JPH09151160A - Purification of monocyclic aromatic carboxylic acid - Google Patents

Purification of monocyclic aromatic carboxylic acid

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JPH09151160A
JPH09151160A JP7312156A JP31215695A JPH09151160A JP H09151160 A JPH09151160 A JP H09151160A JP 7312156 A JP7312156 A JP 7312156A JP 31215695 A JP31215695 A JP 31215695A JP H09151160 A JPH09151160 A JP H09151160A
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JP
Japan
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carboxylic acid
monocyclic aromatic
aromatic carboxylic
terephthalic acid
reaction
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JP7312156A
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Japanese (ja)
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Hiroaki Otsuka
宏明 大塚
Ken Fujita
研 藤田
Shigeyoshi Saito
茂善 斉藤
Nobuaki Urasato
延明 浦里
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COSMO SOGO KENKYUSHO KK
Original Assignee
COSMO SOGO KENKYUSHO KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize an improvement in both purity and yield at a stroke by converting CHO in 4-carboxybenzaldehyde which is a representative impurity in crude terephthalic acid into COOH when purifying the crude terephthalic acid. SOLUTION: Crude terephthalic acid is reacted with molecular oxygen in a molar amount within the range of at least 0.5, preferably >=1 to 30 times based on the amount of oxygen required to oxidize a substituent group in an incompletely oxidized stage in the crude substance into carboxyl group in the presence of a noble metallic catalyst such as platinum in an aqueous reactional medium at a high temperature. The monocyclic aromatic carboxylic acid undergoing the oxidizing treatment is then reacted with hydrogen in the presence of the noble metallic catalyst in the aqueous reactional medium. The monocyclic carboxylic acid is crystallized from the reactional product solution after the hydrogenating treatment and recovered to afford the purified product.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アルキル置換基ま
たは一部酸化されたアルキル置換基を有する単環芳香族
化合物の置換基を酸化することにより得た粗製の単環芳
香族カルボン酸を精製する方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a crude monocyclic aromatic carboxylic acid obtained by oxidizing a substituent of a monocyclic aromatic compound having an alkyl substituent or a partially oxidized alkyl substituent. On how to do.

【0002】[0002]

【従来の技術】単環芳香族カルボン酸は重要な化学製品
であって、とくに合成樹脂をはじめとするポリマーの原
料として広く利用されている。 たとえば、単環芳香族
カルボン酸として代表的なテレフタル酸は、ポリエステ
ル樹脂の原料であるし、トリメリット酸やピロメリット
酸は、ポリイミド系樹脂の原料として重要である。
2. Description of the Related Art Monocyclic aromatic carboxylic acids are important chemical products and are widely used as raw materials for polymers, especially synthetic resins. For example, terephthalic acid, which is a typical monocyclic aromatic carboxylic acid, is a raw material for polyester resins, and trimellitic acid and pyromellitic acid are important raw materials for polyimide resins.

【0003】テレフタル酸は、p−アルキルベンゼンの
液相酸化により製造されている(たとえば特開昭60−
184043)。 得られる粗製テレフタル酸中には、
4−カルボキシベンズアルデヒド(以下「4−CBA」
と略記する)をはじめとする不純物が含まれている。
これら不純物は微量であっても、テレフタル酸とグリコ
ール類との重縮合により製造されるポリエステルを着色
したり、重合度を低下させたりして、品質上の障害をも
たらす。
Terephthalic acid is produced by liquid phase oxidation of p-alkylbenzene (for example, JP-A-60-).
184043). In the crude terephthalic acid obtained,
4-Carboxybenzaldehyde (hereinafter "4-CBA")
Abbreviated)) and other impurities are included.
Even if a small amount of these impurities, the polyester produced by polycondensation of terephthalic acid and glycols is colored and the degree of polymerization is lowered, resulting in a quality defect.

【0004】そのため、上記のような不純物を含むテレ
フタル酸の精製は重要な課題であって、その解決策がこ
れまで多数提案されてきた。 そのひとつは、粗製テレ
フタル酸を水または水/酢酸混合溶媒に懸濁させた状態
で、酸化または還元(水素添加)して処理するものであ
る(特公昭41−20820,同43−23447,同
43−23448)。 酸化または還元処理を行なうに
当り、粗製テレフタル酸が水または水/酢酸混合溶媒に
懸濁した状態でなく、溶解した状態で処理を行なう方が
効率が高いとして、多数の提案がある(特公昭42−2
1819,同41−16860,同52−46122,
同53−10051,同56−32319,同56−3
5174,同56−35653,同57−51373,
同57−51374,同57−51818,特開昭56
−79635,同56−103136)。
Therefore, the purification of terephthalic acid containing impurities as described above is an important problem, and many solutions have been proposed so far. One of them is a method in which crude terephthalic acid is suspended in water or a mixed solvent of water / acetic acid and treated by oxidation or reduction (hydrogenation) (JP-B-41-20820, 43-23447, and JP-A-43-23447). 43-23448). In carrying out the oxidation or reduction treatment, there are many proposals that it is more efficient to carry out the treatment in a state where crude terephthalic acid is dissolved in water or a mixed solvent of water / acetic acid, rather than being suspended. 42-2
1819, the same 41-16860, the same 52-46122,
53-10051, 56-32319, 56-3
5174, ibid. 56-35653, ibid. 57-51373,
57-51374, 57-51818, and Japanese Patent Laid-Open No. 56-51818.
-79635, ibid. 56-103136).

【0005】このほか、テレフタル酸の水溶液をパラジ
ウムや亜鉛を触媒として処理する方法(特公昭41−2
9131,同47−3607,同47−44213,同
49−13780,同49−33189)や、テレフタ
ル酸のアルカリ水溶液を酸素で処理する方法(特開昭5
6−113738)もある。
In addition, a method of treating an aqueous solution of terephthalic acid with palladium or zinc as a catalyst (Japanese Patent Publication No. 41-2).
9131, 47-37607, 47-42213, 49-13780, 49-33189) and a method of treating an alkaline aqueous solution of terephthalic acid with oxygen (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 5).
6-113738).

【0006】これまでに知られているテレフタル酸の精
製技術は、不純物の含有量が比較的少ない場合は、ある
程度の効果をあげられるが、不純物量が多くなると、必
ずしも満足できるものではない。 また、主たる不純物
である4−CBAの量は低減できても、精製テレフタル
酸の色相が改善されないことも多い。 従来法では不純
物の4−CBAの大部分はテレフタル酸以外のものに変
換され廃棄されるため、テレフタル酸の収率は低いう
え、精製工程から多量の廃棄物が発生する。
The known terephthalic acid refining techniques have some effects when the content of impurities is relatively small, but are not always satisfactory when the amount of impurities is large. Further, although the amount of 4-CBA, which is a main impurity, can be reduced, the hue of purified terephthalic acid is often not improved. In the conventional method, most of 4-CBA, which is an impurity, is converted into something other than terephthalic acid and discarded, so that the yield of terephthalic acid is low and a large amount of waste is generated from the refining process.

