の下流または下流セクション内の位置で層を貫通 するガスが洗浄帯域の上流または上流セクション内の位置で層を貫通するガスよ りリカーによる汚染が少ない位置において、ガス雰囲気内へ再導入する。 洗浄帯域は濾過材の移動路に沿って連続的に配置された一連の洗浄段階を含み 、洗浄媒質は濾過材の移動方向と向流関係でこれらの洗浄段階に導通されること が好都合である。 本発明の１形態においては、回収されたガスは２つの流れに分離され、それら は一方の流れが他方より低い汚染物質水準をもつように異なる程度に処理され、 そしてこれら２つの流れがガス雰囲気に異なる位置で再導入され、この一方の流 れは他方の流れが再導入される位置の下流の位置で再導入される。回収されたガ スは、蒸気相の汚染物質が凝縮し、これによりガスから分離されるように、２つ の流れに分離される前に冷却することができる。 本発明の他の観点によれば、固体材料およびリカーを含むスラリーを処理する ための、下記を含むシステムが提供される： 固体材料を濾過してそれの層を可動性濾過材上に形成するための装置； 洗浄帯域； 洗浄帯域を通って前記の層を移送するように濾過材を駆動するための装置； 洗浄帯域を横切る際に前記の層に洗浄媒質を付与するための装置：該洗浄媒質 は層からリカーを排除する作用をし、そして濾過材を貫通する；ならびに 洗浄帯域および／またはその下流の帯域にガス雰囲気を確立するための装置： そこからガスが前記の層および濾過材を貫通し、この雰囲気確立のための装置は 、前記の層および濾過材を貫通するガスのリカーによる汚染度が濾過材の移動方 向に低下する濃度勾配を形成するように配置される。 本発明の他の観点によれば、固体材料およびリカーを含むスラリーを処理する ための、下記を含むシステムが提供される： 固体材料を濾過してそれの層を可動性濾過材上に形成するための装置； 洗浄帯域； 洗浄帯域を通って前記の層を移送するように濾過材を駆動するための装置； 加圧ガスを洗浄帯域に供給して、濾過材上の前記の層が形成される側に加圧ガ ス雰囲気を確立するための装置；ならびに 洗浄帯域を横切る際に前記の層に洗浄媒質を付与するための装置；該洗浄媒質 は層からリカーを排除する作用をし、そしてリカーおよび該雰囲気からのガスと 共に濾過材を貫通する； 加圧ガスを洗浄帯域に供給する装置は固体材料層の移動方向と向流関係にある ガス流を形成するように配置され、これにより該帯域内および該帯域の上流で固 体材料から蒸発するリカーが該帯域の下流を通過するのが実質的に阻止される。 テレフタル酸製造に関しては、この濾過および洗浄は、テレフタル酸製造のた めの酸化反応に際して、または粗製テレフタル酸を精製するための水素添加反応 に際して用いられた溶剤を含む母液からテレフタル酸結晶を分離するために適用 しうる。前者の場合、溶剤は通常は脂肪族カルボン酸、たとえば酢酸であり、後 者の場合、溶剤は通常は水である。両方の場合とも加圧ガスは窒素からなるもの でよいが、後者の場合それは水蒸気であることが有利である。本発明者らの出願 中の国際特許出願ＰＣＴ／ＧＢ ９３／０１０１９号明細書に開示されるように 、フィルターケークの冷却を軽減し、または実質的に省く様式で濾過プロセスを 実施しうるからである。 濾過材は金網、またはプラスチック材料、たとえばポリエステル、ポリプロピ レン、ポリエーテルエーテルケトンなどからなる布帛であることが適切であり、 その場合、布帛はポリマー繊維のフィラメントから個々の濾過用途に適した織機 （ｗｅａｖｅ）を用いて織成することができる。ポリエーテルエーテルケトンか ら織成された濾過材は、テレフタル酸の製造および精製に際して、特にテレフタ ル酸を酢酸含有母液から分離するために粗製テレフタル酸を濾過する際に適して いる。濾過材は、連続したループとして構成する（パネビス（Ｐａｎｎｅｖｉｓ ）型のベルトフィルターの場合のように）か、または一連の別個のセクションか らなるものであってもよい（回転式真空フィルターまたは回転式加圧ドラムフィ ルターの場合のように）。それぞれの場合、濾過材は洗浄帯域を通って固体材料 を移動させるために連続的または断続的に運動しうる。この型の回転式真空フィ ルターまたは回転式加圧ドラムフィルターは文献に記載されており、たとえばテ キスト“Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｉｑｕｉｄｓ ”，パーチェス（Ｄ Ｂ Ｐｕｒｃｈａｓ）著（１９６７年版，Ｃｈｅｍｉｃａ ｌ＆Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｅｒｉｅｓ，レオナルド・ヒ ルズにより出版）の２５２−２５４頁を参照されたい。 