【0007】一例を挙げると、前掲特公昭52−462
12に記載の方法は粗製テレフタル酸の高温水溶液を貴
金属触媒の存在下に低濃度の酸素を含有する混合ガスで
処理するもので、4−CBAの濃度が数千ppm に達する
場合でも、これを除去できるという。 しかし、その機
構は、貴金属触媒と少量の酸素によるアルデヒドの脱カ
ルボニル反応であるため、精製の目的は達成できても、
4−CBAの含有量が多くなればそれだけ、廃棄物量も
多くなる。 得られる精製テレフタル酸の色相も、十分
満足なものではない。
[0007] For example, the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 52-462.
The method described in 12 is a method of treating a high temperature aqueous solution of crude terephthalic acid with a mixed gas containing a low concentration of oxygen in the presence of a noble metal catalyst. Even when the concentration of 4-CBA reaches several thousands ppm, this method is used. It can be removed. However, the mechanism is a decarbonylation reaction of an aldehyde with a noble metal catalyst and a small amount of oxygen, so even if the objective of purification can be achieved,
The higher the content of 4-CBA, the higher the amount of waste. The hue of the obtained purified terephthalic acid is also not sufficiently satisfactory.

【0008】これらの点を改善した方法として、粗製テ
レフタル酸を高温の水溶液として酸化し、ついで水素で
処理する方法が提案された(特公平7−8823)。 こ
れによれば、4−CBAなどの不純物を比較的多量に含
む粗製テレフタル酸を対象にしても、不純物含有量を低
減でき、かつテレフタル酸の収率は向上する。 精製テ
レフタル酸の色相も良好である。 しかし、この方法で
は4−CBAが選択的にテレフタル酸に変換されないた
め、十分なテレフタル酸収率の向上をはかることができ
ない。 残存する4−CBAは後の水素化精製工程で還
元され、廃棄物として損失される量が多い上、水素化精
製に必要な水素の量が比較的多くなる。
As a method of improving these points, a method of oxidizing crude terephthalic acid as a high temperature aqueous solution and then treating with hydrogen was proposed (Japanese Patent Publication No. 7-8823). According to this, even if the target is crude terephthalic acid containing a relatively large amount of impurities such as 4-CBA, the impurity content can be reduced and the yield of terephthalic acid can be improved. The hue of purified terephthalic acid is also good. However, in this method, 4-CBA is not selectively converted to terephthalic acid, so that the terephthalic acid yield cannot be sufficiently improved. The remaining 4-CBA is reduced in the subsequent hydrorefining step and is lost as a large amount, and the amount of hydrogen required for hydrorefining becomes relatively large.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、テレ
フタル酸を代表とする単環芳香族カルボン酸の精製方法
において、上記した従来技術の欠点のない方法、すなわ
ちカルボン酸の収率を向上させることができ、従って廃
棄物の発生量が少なく、かつ精製カルボン酸の色相がよ
い精製方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the yield of carboxylic acid in a method for purifying a monocyclic aromatic carboxylic acid represented by terephthalic acid without the above-mentioned drawbacks of the prior art. Therefore, it is an object of the present invention to provide a purification method in which the amount of waste produced is small and the hue of the purified carboxylic acid is good.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段および作用】本発明の単環
芳香族カルボン酸の精製方法は、アルキル置換基または
一部酸化されたアルキル置換基を有する単環芳香族化合
物の置換基を酸化することにより得た粗製の単環芳香族
カルボン酸を精製する方法において、(1)粗製の単環
芳香族カルボン酸を、高温の水性反応媒体中で第VIII族
貴金属触媒の存在下に、粗製単環芳香族カルボン酸中の
不完全酸化段階にある置換基をカルボキシル基まで酸化
するに要する酸素分子1モルに対し0.5〜30モルの
分子状酸素により酸化し、さらに(2)第VIII族貴金属
触媒の存在下に水素を作用させて還元し、(3)生成し
た単環芳香族カルボン酸を前記高温の水性反応媒体に溶
解させた状態で前記貴金属触媒と固液分離し、ついで
(4)反応生成液を冷却して単環芳香族カルボン酸を析
出させ、回収することを特徴とする。
The method for purifying a monocyclic aromatic carboxylic acid according to the present invention oxidizes a substituent of a monocyclic aromatic compound having an alkyl substituent or a partially oxidized alkyl substituent. In the method for purifying the crude monocyclic aromatic carboxylic acid thus obtained, (1) the crude monocyclic aromatic carboxylic acid is added to the crude monocyclic aromatic carboxylic acid in the presence of a Group VIII noble metal catalyst in a high temperature aqueous reaction medium. Oxidized by 0.5 to 30 moles of molecular oxygen per mole of oxygen molecule required to oxidize the substituents in the incomplete oxidation stage in the ring aromatic carboxylic acid to the carboxyl group, and further (2) Group VIII Hydrogen is applied in the presence of a noble metal catalyst for reduction, and (3) the produced monocyclic aromatic carboxylic acid is dissolved in the aqueous reaction medium at a high temperature, and solid-liquid separated from the noble metal catalyst, and then (4) ) Cool the reaction product Precipitating a monocyclic aromatic carboxylic acid with, and recovering.

【0011】本発明の精製方法を適用できる粗製の単環
芳香族カルボン酸は、上記したように、アルキル置換基
または一部酸化されたアルキル置換基を有する単環芳香
族化合物の置換基を酸化することにより得たものであ
り、このアルキル置換基は、代表的には、メチル、エチ
ル、プロピル、イソプロピルなどの炭素数1〜3の低級
アルキル基である。 一部酸化されたアルキル置換基と
しては、アルデヒド基やヒドロキシアルキル基など、カ
ルボキシル基以外の酸素含有炭化水素基が挙げられる。
本発明はとくに、ジカルボン酸およびトリカルボン酸
以上のポリカルボン酸を精製する場合に効果的である。
As described above, the crude monocyclic aromatic carboxylic acid to which the purification method of the present invention can be applied oxidizes the substituent of the monocyclic aromatic compound having an alkyl substituent or a partially oxidized alkyl substituent. The alkyl substituent is typically a lower alkyl group having 1 to 3 carbon atoms such as methyl, ethyl, propyl and isopropyl. Examples of the partially oxidized alkyl substituent include oxygen-containing hydrocarbon groups other than the carboxyl group such as an aldehyde group and a hydroxyalkyl group.
The present invention is particularly effective in the case of purifying polycarboxylic acids such as dicarboxylic acids and tricarboxylic acids.

【0012】このような粗製の単環芳香族カルボン酸
は、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、p−
トルイル酸、トリメチルベンゼン、デュレンなどを出発
原料とし、これを気相または液相で酸化して得たもので
あればよい。 好ましいものは、低級脂肪族カルボン酸
を反応媒体とし、コバルト、マンガン、臭素などの触媒
を用いて、分子状酸素により液相酸化して得た単環芳香
族カルボン酸の粗製物である。 このような粗製物の例
としては、特開昭60−184043に記載の製造法に
よる粗製テレフタル酸や、特開平2−184652に記
載の製造法による粗製トリメリット酸などを挙げること
ができる。 特開昭60−184043のテレフタル酸
製造法は、パラキシレンまたはメタキシレンを、コバル
トまたはマンガンの塩(金属原子として0.1〜1質量
%)および臭素化合物(臭素原子として0.3〜10質
量%)を加えた触媒の存在下に、全金属原子に対して1
〜10倍モルの芳香族カルボン酸を含む水溶液中で、分
子状酸素含有ガスを用いて酸化する方法であって、臭素
化合物として臭化カルシウムおよびテトラブロモブタン
を用いることを特徴とする。
Such crude monocyclic aromatic carboxylic acids include o-xylene, m-xylene, p-xylene and p-xylene.
Toluic acid, trimethylbenzene, durene, or the like may be used as a starting material and may be obtained by oxidizing the starting material in a gas phase or a liquid phase. A preferable one is a crude product of a monocyclic aromatic carboxylic acid obtained by liquid phase oxidation with molecular oxygen using a catalyst such as cobalt, manganese, or bromine using a lower aliphatic carboxylic acid as a reaction medium. Examples of such a crude product include crude terephthalic acid produced by the production method described in JP-A-60-184043 and crude trimellitic acid produced by the production method described in JP-A-2-184652. In the method for producing terephthalic acid of JP-A-60-184043, paraxylene or metaxylene is used as a salt of cobalt or manganese (0.1 to 1% by mass as a metal atom) and a bromine compound (0.3 to 10% by mass as a bromine atom). %) In the presence of a catalyst with 1) for all metal atoms
It is a method of oxidizing by using a molecular oxygen-containing gas in an aqueous solution containing a 10-fold molar amount of an aromatic carboxylic acid, characterized by using calcium bromide and tetrabromobutane as bromine compounds.

【0013】本発明の精製方法は、まず粗製単環芳香族
カルボン酸を、高温の水性反応媒体中で、溶液の形で所
定の条件下に酸化処理する。
In the purification method of the present invention, the crude monocyclic aromatic carboxylic acid is first subjected to an oxidation treatment in the form of a solution in an aqueous reaction medium at a high temperature under predetermined conditions.

【0014】本発明で使用する反応媒体は、上記したよ
うに水性のものであって、水または水を主体とする媒体
である。 後者の例としては、酢酸水溶液がある。 し
かし、一般には蒸留水、イオン交換水などの水を使用す
れば十分である。 反応媒体の使用量は、反応温度にお
いて粗製の単環芳香族カルボン酸を少なくとも部分的
に、好ましくは完全に溶解する量とする。 通常は、粗
製物に対して質量で2〜20倍量を使用する。 とく
に、3〜10倍量が好ましい。 反応媒体の量が少なす
ぎれば、いうまでもなく粗製単環芳香族カルボン酸の溶
解量が小さく、酸化反応による精製が十分に行なわれな
い。 多すぎる場合、反応の進行上は差し支えないが、
大型の反応器を必要とし、単環芳香族カルボン酸の回収
に要するエネルギー消費が増すなど、経済的に不利にな
る。
The reaction medium used in the present invention is aqueous as described above, and is water or a medium containing water as a main component. An example of the latter is aqueous acetic acid. However, it is generally sufficient to use water such as distilled water or ion-exchanged water. The amount of reaction medium used is such that at the reaction temperature the crude monocyclic aromatic carboxylic acid is at least partially, preferably completely dissolved. Usually, 2 to 20 times the mass of the crude product is used. Particularly, the amount of 3 to 10 times is preferable. Needless to say, if the amount of the reaction medium is too small, the amount of the crude monocyclic aromatic carboxylic acid dissolved is small, and the purification by the oxidation reaction cannot be sufficiently performed. If it is too much, it does not interfere with the progress of the reaction,
It is economically disadvantageous in that it requires a large reactor and consumes more energy to recover the monocyclic aromatic carboxylic acid.

【0015】反応温度は、粗製の単環芳香族カルボン酸
が反応媒体に十分に溶解する温度をえらぶ。 低い温度
では溶解度が低く、多量の溶媒が必要になる。 温度が
高すぎては、芳香環の開裂やカルボキシル基の脱離な
ど、望ましくない分解反応が生じる。 好ましい温度は
200〜330℃であり、とくに好ましい温度は250
〜310℃である。
The reaction temperature is the temperature at which the crude monocyclic aromatic carboxylic acid is sufficiently dissolved in the reaction medium. At low temperatures the solubility is low and large amounts of solvent are required. If the temperature is too high, undesired decomposition reactions such as cleavage of aromatic rings and elimination of carboxyl groups occur. A preferable temperature is 200 to 330 ° C., and a particularly preferable temperature is 250.
~ 310 ° C.

【0016】不純物を酸化する酸素は、空気、酸素およ
び不活性ガス(窒素など)との混合ガスなどに含まれる
分子状酸素を使用すればよいが、空気で十分である。
酸素の供給量は、粗製単環芳香族カルボン酸中に存在す
る不純物であって本発明で酸化処理の対象とする不完全
酸化段階にある置換基を基準にして、これをカルボキシ
ル基まで酸化させるために必要な酸素分子を1モルとす
るとき、少なくとも0.5モル必要であり、好ましくは
1モル以上、とくに好ましくは5モル以上とする。 酸
素の供給量が不足であると、不純物の酸化反応は進行せ
ず、脱カルボニル反応が進行する。 一方、酸素量を過
大にすることは、かえって着色不純物の生成や芳香環の
開裂など好ましくない副反応を招く上、反応器の耐圧力
を高めなければならないため避けるべきであって、30
モル以内が好ましい。 より好ましくは20モル以内、
とくに好ましいのは15モル以内である。 酸素含有ガ
ス中の酸素ガスの分圧は、0.01〜6MPaが適当であ
り、0.5〜2MPaが好ましい。
As oxygen for oxidizing impurities, molecular oxygen contained in air, a mixed gas of oxygen and an inert gas (such as nitrogen) may be used, but air is sufficient.
The amount of oxygen supplied is an impurity present in the crude monocyclic aromatic carboxylic acid, which is oxidized to the carboxyl group based on the substituent in the incomplete oxidation stage which is the object of the oxidation treatment in the present invention. Therefore, when the number of oxygen molecules required is 1 mol, it is at least 0.5 mol, preferably 1 mol or more, particularly preferably 5 mol or more. When the supply amount of oxygen is insufficient, the oxidation reaction of impurities does not proceed and the decarbonylation reaction proceeds. On the other hand, an excessive amount of oxygen should be avoided because it causes undesirable side reactions such as generation of colored impurities and cleavage of aromatic rings, and the pressure resistance of the reactor must be increased.
It is preferably within a molar range. More preferably within 20 moles,
Particularly preferred is within 15 mol. The partial pressure of oxygen gas in the oxygen-containing gas is suitably 0.01 to 6 MPa, preferably 0.5 to 2 MPa.

【0017】反応系全体の圧力は、反応媒体の少なくと
も一部が液体で存在し得る状態にする。 50質量%以
上が液相部に存在することが好ましく、75質量%程度
存在することがとくに好ましい。 圧力は、系の温度、
酸素分圧、ならびに反応媒体の種類および量に影響され
るため一概にいえないが、通常3〜13MPa であり、好
ましい範囲は5〜10MPaである。
The pressure of the entire reaction system is such that at least a part of the reaction medium can exist as a liquid. It is preferable that 50 mass% or more is present in the liquid phase portion, and it is particularly preferable that it is present in an amount of about 75 mass%. Pressure is the temperature of the system,
Since it is influenced by the oxygen partial pressure and the type and amount of the reaction medium, it cannot be generally stated, but it is usually 3 to 13 MPa, and the preferable range is 5 to 10 MPa.