フィルターシステムが加圧ドラムフィルターからなる場合、それは一般に、洗 浄液がドラムのハウジングに加圧下に供給され、洗浄されたフィルターケークは 次いで、ドラムが回転してフィルターケークを洗浄帯域から排出地点まで前進さ せるのに伴って、フィルターケークにガスを貫通させることにより乾燥される型 のものであろう。個のような方式においては、フィルターケークを乾燥させるた めのガスは、フィルターケークの上方に本明細書に記載する様式の濃度勾配をも つガス雰囲気を確立するように供給され、すなわちドラムからのフィルターケー クの排出地点付近の位置でフィルターケークを貫通するガスは、ドラムの洗浄帯 域（１または２以上）の方向における上流位置でフィルターケークを貫通するも のより汚染度が低い。ガス濃度水準の変化は漸増性であるか、または別個であっ てもよい（たとえば前記のようにガス乾燥領域を帯域に区分し、汚染度の異なる ガスをこれらの帯域に導入することによる）。 洗浄帯域が連続した段階からなり、各段階（最後を除いて）において進入する 洗浄媒質は、固体材料層の移動方向に対して向流関係で固体および濾過材を貫通 することが適切である。最後の段階では洗浄媒質は好ましくは新鮮な進入水であ る。 洗浄帯域の上流の帯域において、固体材料からリカーの主部分を分離するため の初期濾過段階を固体材料に施し、その後湿潤固体材料の残留リカー含有物を洗 浄帯域で大幅に除去することができる。 洗浄帯域の下流の第３帯域において、固体材料の層を突き出し、掻き取りその 他の方法で濾過材から取り外すことができる。固体材料が少なくとも部分的に濾 過材に粘着する傾向がある場合、好ましい方法は固体材料の層を水性媒質、好ま しくは実質的に純粋な水で洗い出すことである。これは濾過材の移動路の下流末 端における液体のジェットの形であってもよい。 連続したバンドの場合、液体、たとえば水またはアルカリ溶液をバンドの帰り 部分に貫通させて、下方へ向いた粘着性堆積物を受け器内へ洗い落とすのに適し た装置を設置することが望ましい。 可動濾過材上に圧力差があって、濾過材のスラリーが堆積する側は濾過材他の 側より高い圧力下にあることが望ましい。この圧力差は少なくとも０．０５バー ルであり、テレフタル酸製造の場合は酸化または精製工程（それを行う場合）が 実施される圧力、たとえば酸化反応の場合は３０バールより高くないことが適切 である。 好ましくは圧力差は０．１−１５バール、より好ましくは０．２−７バール、 特に０．３−３バール、たとえば０．６バールである。 バンドの高圧側は、実質的にはプロセスの前工程、たとえば結晶化工程または 酸化工程と同圧か、またはそれより高い圧力であることが適切である。 パラキシレンの液相酸化によるテレフタル酸製造に関しては、酢酸中のテレフ タル酸のスラリーを可動濾過材上に少なくとも６０℃、好ましくは７０−２００ ℃、特に８０−１５０℃の温度で適切に堆積させる。供給材料の飽和圧力が濾過 材の下方（下流）側の絶対圧より低い状態でスラリーを堆積させることが適切で ある。 反応媒質は高められた温度における方が粘度が低いため濾過性が向上するので 、高められた温度でスラリーを堆積させることが有利である。さらに、高められ た温度のテレフタル酸生成物を用いると、不純物、たとえば４−カルボキシベン ズアルデヒドの共沈がより少ない。 テレフタル酸製造プロセスの他の個々の工程は、常法により実施しうる。液体 反応媒質は普通は触媒、たとえば反応媒質に町溶性のコバルト／マンガン／臭化 物触媒系を含む。酸化は酸素源、たとえば空気の存在下に、５−３０バール（絶 対）の圧力で、好ましくは反応器から排出されるガス中の酸素濃度０−８容量％ 、および温度１５０−２５０℃において実施することが適切である。それは連続 法であることが適切であり、かつ好ましくは撹拌式反応器内で実施される。反応 は発熱性であり、反応熱は反応媒質からの水および酢酸の蒸発により除去するの が好都合である。 パラキシレンを液相酸化したのち粗生成物を本発明に従って濾過および洗浄す ることにより得られる粗製テレフタル酸生成物は、下記を含む方法により精製す ることが適切である： 粗製テレフタル酸を水性媒質に溶解して、テレフタル酸を含有する溶液を調製 し； 少なくとも若干の不純物の還元のために、還元条件下で該溶液を水素および不 均一触媒と接触させ； 溶液を冷却して固体状の精製テレフタル酸生成物を沈殿させ；そして 生成物を溶液から採取する。 所望により、粗製テレフタル酸中に存在する不純物、特に４−ＣＢＡの水準を 低下させるために、粗製テレフタル酸を水性媒質に溶解し、そして酸素ガスまた は他の酸化剤（必ずしも気相でなくてもよい）を用いる酸化処理を施して、含有 される４−ＣＢＡ不純物の少なくとも一部をテレフタル酸に変換することができ る。 粗製テレフタル酸生成物の精製に用いられる不均一触媒は、担持された貴金属 触媒、たとえば白金および／または好ましくは不活性な、たとえばカーボン系の 担体上のパラジウムであってもよい。還元はテレフタル酸および不純物、たとえ ば４−カルボキシベンズアルデヒドを含む水溶液を流動床触媒（ｆｌｏｏｄｅｄ ｂｅｄ ｏｆ ｃａｔａｌｙｓｔ）に２５０−３５０℃の温度で水素の存在下に 導通することにより実施するのが適切である。溶液は２０−５０重量％のテレフ タル酸を含むことが適切である。 還元後の溶液を１００−２５０℃の温度に冷却して、純粋なテレフタル酸生成 物を溶液から分離することが適切である。次いで好ましくはこの溶液を１５−１ ００℃の温度に冷却し、または蒸発させて、より純度の低い沈殿および母液を得 る。より純度の低いこの沈殿は、母液から適宜分離される。この分離による母液 は直接または間接に蒸留へ再循環され、および／または第２水性媒質として粗製 テレフタル酸を再スラリー化するために使用しうる。所望により、より純度の低 い沈殿を酸化工程へ再循環しうる。 あるいは精製を採用しない場合、濾過および洗浄後のテレフタル酸を取り出し （必ずしも水性媒質にスラリー化する必要はない）、場合により直接にポリエス テルの製造に使用することができる−たとえばポリエチレンテレフタレート物品 、たとえばボトルの製造。これは、統合された固体−液体分離および向流−固体 洗浄プロセス（たとえばベルトフィルターシステムによる）を、洗浄済み固体が 下 流でリカー蒸気により汚染されるのを抑制するための不活性化ガスの使用と組み 合わせることにより達成しうる、汚染水準の低下によって可能となる。 添付の図面を参照して本発明を説明するが、これらは例示にすぎない。 図１は、本発明を利用しうる精製テレフタル酸の製造方法に関するフローシート である； 図２は、本発明に従って作動する濾過および洗浄システムの模式図である。 図１を参照すると、パラキシレンの液相酸化を実施するための反応器Ａに、コ バルト、マンガンおよび臭素イオンを含む溶存触媒系を含有するパラキシレンお よび酢酸を供給し（ライン１を経て）、ライン２を経て空気を供給する。生成物 は反応器Ａからライン３を経て取り出され、結晶化セクションＢへ導通される。 反応器Ａ内の温度は酢酸および水蒸気の混合物を反応器から取り出し、ライン４ を経てこの混合物を凝縮システムＣへ導通することにより調節される。大部分の 凝縮物はライン５を経て反応器Ａへ戻され、非凝縮性成分はライン６を経て排気 される。反応器Ａ内の水分を制御するためには、凝縮物の一部を凝縮システムか らライン７を経て取り出し、ライン９を経て蒸留塔Ｄへ導通する。 結晶化セクションＢにおいては、温度を約８０−１５０℃に低下させ、これに より得られた、母液（主として酢酸）中に結晶質テレフタル酸を含有するスラリ ーを、濾過段階Ｅへ導通する。濾過段階から回収された母液は、一部がライン１ ０および１０ａを経て反応器Ａへ戻される。酢酸は結晶化セクションＢから流れ ８および９を経て蒸留塔Ｄへ、および／またはライン８および１０ａを経て反応 器Ａへ回収しうる。濾過段階から回収された固体材料はライン１５を経て再スラ リー化段階Ｆへ移され、回収されたテレフタル酸はここで水により再スラリー化 される。この水はプロセス内の他のいずれかに由来するもの、たとえば蒸留塔Ｄ から流れ１４を経たもの、流れ１８を経た再循環母液、流れ1６を経た再循環母 液、および／または流れ１７を経た脱イオン水であってもよい。 図２を参照すると、濾過段階Ｅと再スラリー化段階Ｆが統合されて１ユニット となり、ここでテレフタル酸結晶は洗浄もなされて、その汚染物質である酢酸が 減少または除去される。図２に示したユニットはベルトフィルター装置、たとえ ばＦｉｌｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ（１７６頁以下、１９ ７９年３月／４月）に一般的に記載される形態のパネビスフィルターからなる。 このベルトフィルター装置は全般的に水平に配置されたフィルターベルト１００ を含み、これが２個のドラム１０２および一連のローラー（図示されていない） 上を走行し、図２に示すようにフィルターベルト１００をその上側走行部１０４ が左から右へ移動するように駆動するのに適した駆動装置が設置される。フィル ターベルト１００は、適切な織機を用いてポリエーテルエーテルケトンモノフィ ラメントから織成された布帛からなるものであってよい。 フィルターバンド１００は気密ハウジング１０１内に収容され、ハウジングの 一端はベルトフィルターの上側走行部１０４の下流末端に隣接配置された再スラ リー化容器Ｆに、排出シュート１０３により接続している。