【0018】酸化触媒として使用する金属触媒は、前記
のように周期律表第VIII族の貴金属すなわちルテニウ
ム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウムお
よび白金の1種または2種以上である。 この触媒は、
粗製の単環芳香族カルボン酸中に不純物として混入して
いる不完全酸化段階にある置換基を有する化合物をさら
に酸化し、これを目的物である単環芳香族カルボン酸に
選択的に変換する。 活性が高いのは、白金、パラジウ
ム、ロジウムおよびルテニウムである。 触媒は粉末状
や顆粒状で使用してもよいし、担体に担持させて使用し
てもよい。 担体としては、活性炭、黒鉛、アルミナ、
ゼオライト、シリカなどが使用できるが、とくに活性炭
が好ましい。 担持量は、全触媒量に対し金属量にして
0.1〜5質量%が適当である。 触媒の使用量は、反
応温度、粗製単環芳香族カルボン酸中の不純物の濃度、
反応器内の滞留時間などの条件によって決定されるが、
一般に、酸化触媒中の貴金属成分に対する粗製単環芳香
族カルボン酸が、質量で約200:1〜約30,00
0:1、好ましくは約2,000:1〜約20,00
0:1となるようにえらんで使用すればよい。 貴金属
触媒が少ないと不純物の酸化反応率が低い値に止まる
し、一方で過大な量の触媒の存在は、脱カルボニル反応
を進行させて好ましくない。
The metal catalyst used as the oxidation catalyst is one or more of the noble metals of Group VIII of the Periodic Table, that is, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium and platinum, as described above. This catalyst
The compound having a substituent in the incomplete oxidation step, which is contaminated as an impurity in the crude monocyclic aromatic carboxylic acid, is further oxidized and selectively converted to the desired monocyclic aromatic carboxylic acid. . Highly active are platinum, palladium, rhodium and ruthenium. The catalyst may be used in the form of powder or granules, or may be used by supporting it on a carrier. As the carrier, activated carbon, graphite, alumina,
Zeolite, silica and the like can be used, but activated carbon is particularly preferable. The supported amount is preferably 0.1 to 5 mass% in terms of metal amount with respect to the total catalyst amount. The amount of the catalyst used depends on the reaction temperature, the concentration of impurities in the crude monocyclic aromatic carboxylic acid,
Although it depends on the conditions such as the residence time in the reactor,
Generally, the crude monocyclic aromatic carboxylic acid to noble metal component in the oxidation catalyst is about 200: 1 to about 30,000 by weight.
0: 1, preferably about 2,000: 1 to about 20,000.
It may be selected and used so that it becomes 0: 1. When the amount of the noble metal catalyst is small, the rate of oxidation reaction of impurities remains at a low value, while the presence of an excessive amount of the catalyst causes the decarbonylation reaction to proceed, which is not preferable.

【0019】反応時間は、粗製単環芳香族カルボン酸と
酸化触媒の量比、酸素濃度および反応温度によって異な
る。 実操業のめやすとして、反応混合物が酸化触媒と
接触している滞留時間、あるいは供給重量速度(WHS
V)で示せば、約200〜200,000g(反応溶
液)/g(酸化触媒中の貴金属成分)・hr、好ましくは、
1,000〜100,000g/g・hrである。
The reaction time depends on the ratio of the crude monocyclic aromatic carboxylic acid to the oxidation catalyst, the oxygen concentration and the reaction temperature. As a measure of actual operation, the residence time during which the reaction mixture is in contact with the oxidation catalyst, or the feed weight rate (WHS
V), about 200 to 200,000 g (reaction solution) / g (noble metal component in the oxidation catalyst) · hr, preferably,
It is 1,000 to 100,000 g / g · hr.

【0020】続いて本発明は、上記の酸化処理を施した
粗製単環芳香族カルボン酸の高温水性溶液から、酸素
を、脱気槽、酸素吸収塔などの既知の方法により除去し
たのち、所定の条件下に水素化処理を行なう。 この水
素化処理は、テレフタル酸やベンゼンポリカルボン酸の
水添精製に一般に採用されている方法を利用することが
できる。
Subsequently, in the present invention, oxygen is removed from the high temperature aqueous solution of the crude monocyclic aromatic carboxylic acid which has been subjected to the above-mentioned oxidation treatment by a known method such as a degassing tank or an oxygen absorption tower, and then predetermined. Hydrotreating is performed under the conditions of. For this hydrogenation treatment, a method that is generally adopted for hydrorefining terephthalic acid or benzene polycarboxylic acid can be used.

【0021】本発明では、水素ガスおよび水素化触媒を
用いて水素化処理を実施する。 水素の供給量は、上記
の酸化処理を行なう前の粗製単環芳香族カルボン酸中に
存在する不完全酸化段階にある置換基を有する化合物1
モルに対し、少なくとも0.02モル必要であり、好ま
しくは0.5モル以上、とくに好ましくは1モル以上と
する。 水素の供給量が不足であると、単環芳香族カル
ボン酸の脱カルボニル反応が進行する。 一方、水素量
を大にすると芳香環の核水素化反応が進行するため、最
大20モル、精製の目的にとっては10モル以下で十分
である。 通常は2〜7モルが最適である。 水素の分
圧は、0.01〜3MPaが適当であり、0.1〜2MPaが
好ましい。
In the present invention, hydrogenation is carried out using hydrogen gas and a hydrogenation catalyst. The amount of hydrogen supplied is the amount of the compound 1 having a substituent in the incomplete oxidation stage present in the crude monocyclic aromatic carboxylic acid before the above-mentioned oxidation treatment.
At least 0.02 mol is required per mol, preferably 0.5 mol or more, particularly preferably 1 mol or more. If the amount of hydrogen supplied is insufficient, the decarbonylation reaction of the monocyclic aromatic carboxylic acid proceeds. On the other hand, if the amount of hydrogen is increased, the nuclear hydrogenation reaction of the aromatic ring proceeds, so a maximum of 20 mol, 10 mol or less for purification purposes is sufficient. Usually, 2 to 7 mol is optimum. The hydrogen partial pressure is suitably 0.01 to 3 MPa, preferably 0.1 to 2 MPa.

【0022】反応温度は200〜330℃が好ましく、
とくに好ましい温度は250〜310℃である。 反応
温度が低いと、粗製単環芳香族カルボン酸の水への溶解
度が極端に低くなり、多量の溶媒が必要となる。 ま
た、温度が高すぎると、芳香環の核水素化および開裂
や、カルボキシル基の脱離等の分解反応が生じる。
The reaction temperature is preferably 200 to 330 ° C.,
A particularly preferred temperature is 250 to 310 ° C. When the reaction temperature is low, the solubility of the crude monocyclic aromatic carboxylic acid in water becomes extremely low, and a large amount of solvent is required. On the other hand, if the temperature is too high, a nuclear hydrogenation and cleavage of an aromatic ring and a decomposition reaction such as elimination of a carboxyl group occur.

【0023】反応系内全体の圧力は、反応媒体の少なく
とも一部が液体で存在し得る状態にする。 50質量%
以上が液相部に存在することが好ましく、75質量%程
度存在することがとくに好ましい。 圧力は、系の温
度、水素分圧、ならびに反応媒体の種類および量に影響
されるため一概にいえないが、通常3〜13MPa であ
り、好ましい範囲は5〜10MPaである。
The overall pressure in the reaction system is such that at least part of the reaction medium can be in liquid form. 50 mass%
The above is preferably present in the liquid phase part, particularly preferably about 75% by mass. The pressure cannot be generally specified because it is affected by the temperature of the system, the hydrogen partial pressure, and the type and amount of the reaction medium, but it is usually 3 to 13 MPa, and the preferable range is 5 to 10 MPa.

【0024】水素化触媒として使用する金属触媒は、前
記のように周期率表第VIII族の貴金属すなわちパラジウ
ム、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、イリジウム、
および白金の1種類または2種類以上である。 この触
媒は、前記した酸化処理を受けた後の単環芳香族カルボ
ン酸中の着色成分を無色の化合物へ変換し、また極微量
残存した不完全酸化段階にある置換基を有する単環芳香
族カルボン酸等の不純物を水素化し、目的化合物である
単環芳香族カルボン酸と容易に分離できる化合物へ変換
する。 効率が高い触媒は、白金、パラジウム、ロジウ
ムおよびルテニウムである。 触媒は粉末状、顆粒状で
使用してもよいし、担体に担持させて使用してもよい。
担体としては、活性炭、黒鉛、アルミナ、ゼオライ
ト、シリカなどが使用できるが、とくに活性炭が好まし
い。 担持量は、全触媒量を基準にして0.1〜5質量
%が適当である。 触媒の使用量は、反応温度、粗製単
環芳香族カルボン酸中の不純物の濃度、反応器内の滞留
時間等の条件によって決定されるが、一般に、水素化触
媒中の貴金属成分に対する粗製単環芳香族カルボン酸
が、質量比で約200:1〜約30,000:1、好ま
しくは約2,000:1〜約20,000:1となるよ
うにえらんで使用すればよい。 貴金属触媒が少ないと
着色成分の除去効果、不純物の水素化反応率が低い値に
止まるし、一方で過大な量の触媒の存在は、単環芳香族
カルボン酸の脱カルボニル反応や芳香環の核水素化反応
を進行させて好ましくない。
The metal catalyst used as the hydrogenation catalyst is, as described above, a noble metal of Group VIII of the periodic table, that is, palladium, rhodium, ruthenium, osmium, iridium,
And one or more of platinum. This catalyst converts the coloring component in the monocyclic aromatic carboxylic acid after being subjected to the above-mentioned oxidation treatment into a colorless compound, and has a very small amount of the monocyclic aromatic ring having a substituent in the incomplete oxidation stage. Impurities such as carboxylic acids are hydrogenated and converted into compounds that can be easily separated from the target compound, a monocyclic aromatic carboxylic acid. Highly efficient catalysts are platinum, palladium, rhodium and ruthenium. The catalyst may be used in the form of powder or granules, or may be used by supporting it on a carrier.
As the carrier, activated carbon, graphite, alumina, zeolite, silica or the like can be used, but activated carbon is particularly preferable. The supported amount is suitably 0.1 to 5 mass% based on the total amount of catalyst. The amount of the catalyst used is determined by conditions such as the reaction temperature, the concentration of impurities in the crude monocyclic aromatic carboxylic acid, the residence time in the reactor, etc. The aromatic carboxylic acid may be selected and used in a weight ratio of about 200: 1 to about 30,000: 1, preferably about 2,000: 1 to about 20,000: 1. When the amount of noble metal catalyst is small, the effect of removing coloring components and the hydrogenation reaction rate of impurities remain low. On the other hand, the presence of an excessive amount of catalyst causes the decarbonylation reaction of monocyclic aromatic carboxylic acid and the nucleus of aromatic ring. It is not preferable because the hydrogenation reaction proceeds.

【0025】反応は、連続的に行なってもよいしバッチ
操作で行なってもよい。
The reaction may be carried out continuously or in a batch operation.

【0026】反応時間は、粗製単環芳香族カルボン酸と
水素化触媒の量比、水素濃度および反応温度によって異
なる。 実操業のめやすとして、反応混合物が水素化触
媒と接触している滞留時間あるいは供給重量速度(WH
SV)で示せば、約200〜200,000g(反応溶
液)/g(水素化触媒中の貴金属成分)・hr、好ましく
は、1,000〜100,000g/g・hrである。
The reaction time depends on the amount ratio of the crude monocyclic aromatic carboxylic acid to the hydrogenation catalyst, the hydrogen concentration and the reaction temperature. As a measure of actual operation, the residence time during which the reaction mixture is in contact with the hydrogenation catalyst or the feed weight rate (WH
SV), it is about 200 to 200,000 g (reaction solution) / g (noble metal component in the hydrogenation catalyst) · hr, preferably 1,000 to 100,000 g / g · hr.

【0027】水素化還元処理終了後、水性反応媒体中に
固体として存在している水素化触媒と、媒体中に溶解し
ている状態の単環芳香族カルボン酸とを分離する。 反
応を、触媒を固定床としてそこへ反応液を通過させる連
続法により行なえば、おのずから触媒と反応液との固液
分離ができる。
After completion of the hydroreduction treatment, the hydrogenation catalyst which is present as a solid in the aqueous reaction medium and the monocyclic aromatic carboxylic acid which is dissolved in the medium are separated. If the reaction is carried out by a continuous method in which the catalyst is used as a fixed bed and the reaction solution is passed therethrough, solid-liquid separation of the catalyst and the reaction solution can be naturally performed.

【0028】単環芳香族カルボン酸は一般に常温常圧下
では水に難溶ないしほとんど不溶であるが、高温高圧下
では反応媒体への溶解度が高まるから、溶解させた状態
で濾過・遠心分離などの手段で酸化触媒と反応生成液と
を固液分離することによって、とり出すことができる。
単環芳香族カルボン酸が水性媒体に溶解しやすい高温
高圧の条件とは、温度が200℃以上、圧力が3MPa 以
上であって、この条件下では単環芳香族カルボン酸の水
に対する溶解度が、少なくとも10質量%程度ある。
実用上の限界は、温度330℃、圧力10MPa である。
好適範囲は、温度250〜310℃、圧力7〜10MP
a である。 触媒は、還元処理などの通常の再生処理を
行なった後、再使用できる。
Generally, a monocyclic aromatic carboxylic acid is hardly soluble or almost insoluble in water under normal temperature and normal pressure, but its solubility in a reaction medium increases under high temperature and high pressure, so that it may be filtered or centrifuged in a dissolved state. It can be taken out by solid-liquid separation of the oxidation catalyst and the reaction product liquid by means.
The conditions of high temperature and high pressure at which a monocyclic aromatic carboxylic acid is easily dissolved in an aqueous medium are a temperature of 200 ° C. or higher and a pressure of 3 MPa or higher. Under these conditions, the solubility of the monocyclic aromatic carboxylic acid in water is It is at least about 10% by mass.
The practical limits are a temperature of 330 ° C. and a pressure of 10 MPa.
The preferred range is a temperature of 250 to 310 ° C and a pressure of 7 to 10MP.
a. The catalyst can be reused after being subjected to normal regeneration treatment such as reduction treatment.

【0029】固液分離に続いて、得られた反応液を冷却
し、単環芳香族カルボン酸を晶出させる。 晶出の温度
は、200℃以下30℃程度までの間とする。 好まし
いのは、100〜35℃である。 このとき、冷却速度
は25℃/min以下が好ましく、さらに好ましくは10℃
/min以下とする。 冷却速度が速すぎると、析出する単
環芳香族カルボン酸の粒子が極端に細かくなり、母液と
の分離が困難になる。析出した精製単環芳香族カルボン
酸は、濾過・遠心分離などの手段により回収する。
Subsequent to solid-liquid separation, the obtained reaction liquid is cooled to crystallize a monocyclic aromatic carboxylic acid. The crystallization temperature is between 200 ° C and 30 ° C. 100-35 degreeC is preferable. At this time, the cooling rate is preferably 25 ° C / min or less, more preferably 10 ° C.
/ min or less. If the cooling rate is too fast, the precipitated monocyclic aromatic carboxylic acid particles become extremely fine, and separation from the mother liquor becomes difficult. The precipitated purified monocyclic aromatic carboxylic acid is recovered by means such as filtration and centrifugation.