ハウジング内部は適 切なガスにより加圧され（後記のように）、ハウジング内の圧力は一般に１バー ル（絶対）（ｂａｒａ）以上、たとえば３−１５バール（絶対）である。上側走 行部の下方に吸引トレーユニットが配置され、これは図示された態様においては ４個のトレー１０６からなる。トレー１０６は上側ベルト走行部１０４の移動方 向に平行な方向に１ユニットとして運動するために互いに連結しており、このト レーユニットはドラム１０２間で往復運動することができ、従ってそれはベルト と共に左側ドラムに隣接した位置から右側ドラムに隣接した位置へ移動し、次い で最初の位置に戻ることができる。トレーユニット１０６が左から右へ移動する 間に、ベルトの上側走行部１０４を通して液体を吸い込む吸引が付与され、逆方 向の移動に際しては吸引は停止する。フィルターベルトを横切る圧力差（すなわ ち上側走行部１０４の上方の領域と吸引トレーユニット１０６の内部との間）は 通常は少なくとも０．０３バールであり、一般に０．６バールのオーダーである 。 点線は３帯域Ｚ１、Ｚ２およびＺ３の配置を示す。左の第１帯域Ｚ１において は、テレフタル酸および酢酸ならびに溶存触媒のスラリーがライン１０８を経て フィルターベルトの上側走行部１０４上に導通され、酢酸がベルトを通して吸引 トレー１０６内へ吸い込まれ、そこからライン１１０を経て取り出され、これに よりテレフタル酸のフィルターケーク（一般に少なくとも２．５４ｃｍ（１イン チ）の厚さ）が上側走行部１０４上に残される。この段階でフィルターケークは 残留汚染物質、特に残留酢酸を含有するであろう。 第２帯域Ｚ２においては、洗浄媒質（一般に水）がライン１１２を経て導通さ れ、フィルターケークの移動方向に対して向流方式でベルト走行部１０４を貫通 する。洗浄媒質はまず出口１１４を経てフィルターケーク上に層を形成するよう にフィルターケーク上に排出され、ハウジング１０１内のガス圧の助けにより、 汚染物質、たとえば酢酸がなお存在する場合にはそれを、ベルト走行部１０４を 貫通して吸引トレーユニット内へ排除する作用をする。排除された酢酸および洗 浄媒質は上側走行部１０４を通してトレーユニット１０６内へ吸い込まれ、得ら れた濾液（洗浄媒質および残留酢酸）はそこから取り出され、出口１１４の上流 位置のフィルターケークの洗浄に再利用される。特にこの濾液はライン１１６を 経て濾液受け器１１８へ導通され、ポンプ１２０によりライン１２２を経て出口 １１４の上流の出口１２４へ輸送され、従ってこの濾液は酢酸および他の汚染物 質を上側走行部１０４を通して吸引トレーユニット１０６内へ排除する作用をす る。図示された態様においては、この操作がライン１２６、濾液受け器１２８、 ポンプ１３０および出口１３４を用いて再度反復される。こうして上側走行部１ ０４上のフィルターケークが出口１３４、１２４および１１４に対応する３つの 洗浄段階を横切るのに伴って、純度の漸増する水でケークを洗浄することができ る。 第３帯域Ｚ３においては、フィルターケークがフィルターベルト１００から排 出され、ノズル（図示されていない）からフィルターベルト１００上に排出され る水がフィルターベルトに粘着する傾向のあるフィルターケークを取り除くのに 役立つ。排出されたフィルターケークは排出シュート１０３内へ落下し、ここへ 水がライン１３５を経て供給される。この水はライン１４、１６、１７および／ または１８（図１）に由来する。フィルターケークをフィルターベルトから取り 除くために、および／または出口１１４に供給するために用いられる水は、少な くとも一部がライン１４、１６、１７および／または１８（図１）に由来するも のであってもよい。洗浄媒質（前の洗浄段階に由来する、たとえば水および汚染 物質、特に酢酸を含むもの）が出口１３４からフィルターケークを貫通したのち 得られた濾液は、吸引トレーユニット１０６内に採集され、ライン１３６を経て 濾液へ導通され、第１帯域Ｚ１からライン１１０を経て回収された濾液と一緒に 母液受け器１３８へ導通される。こうして回収された母液は、少なくとも一部は 所望によりまずライン１の新鮮な触媒、パラキシレンおよび酢酸と混合すること により、ライン１４０（およびライン１０）を経て反応器Ａへ戻すことができる 。残りの母液および洗浄液は、ライン１２を経て蒸発段階Ｇへ導通するのが適切 であり（図１および２）、ここで水および酢酸の蒸気がライン１１により取り出 され、凝縮され、反応器Ａへ導通されるか、または所望により蒸留塔Ｄへ導通さ れ、副生物および触媒のパージは流れ１３を経て取り出される。 以上から、前記の濾過装置が、テレフタル酸結晶を酢酸に富む母液から分離す ること、および分離されたフィルターケークを水で洗浄して残留酢酸母液を排除 すること−この全体的作用は溶剤交換、すなわち水による酢酸溶剤の交換である −の二重の役割を果たすことが分かるであろう。