【0030】不完全酸化段階にある置換基、代表的には
ホルミル基−CHOは、高温高圧の水性反応媒体中で、
貴金属触媒の存在下に適量の分子状酸素を作用させる
と、カルボキシル基に酸化される。 その結果、たとえ
ば粗製テレフタル酸に含まれる代表的不純物である4−
CBAはテレフタル酸となり、純度の向上と収率の改善
とが一挙に実現する。 さらに水素化処理することによ
り、その他の不純物、とくに着色成分を減少させること
により、色相を大幅に改善することができる。ここでい
う不完全酸化段階にある置換基とは、アルデヒド、ヒド
ロキシアルキル、アルキルなどの置換基である。
Substituents in the incomplete oxidation stage, typically the formyl group --CHO, are reacted in an aqueous reaction medium at elevated temperature and pressure,
When a suitable amount of molecular oxygen is applied in the presence of a noble metal catalyst, it is oxidized to a carboxyl group. As a result, for example, a typical impurity contained in crude terephthalic acid is 4-
CBA becomes terephthalic acid, and the improvement of the purity and the improvement of the yield are realized all at once. Further hydrogenation treatment can significantly improve the hue by reducing other impurities, especially coloring components. The substituent in the incomplete oxidation stage here is a substituent such as aldehyde, hydroxyalkyl and alkyl.

【0031】[0031]

【実施例】以下の実施例において、純度の測定は、高速
液体クロマトグラフィ−(HPLC)により、分析カラ
ム:Asahipak ODP−50(Shodex)、溶媒:10mM
−NaH2PO4+5mM−テトラブチルアンモニウムブロ
マイド(pH7.5)水溶液/アセトニトリルを用いて行
なった。 また、各単環芳香族カルボン酸をジアゾメタ
ンによりメチルエステル化して、ガスクロマトグラフィ
ー(GC)により、分析カラムOV−17を用いても行な
った。 色相は、粉体試料を用意して円筒状のガラスセ
ルに詰めたものについて、L値(明度)、a値〔赤(+)
〜緑(−)〕、b値〔黄(+)〜青(−)〕を求めた。
L値が100に近く、a値およびb値が0に近いほ
ど、白色に近いものとなる。
EXAMPLES In the following examples, the purity was measured by high performance liquid chromatography (HPLC), analytical column: Asahipak ODP-50 (Shodex), solvent: 10 mM.
-NaH was performed using 2 PO 4 + 5mM- tetrabutylammonium bromide (pH 7.5) aqueous solution / acetonitrile. Further, each monocyclic aromatic carboxylic acid was subjected to methyl esterification with diazomethane and then subjected to gas chromatography (GC) using an analytical column OV-17. Regarding the hue, the L value (brightness) and the a value [red (+) of a powder sample prepared and packed in a cylindrical glass cell were used.
.About.green (-)] and b value [yellow (+) to blue (-)] were determined.
The closer the L value is to 100 and the closer the a value and the b value are to 0, the closer it is to white.

【0032】〔実施例1〕特開昭60−184043に
記載の方法に従って、パラキシレンを酸化して、粗製テ
レフタル酸を得た。 得られた粗製テレフタル酸は、純
度99質量%で不純物として4−CBAを10,000
ppm含み、色相は〔L 92,a −4,b8〕である。
Example 1 Paraxylene was oxidized according to the method described in JP-A-60-184043 to obtain crude terephthalic acid. The obtained crude terephthalic acid had a purity of 99% by mass and contained 4-CBA as an impurity of 10,000.
It contains ppm and the hue is [L 92, a-4, b8].

【0033】図1に示す実験装置を用いて、上記粗製テ
レフタル酸の精製を行なった。 この装置は、図示して
ないヒーターと保温材を設けてあり、温度コントローラ
ーにより温度を正確に制御されている。
The crude terephthalic acid was purified using the experimental apparatus shown in FIG. This device is provided with a heater and a heat insulating material (not shown), and the temperature is accurately controlled by a temperature controller.

【0034】まず、上部にコンデンサー(11)および
ガス吹き込み管(12)を有し、撹拌機(13)をそな
えたチタン製反応槽(1)に、上記粗製テレフタル酸1
23g、0.5%パラジウム活性炭触媒25.9gおよ
び水600gを装入した。バルブ(3)を開いてガス吹
き込み管(12)から空気5.16Nlを注入した。注入
された酸素は、不完全酸化段階にある置換基をカルボキ
シル基まで酸化するに要する酸素分子1モルに対して
5.9モルに相当する。 撹拌機(13)で撹拌しなが
ら、加熱器(2)で反応槽を加熱し、昇温させた。 反
応槽内の温度が300℃、圧力9.0MPaに達した後、
30分間酸化処理を続けた。
First, in a titanium reaction tank (1) having a condenser (11) and a gas injection pipe (12) on the upper part and equipped with a stirrer (13), the crude terephthalic acid 1
23 g, 25.9 g of 0.5% palladium on activated carbon catalyst and 600 g of water were charged. The valve (3) was opened and 5.16 Nl of air was injected through the gas blowing pipe (12). The injected oxygen corresponds to 5.9 moles per mole of oxygen molecules required to oxidize the substituents in the incomplete oxidation stage to carboxyl groups. While stirring with the stirrer (13), the reaction tank was heated with the heater (2) to raise the temperature. After the temperature in the reactor reaches 300 ° C and the pressure reaches 9.0 MPa,
The oxidation treatment was continued for 30 minutes.

【0035】反応終了後、撹拌機(13)により撹拌し
ながら加熱器(2)の加熱を止め反応槽内の温度を30
℃まで冷却した。 続いて、コンデンサー(11)上部の
排ガスラインを通して反応槽内に残った空気を真空ポン
プにより排除し、反応槽内の系内の圧力を100mmHgと
した。 バルブ(3)を開いてガス吹き込み管(12)か
ら水素0.18Nlを注入した。 注入された水素は、前
記酸化処理前の不完全酸化段階にある置換基を有する化
合物の1倍モルに相当する。 撹拌機(13)により撹
拌しながら、加熱器(2)で反応槽を加熱し、昇温させ
た。 反応槽内の温度が800℃、圧力9.0MPaに達し
た後、30分間水素化処理を行なった。
After completion of the reaction, the heating in the heater (2) was stopped while stirring with the stirrer (13), and the temperature in the reaction tank was adjusted to 30
Cooled to ° C. Then, the air remaining in the reaction tank was removed by a vacuum pump through the exhaust gas line above the condenser (11), and the pressure in the system inside the reaction tank was set to 100 mmHg. The valve (3) was opened, and 0.18 Nl of hydrogen was injected through the gas blowing pipe (12). The injected hydrogen corresponds to 1 time mol of the compound having a substituent in the incomplete oxidation step before the oxidation treatment. While stirring by the stirrer (13), the reaction tank was heated by the heater (2) to raise the temperature. After the temperature in the reaction tank reached 800 ° C. and the pressure reached 9.0 MPa, hydrogenation treatment was performed for 30 minutes.

【0036】反応終了後、温度を保ったままバルブ
(5)を開き、反応混合物を焼結金属フィルター(4)
を通して触媒と反応生成液とに固液分離し、液を導入管
(62)を通して、コンデンサー(61)が設けてある
冷却槽(6)に移送した。
After the reaction was completed, the valve (5) was opened while maintaining the temperature, and the reaction mixture was mixed with the sintered metal filter (4).
Through a solid-liquid separation into a catalyst and a reaction product liquid, and the liquid was transferred to a cooling tank (6) provided with a condenser (61) through an introduction pipe (62).

【0037】40℃に至るまで、20℃/minの冷却速度
で冷却し、精製テレフタル酸を晶出させた。 冷却槽
(6)の内圧を常圧まで下げた後、バルブ(7)を開い
て精製テレフタル酸を含むスラリーを採取した。
Up to 40 ° C., the purified terephthalic acid was crystallized by cooling at a cooling rate of 20 ° C./min. After lowering the internal pressure of the cooling tank (6) to normal pressure, the valve (7) was opened to collect a slurry containing purified terephthalic acid.

【0038】このスラリーを減圧濾過して固体と母液と
を分離した。 固体を乾燥させてから純度を測定したと
ころ、99.99質量%以上(4−CBA含有量100
ppm以下)であり、色相も〔L 96,a −1.7,b
0.6〕と改善され、より明かるい白色になっていた。
テレフタル酸の回収率は99質量%以上であった。
The slurry was filtered under reduced pressure to separate the solid from the mother liquor. When the purity was measured after drying the solid, it was 99.99 mass% or more (4-CBA content 100
ppm or less), and the hue is [L 96, a -1.7, b
0.6], resulting in a brighter white color.
The recovery rate of terephthalic acid was 99% by mass or more.

【0039】〔実施例2〕実施例1と同じ装置を使用
し、実施例1と同様にして製造した粗製テレフタル酸を
精製した。
Example 2 Using the same apparatus as in Example 1, the crude terephthalic acid produced in the same manner as in Example 1 was purified.

【0040】操業条件および結果は、つぎのとおり: 酸化処理 (装 入 物) 粗製テレフタル酸 123g 0.5%ルテニウム活性炭触媒 25.9g 水 600g 空気 5.19Nl=酸素量5.9倍モル (反応条件) 温度 300℃、 圧力 9.0MPa、 時間 30分間 水素化処理 (装 入 物) 粗製テレフタル酸 123g 0.5%ルテニウム活性炭触媒 25.9g 水 600g 水素 0.18Nl(1倍モル) (反応条件) 温度 300℃、 圧力 9.0MPa、 時間 30分間 (晶出条件) 40℃まで20℃/minの冷却速度で冷却 結 果 (精 製 品) テレフタル酸純度 99.99質量%以上 4−CBA含有量 100ppm以下 色相〔L 95.9,a −1.6,b 0.9〕 テレフタル酸回収率 99質量%以上。The operating conditions and results are as follows: Oxidation treatment (charge) Crude terephthalic acid 123 g 0.5% Ruthenium activated carbon catalyst 25.9 g Water 600 g Air 5.19 Nl = oxygen amount 5.9 times mol (reaction Conditions) Temperature 300 ° C., pressure 9.0 MPa, time 30 minutes Hydrotreatment (charge) Crude terephthalic acid 123 g 0.5% Ruthenium activated carbon catalyst 25.9 g Water 600 g Hydrogen 0.18 Nl (1 time mole) (reaction conditions) ) Temperature 300 ° C, pressure 9.0 MPa, time 30 minutes (crystallization condition) Cooling down to 40 ° C at a cooling rate of 20 ° C / min Result (refined product) Terephthalic acid purity 99.99% by mass or more 4-CBA included Quantity 100 ppm or less Hue [L 95.9, a -1.6, b 0.9] Terephthalic acid recovery rate 99 mass% or more.

【0041】〔実施例3〕実施例1と同じ装置を使用
し、実施例1と同様に製造した粗製テレフタル酸を精製
した。
Example 3 Using the same apparatus as in Example 1, crude terephthalic acid produced in the same manner as in Example 1 was purified.

【0042】操業条件および結果は、つぎのとおり: 酸化処理 (装 入 物) 粗製テレフタル酸 123g 0.5%パラジウム活性炭触媒 25.9g 水 600g 空気 0.87Nl=酸素量1倍モル (反応条件) 温度 300℃、 圧力 9.3MPa、 時間 30分間 水素化処理 (装 入 物) 粗製テレフタル酸 123g 0.5%パラジウム活性炭触媒 25.9g 水 600g 水素 0.18Nl(1倍モル) (反応条件) 温度 300℃、 圧力 9.0MPa、 時間 30分間 (晶出条件) 40℃まで20℃/minの冷却速度で冷却 結 果 (精 製 品) テレフタル酸純度 99.99質量%以上 4−CBA含有量 100ppm以下 色相〔L 96,a −1.8,b 0.5〕 テレフタル酸回収率 99質量%以上。The operating conditions and results are as follows: Oxidation treatment (charge) Crude terephthalic acid 123 g 0.5% Palladium activated carbon catalyst 25.9 g Water 600 g Air 0.87 Nl = 1 mole of oxygen (reaction conditions) Temperature 300 ° C, Pressure 9.3MPa, Time 30 minutes Hydrogenation (charge) Crude terephthalic acid 123g 0.5% Palladium activated carbon catalyst 25.9g Water 600g Hydrogen 0.18Nl (1 time mole) (reaction condition) Temperature 300 ℃, pressure 9.0MPa, time 30 minutes (crystallization condition) Cool down to 40 ℃ at a cooling rate of 20 ℃ / min Result (refined product) Terephthalic acid purity 99.99% by mass or more 4-CBA content 100ppm Hue [L 96, a -1.8, b 0.5] Terephthalic acid recovery rate 99 mass% or more.

【0043】〔実施例4〕実施例1と同じ装置を使用
し、実施例1と同様に製造した粗製テレフタル酸を精製
した。 反応媒体として、水/酢酸混合物を使用した。
そのほかの操業条件および結果は、つぎのとおり: 酸化処理 (装 入 物) 粗製テレフタル酸 123g 0.5%パラジウム活性炭触媒 25.9g 50質量%酢酸水溶液 600g 空気 5.19Nl=酸素量5.9倍モル (反応条件) 温度 300℃、 圧力 9.0MPa、 時間 30分間 水素化処理 (装 入 物) 粗製テレフタル酸 123g 0.5%パラジウム活性炭触媒 25.9g 50質量%酢酸水溶液 600g 水素 0.18Nl(1倍モル) (反応条件) 温度 300℃、 圧力 9.0MPa、 時間 30分間 (晶出条件) 40℃まで20℃/minの冷却速度で冷却 結 果 (精 製 品) テレフタル酸純度 99.99質量%以上 4−CBA含有量 100ppm以下 色相〔L 96.1,a −1.6,b 0.4〕 テレフタル酸回収率 99質量%以上。
Example 4 Using the same equipment as in Example 1, the crude terephthalic acid produced in the same manner as in Example 1 was purified. A water / acetic acid mixture was used as the reaction medium.
Other operating conditions and results are as follows: Oxidation treatment (charge) Crude terephthalic acid 123g 0.5% Palladium activated carbon catalyst 25.9g 50 mass% acetic acid aqueous solution 600g Air 5.19Nl = oxygen amount 5.9 times. Molar (reaction conditions) Temperature 300 ° C., pressure 9.0 MPa, time 30 minutes Hydrogenation treatment (charge) Crude terephthalic acid 123 g 0.5% Palladium activated carbon catalyst 25.9 g 50 mass% acetic acid aqueous solution 600 g Hydrogen 0.18 Nl ( (1 mol) (reaction condition) temperature 300 ° C, pressure 9.0 MPa, time 30 minutes (crystallization condition) cooling to 40 ° C at a cooling rate of 20 ° C / min Result (refined product) Terephthalic acid purity 99.99 Mass% or more 4-CBA content 100 ppm or less Hue [L 96.1, a-1.6, b 0.4] Terephthalic acid recovery rate 99 mass% or more.