両方の役割が実質的に水平な一 本のベルト上でなされ、洗浄の役割は多段式向流洗浄によりなされる。高い全洗 浄効率を達成するためには、洗浄段階間のリカーの交差混合を最小限に抑えなけ ればならない。これは段階間で、すなわち表面上のすべてのリカーが各段階／帯 域でフィルターケークを通して排除されたのち、少量のガス漏出（ｂｒｅａｋｔ ｈｒｏｕｇｈ）を許容することにより達成される。 酸化プラント内に可燃性材料が存在するので、ベルトフィルターシステムは適 切なガス（一般に窒素）をハウジング１０１に導入することにより不活性化され る。ベルトフィルターの作動中に、ケークを通して低圧側へ吸い込まれた窒素が 酢酸／水の蒸気でほぼ飽和される。この窒素、および酢酸／水の蒸気は受け器１ １８、１２８および１３８に進入し、ライン１４１を経て採集され、蒸気凝縮器 １４２へ導通され、ここで窒素から酢酸／水の蒸気が実質的に除去され、後者は 凝縮されてノックアウトドラム（ｋｎｏｃｋ−ｏｕｔ ｄｒｕｍ）１４４および ライン１４６を経て母液受け器１３８へ循環される。こうして回収された窒素は 再圧縮され、ライン１４８、再循環ブロアー１５０および弁制御式ライン１５２ を経てハウジング１０１へ戻される。この“閉ループ”システムを循環する部分 の窒素は、システムの酸素濃度を調節するために弁制御式ライン１５４を経て放 出され、そして補充用窒素がライン１５５を経てハウジングに導入される。 凝縮性成分の凝縮が凝縮器１４２内での間接的な熱交換により行われる前記の 凝縮器１４２／ノックアウトドラム１４４方式の代わりに、別方式においてはこ れらの構成部品をスクラビング塔で置き換え、そこで窒素、および酢酸／水の蒸 気が冷却されたスクラビング液（それ自体の少なくとも一部は凝縮した酢酸／水 の蒸気に由来する）と接触して、間接的ではなく直接的な熱交換を行う。進入す る窒素、および酢酸／水の蒸気と接触したのち、スクラビング液および凝縮蒸気 をスクラビング塔の底部から取り出し、少なくとも一部はスクラビング液の冷却 を行うために間接的な熱交換器を経て塔の頂部へ再循環しうる。 前記の濾過および洗浄システムはフィルターケークから母液を排除するために 特に有効であると判定されたが、不可解なことに向流洗浄方式で十分に洗浄処理 されたにもかかわらず濾過および洗浄されたテレフタル酸は依然として不都合な ほど高い残留酢酸含量を有する場合がある。これは、洗浄効率が予期したほど効 率的でない可能性があることを示唆する。意外にも、洗浄済みテレフタル酸の残 留酢酸水準が予想外に高いのは洗浄効率の低さによるものではないことが見出さ れた。不活性化ガス自体がこの問題の原因であることが明らかになり、かつテレ フタル酸は窒素から酢酸を取り込む傾向を示すことが見出された；従ってガスの 再循環前にガスから酢酸／水の蒸気を除去する効率とは関係なく、ガスがハウジ ング１０１に再導入される様式、およびそれがハウジングを貫通する様式が、濾 過および洗浄システムから回収される粗製テレフタル酸中の残留酢酸汚染の程度 を決定する際の重要な因子である。 高温の供給スラリーがハウジング１０１に進入する帯域Ｚ１においては、スラ リー中に存在する酢酸／水が周囲の蒸気空間内へ若干蒸発する。再循環ガスがラ イン１５２により示される位置でハウジング１０１へ戻されると、それは自然に ハウジング１０１の周辺に分布する傾向を示してケークを貫通する流れ要件を満 たし、特にそれはフィルターケークの移動方向と並流で下流へ流れる傾向を示す であろう。その結果、このガスは蒸発した酢酸／水を下流へ掃引する傾向を示し 、特に最終洗浄段階以後にテレフタル酸フィルターケークが酢酸で再汚染される 可能性を伴うことが認められた。 実験研究において本発明者らは、酢酸で飽和された窒素が“酢酸を含有しない ”フィルターケークを通して吸い込まれた場合、酢酸による著しいフィルターケ ー クの汚染が生じることを確認した。１実験においては、酢酸蒸気で飽和された４ ０℃の窒素ガス４．８ｄｍ³を、厚さ１００ｃｍ²のブフナー漏斗上の厚さ４０ｍ ｍのテレフタル酸ケークを通して１０秒間吸い込んだ。ケークの初期酢酸含量は 酢酸１００ｐｐｍ ｗ／ｗであった；ケークを通してガスを吸い込んだのち、酢 酸含量はケークの頂部で酢酸０．２７％ ｗ／ｗに上昇し、ケークの底部で酢酸 ０．１４％ ｗ／ｗに低下した。これはテレフタル酸がガス流中の酢酸を取り込 むという意外な傾向を立証する。出口窒素流中に検出された酢酸はごくわずかで あった。 ハウジング１０１の下流末端またはその付近に再循環窒素の再進入地点を配置 することにより（たとえば参照番号１５２ａで示される）、ガスがフィルターケ ークの移動方向に対して向流で、従ってフィルターケーク中の酢酸“濃度勾配” に対して向流で、位置１５２ａの上流へ流れる傾向を示すガス再分布を保証する ことができる。再循環ガス中の酢酸含量が比較的低いものについては、これは酢 酸に富む蒸気がハウジング１０１の上流末端に滞在し、フィルターケークと並流 で、特に帯域Ｚ２の最終洗浄段階へ流入するのが実質的に阻止されるのを保証す る。 再循環ガス中の酢酸含量が比較的低い場合ですら、極めて高い全洗浄効率が要 求されるとすればその後の洗浄段階（１または２以上）でフィルターケークの著 しい汚染が生じる可能性がある。その場合、再循環ガスはハウジングの下流末端 またはその付近に導入される前に、酢酸を除去するための水性スクラビングまた は他の方法で処理しうる。たとえばノックアウトドラム１４４から得られるカス をハウジング１０１に戻す前にスクラビングしうる。しかしガスによるフィルタ ーケークの再汚染が特に重大であるのは最終洗浄段階（１または２以上）につい てであるので、再循環窒素全量をスクラビングする−これはかなりの大きさのス クラバーを必要とする−よりむしろ再循環窒素を２つの流れに分断することによ って、経費的により効果的な方法が得られる。一方の流れはライン１５２ａを経 て戻され（スクラビングせずに）、他方の流れはライン１５６および弁１５８を 経て比較的小型のスクラバー１６０に至る経路をとり、ここで窒素ガスは、ライ ン１６２を経て導入され、ライン１６４を経て取り出される水性スクラビング媒 質 （ライン１４、１６、１７および１８のいずれかに由来するものであってもよい ）と向流様式で接触する。スクラビングされた窒素（これは実質的に酢酸を除去 されている）は、次いでライン１６６を経て、ハウジング１０１内のフィルター ケーク排出末端に近接した位置に至る経路をとり、従ってそれは少なくとも最終 洗浄段階（１または２以上）および／またはそれを越えた位置でフィルターケー クを貫通する。 こうして酢酸含量の異なる窒素が２つの位置で再導入される。その全体的効果 は、帯域Ｚ１へ向かう蒸気の向流掃引を達成し、ほぼ“酢酸を含有しない”蒸気 が“最も清浄な”ケークと接触することである。同様な理由で、ライン１５５を 経てハウジング１０１に供給される補充窒素が、ハウジング１０１のケーク排出 末端、たとえば図示される位置、または容器Ｆをパージするのに効果的な位置に おいて進入する。“清浄”なガスセクションと“汚れた”ガスセクションとの区 分をさらに補助するために、カーテン２００（たとえば軟質材料、たとえばゴム の懸垂フラップの形状のもの）を採用しうる。 再スラリー化容器Ｆにおいては、蒸留塔Ｄから流れ１４を経て回収された水お よび／または他の水−流れ１８を経た再循環母液、流れ１６を経た再循環母液、 および／または流れ1７を経た脱イオン水であってもよい−により結晶が再スラ リー化される。この段階で生成したスラリーはセクションＨにおいて、たとえば ２５０−３５０℃の温度に加熱されて溶液を形成し、これが流れ１９を経て反応 器Ｊへ導通され、そこでそれは固定床パラジウム触媒上において水素と反応し、 これにより溶液中の不純物が還元され、次いで再び結晶化セクションＫ内で結晶 化し、ここから純粋な生成物が分離され、段階Ｌにおいて乾燥される。これは前 記において図２に関連して述べたものと同様なフィルター／洗浄システム、およ び乾燥機を含みうる。この例においては、主として、水および若干の溶存パラト ルイル酸および他の不純物（たとえば有色不純物、金属など）を含む母液をテレ フタル酸から排除するために洗浄法が採用され、この洗浄法は向流方式が相殺さ れるほど激しい必要はない。たとえば精製されたテレフタル酸に対する濾過／洗 浄法においては、この方式は洗浄媒質が１回だけフィルターケークを通過するも のであればよい。 結晶化セクションＫ内で溶液を冷却する温度および冷却速度は、適宜な純度の 目的とするテレフタル酸生成物が得られるように調整される。純粋なテレフタル 酸は段階Ｌから回収され、分離により得られた母液は回収段階Ｍへ導通され、そ こで液体を蒸発させるか、または固体をさらに回収しうるようにさらに冷却され 、この固体は流れ２０を経て反応器Ａへ返送される。段階Ｍにおいては大気圧で リカーから水蒸気をフラッシすることにより、リカーの温度を１００℃に低下さ せることができる。その水蒸気はたとえば蒸留によりさらに精製され、所望によ り段階Ｌにおいて洗浄液として使用され、プロセスの他のいずれかにおいて使用 され、またはパージされる。残りのリカーはさらに冷却または蒸発させ、それか ら固体を分離することができる。段階Ｍにおいて回収された母液は、一部はライ ン２２を経て蒸留塔Ｄへ返送し、一部は流れ１６を経て再スラリー化段階Ｆへ返 送し、一部は流れ２１を経てパージすることができる。蒸発を採用する場合、蒸 発した水は再スラリー化段階Ｆへ戻すことが好ましい。 段階Ｌが図２に関して述べたものと同様に濾過および洗浄システムを含む場合 、この場合も不活性化ガスは窒素でよい；しかし出願中の国際特許出願ＰＣＴ／ ＧＢ ９３／０１０１９号明細書に開示された理由で水蒸気を用いることが好ま しい。この場合、濾過／洗浄システムが同様な様式で純粋なテレフタル酸結晶を 汚れた母液から分離し、分離されたフィルターケークを清浄な水で洗浄して、残 留する汚れた母液をケークから排除するために採用される。これらの場合水蒸気 は、汚れた母液中の揮発性成分がフィルターベルトの上流のスラリー供給末端に 保持されるのを保証するために、水蒸気の向流掃引を生じるように用いられる。 本発明を本明細書においてフィルターベルト型用途に関して開示したが、本発 明をフィルターケーク洗浄の実施に適した他の型の濾過システムにも利用しうる ことは自明であろう。たとえば本発明は回転吸引式フィルターに利用することが でき、この場合は固体材料は濾過および洗浄段階を通じて円筒形ドラムに固定さ れた濾過材により輸送され、濾過および洗浄プロセスは加圧ガスにより、使用中 のフィルターケークの対向する側間に差圧を付与することによって促進される。 図２に関して述べたように、この態様においては加圧ガスはフィルターケークを 通して吸い込まれ、次いで汚染物質を除去または減少させる処理ののち、フィル ターケークの移動路の下流末端に相当する位置へ再循環される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＮ，ＣＺ，ＦＩ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，Ｌ Ｋ，ＬＵ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．固体材料からリカーを排除するための、下記を含む方法： 固体材料を可動性濾過材上で層となし； 濾過材により洗浄帯域を通って前記の層を移送し、そこで層をその移動路に沿 って洗浄媒質と接触させ、該洗浄媒質は層からリカーを排除する作用をし、そし て濾過材を貫通し； この層の上方にガス雰囲気を確立し、ここからガスが層を貫通し；そして層を 貫通するガスのリカー含量が層の移動方向に対して向流方向に増大するようにガ ス雰囲気内に濃度勾配を形成させるために、ガス雰囲気にガスを供給する。 ２．濃度勾配が固体材料層の移動方向と向流関係でガスの流れを生じさせるこ とにより形成され、これにより前記帯域内および前記帯域の上流で固体材料層か ら蒸発するリカーが前記帯域の下流を通過するのが実質的に阻止される、請求項 １に記載の方法。 ３．固体材料からリカーを排除するための、下記を含む方法： 固体材料を可動性濾過材上で層となし； 濾過材により洗浄帯域を通って層を移送し、そこでこの層の上方領域にガス雰 囲気を保持しながら層をその移動路に沿って洗浄媒質と接触させ、該洗浄媒質は 層からリカーを排除する作用をし、そしてリカーおよび該雰囲気からのガスと共 に濾過材を貫通し； ガスを回収し、リカーによるそれの汚染を除くか、または少なくとも減少させ るために処理し；そして 処理されたガスを、洗浄帯域の下流または下流セクション内の位置で層を貫通 するガスが洗浄帯域の上流または上流セクション内の位置で層を貫通するガスよ りリカーによる汚染が少ない位置において、ガス雰囲気内へ再導入する。 ４．濾過材が洗浄帯域を通って連続的に移動する、請求項１−３のいずれか１ 項に記載の方法。 ５．洗浄帯域が、洗浄帯域を通る濾過材の移動路に沿って連続的に配置された 一連の洗浄段階を含む、請求項１−３のいずれか１項に記載の方法。 ６．洗浄媒質が濾過材の移動方向と向流関係で洗浄段階に導通される、請求項 ５に記載の方法。 ７．回収されたガスが２つの流れに分離され、それらは一方の流れが他方より 低い汚染物質水準を有するように異なる程度に処理され、そしてこれら２つの流 れがガス雰囲気に異なる位置で再導入され、この一方の流れは他方の流れが再導 入される位置の下流の位置で再導入される、請求項３−５のいずれか１項に記載 の方法。 ８．回収されたガスを２つの流れに分離する前に、蒸気相の汚染物質が実質的 に凝縮し、これによりガスから分離されるように冷却する、請求項７に記載の方 法。 ９．冷却後にガスが２つの流れに分離され、前記の他方の流れが、汚染物質除 去のためにさらに処理されることなくガス雰囲気に再導入される、請求項８に記 載の方法。 １０．前記の一方の流れが、その中の汚染物質の水準を低下させるためにさら に処理される、請求項９に記載の方法。 １１．濾過材が、固体材料の層がその上に形成される全般的に水平な上側走行 部を有するエンドレスフィルターベルトを含む、請求項１−１０のいずれか１項 に記載の方法。 １２．固体材料が、低級脂肪族カルボン酸系媒質中でｐ−キシレンを液相酸化 することにより誘導されたテレフタル酸結晶を含む、請求項１−１１のいずれか １項に記載の方法。 １３．洗浄処理後に、回収されたテレフタル酸がさらに化学的精製することな くポリエステルの製造に使用される、請求項１２に記載の方法。 １４．反応器から溶剤として反応に用いられた脂肪族カルボン酸とのスラリー として得られたテレフタル酸の濾過および洗浄のための、下記を含む方法： （ａ）テレフタル酸をまず該スラリーの形で、支持体として作用する濾過面上に 排出し、多数の帯域を通ってこの濾過面上のテレフタル酸を輸送し； （ｂ）まず第１帯域を横切る間にスラリーを濾過して、この濾過面を通して溶剤 を除去し、これにより第１の排液された湿潤堆積物を生成し； （ｃ）次いで第２帯域を横切る間に第１湿潤堆積物を洗浄し、かつ濾過面を通し て 濾過して第１堆積物中に残留する溶剤および洗浄に用いた洗浄液をテレフタル酸 から分離し； （ｄ）第２帯域および/または第２帯域の下流にある少なくとも１つの他の帯域 内にガス雰囲気を確立し、これが濾過材を貫通し；そして フィルター表面のスラリー供給側においてその雰囲気から濾過材を貫通する ガスの汚染度が濾過材の移動方向に低下する濃度勾配がガス雰囲気内に形成され るように、ガスを供給する。 １５．濾過材が円筒形ループとして形成される、請求項１４に記載の方法。 １６．濾過材が一連の別個のセクションを含む円筒形ループとして形成され、 ガスが濾過および洗浄されたテレフタル酸を乾燥させるために用いられる、請求 項１４に記載の方法。 １７．反応器から溶剤として反応に用いられた脂肪族カルボン酸とのスラリー として得られたテレフタル酸の濾過および洗浄のための、下記を含む方法： （ａ）テレフタル酸をまず該スラリーの形で、支持体として作用する濾過面上に 排出し、第１および第２帯域を通ってこの濾過面上のテレフタル酸を輸送し； （ｂ）まず第１帯域を横切る間にスラリーを濾過して、この濾過面を通して溶剤 を除去し、これにより第１の排液された湿潤堆積物を生成し； （ｃ）次いで第２帯域を横切る間に第１湿潤堆積物を一連の洗浄段階により処理 し、かつ濾過面を通して濾過して、第１堆積物中に残留する溶剤および洗浄に用 いた洗浄液をテレフタル酸から分離し、これらの洗浄段階は（最終洗浄段階を除 いて）後続段階に由来する洗浄液を用いて向流方式で行われ、従って堆積物は第 ２帯域を通って前進するのに伴って純度の漸増する洗浄液と接触し； 濾過材を溶剤および洗浄液と共に貫通するガスにより第１および第２帯域を 加圧し；そして フィルター表面のスラリー側において少なくとも第２帯域の最終段階で存在 するガスが第１帯域内に存在するガスより溶剤による汚染度が低くなるように、 加圧ガスを供給する。 １８．フィルター表面を貫通したのちガスを回収し、このガスをガス流に同伴 する溶剤蒸気から分離するために処理し、フィルター表面の移動路に沿った種々 の位置においてガス雰囲気内へ再導入し、より下流の位置に供給されるガスの方 が、より十分に分離されたものである、請求項１４−１７のいずれか１項に記載 の方法。 １９．固体材料およびリカーを含むスラリーを処理するための、下記を含むシ ステム： 固体材料を濾過してそれの層を可動性濾過材上に形成するための装置； 洗浄帯域； 洗浄帯域を通って前記の層を移送するように濾過材を駆動するための装置； 洗浄帯域を横切る際に前記の層に洗浄媒質を付与するための装置：該洗浄媒質 は層からリカーを排除する作用をし、そして濾過材を貫通する；ならびに 洗浄帯域および／またはその下流の帯域にガス雰囲気を確立するための装置： そこからガスが前記の層および濾過材を貫通し、この雰囲気確立のための装置は 、前記の層および濾過材を貫通するガスのリカーによる汚染度が濾過材の移動方 向に低下する濃度勾配を形成するように配置される。 ２０．層を貫通したのちのガスを回収し、リカーによるガスの汚染を除くか、 または少なくとも低下させるために処理するための装置；および処理されたガス を前記の雰囲気内へ１または２以上の位置で再導入して濃度勾配を形成するため の装置を含む、請求項１９に記載のシステム。 ２１．回収されたガスを処理するための装置により少なくとも２つのガス流が 形成され、そのうち少なくとも１つは他（１または２以上）より高度に汚染除去 され、そして他のガス流（１または２以上）の下流の位置で該雰囲気内へ再導入 される、請求項２０に記載のシステム。