【0044】〔実施例5〕実施例1と同じ装置を使用
し、実施例1と同様に製造した粗製テレフタル酸を精製
した。 操業条件および結果は、つぎのとおり: 酸化処理 (装 入 物) 粗製テレフタル酸 12.3g 0.5%パラジウム活性炭触媒 2.59g 水 600g 空気 0.52Nl=酸素量5.9倍モル (反応条件) 温度 250℃、 圧力 4.0MPa、 時間 30分間 水素化処理 (装 入 物) 粗製テレフタル酸 12.3g 0.5%パラジウム活性炭触媒 2.59g 水 600g 水素 0.02Nl(1倍モル) (反応条件) 温度 250℃、 圧力 4.0MPa、 時間 30分間 (晶出条件) 40℃まで20℃/minの冷却速度で冷却 結 果 (精 製 品) テレフタル酸純度 99.98質量%以上 4−CBA含有量 100ppm以下 色相〔L 95.8,a −1.6,b 0.9〕 テレフタル酸回収率 99質量%以上。
Example 5 Using the same equipment as in Example 1, the crude terephthalic acid produced in the same manner as in Example 1 was purified. The operating conditions and results are as follows: Oxidation treatment (charge) Crude terephthalic acid 12.3 g 0.5% Palladium activated carbon catalyst 2.59 g Water 600 g Air 0.52 Nl = oxygen amount 5.9 times mol (reaction conditions ) Temperature 250 ° C., pressure 4.0 MPa, time 30 minutes Hydrotreatment (charge) Crude terephthalic acid 12.3 g 0.5% palladium on activated carbon catalyst 2.59 g water 600 g hydrogen 0.02 Nl (1 mole) (reaction) Conditions) Temperature 250 ° C, pressure 4.0 MPa, time 30 minutes (crystallization conditions) Cooling down to 40 ° C at a cooling rate of 20 ° C / min Result (refined product) Terephthalic acid purity 99.98% by mass or more 4-CBA Content 100 ppm or less Hue [L 95.8, a -1.6, b 0.9] Terephthalic acid recovery rate 99 mass% or more.

【0045】〔実施例6〕実施例1と同じ装置を使用
し、実施例1と同様に製造した粗製テレフタル酸を精製
した。 操業条件および結果は、つぎのとおり: 酸化処理 (装 入 物) 粗製テレフタル酸 123g 0.5%パラジウム活性炭触媒 25.9g 水 600g 空気 13.2Nl=酸素量15倍モル (反応条件) 温度 300℃、 圧力 9.5MPa、 時間 30分間 水素化処理 (装 入 物) 粗製テレフタル酸 123g 0.5%パラジウム活性炭触媒 25.9g 水 600g 水素 0.18Nl(1倍モル) (反応条件) 温度 300℃、 圧力 9.0MPa、 時間 30分間 (晶出条件) 40℃まで20℃/minの冷却速度で冷却 結 果 (精 製 品) テレフタル酸純度 99.99質量%以上 4−CBA含有量 100ppm以下 色相〔L 95.9,a −1.6,b 0.7〕 テレフタル酸回収率 99質量%以上。
Example 6 Using the same apparatus as in Example 1, the crude terephthalic acid produced in the same manner as in Example 1 was purified. The operating conditions and results are as follows: Oxidation treatment (charge) Crude terephthalic acid 123 g 0.5% Palladium activated carbon catalyst 25.9 g Water 600 g Air 13.2 Nl = 15 times mole oxygen (reaction condition) Temperature 300 ° C , Pressure 9.5MPa, time 30 minutes hydrotreatment (charge) crude terephthalic acid 123g 0.5% palladium on activated carbon catalyst 25.9g water 600g hydrogen 0.18Nl (1 mol) (reaction condition) temperature 300 ° C, Pressure 9.0 MPa, time 30 minutes (crystallization condition) Cooling up to 40 ° C at a cooling rate of 20 ° C / min Result (refined product) Terephthalic acid purity 99.99% by mass or more 4-CBA content 100 ppm or less Hue [ L 95.9, a -1.6, b 0.7] Terephthalic acid recovery rate 99 mass% or more.

【0046】〔実施例7〕実施例1と同じ装置を使用
し、実施例1と同様に製造した粗製テレフタル酸を精製
した。 操業条件および結果は、つぎのとおり: 酸化処理 (装 入 物) 粗製テレフタル酸 123g 0.5%パラジウム活性炭触媒 25.9g 水 600g 空気 5.19Nl=酸素量5.9倍モル (反応条件) 温度 300℃、 圧力 9.0MPa、 時間 30分間 水素化処理 (装 入 物) 粗製テレフタル酸 123g 0.5%パラジウム活性炭触媒 25.9g 水 600g 水素 0.01Nl(0.05倍モル) (反応条件) 温度 300℃、 圧力 9.0MPa、 時間 30分間 (晶出条件) 40℃まで20℃/minの冷却速度で冷却 結 果 (精 製 品) テレフタル酸純度 99.99質量%以上 4−CBA含有量 100ppm以下 色相〔L 95.9,a −1.4,b 0.7〕 テレフタル酸回収率 99質量%以上。
Example 7 Using the same apparatus as in Example 1, the crude terephthalic acid produced in the same manner as in Example 1 was purified. The operating conditions and results are as follows: Oxidation treatment (charge) Crude terephthalic acid 123 g 0.5% Palladium activated carbon catalyst 25.9 g Water 600 g Air 5.19 Nl = oxygen amount 5.9 times mol (reaction condition) Temperature 300 ° C, Pressure 9.0MPa, Time 30 minutes Hydrogenation (charge) Crude terephthalic acid 123g 0.5% Palladium activated carbon catalyst 25.9g Water 600g Hydrogen 0.01Nl (0.05 times mole) (reaction condition) Temperature 300 ℃, Pressure 9.0MPa, Time 30 minutes (Crystallization condition) Cool to 40 ℃ at a cooling rate of 20 ℃ / min Result (refined product) Terephthalic acid purity 99.99% by mass or more 4-CBA content 100 ppm or less Hue [L 95.9, a -1.4, b 0.7] Terephthalic acid recovery rate 99 mass% or more.

【0047】〔比較例1〕実施例1と同じ装置を使用
し、実施例1と同様に製造した粗製テレフタル酸を精製
した。 処理は酸化だけで、水素化は行なわなかった。
操業条件および結果はつぎのとおり: 酸化処理 (装 入 物) 粗製テレフタル酸 123g 0.5%パラジウム活性炭触媒 25.9g 水 600g 空気 圧力5.19Nl=酸素量5.9倍モル (反応条件) 温度 300℃、 圧力 9.0MPa、 時間 30分間 (晶出条件) 40℃まで20℃/minの冷却速度で冷却 結 果 (精 製 品) テレフタル酸純度 99.99質量%以上 4−CBA含有量 100ppm以下 色相〔L 95.9,a −1.7,b 2.1〕 テレフタル酸回収率 99質量%以上。
Comparative Example 1 Crude terephthalic acid produced in the same manner as in Example 1 was purified using the same apparatus as in Example 1. The treatment was only oxidation and no hydrogenation.
The operating conditions and results are as follows: Oxidation treatment (charge) Crude terephthalic acid 123 g 0.5% Palladium activated carbon catalyst 25.9 g Water 600 g Air pressure 5.19 Nl = oxygen amount 5.9 times mol (reaction condition) Temperature 300 ℃, pressure 9.0MPa, time 30 minutes (crystallization condition) Cool down to 40 ℃ at a cooling rate of 20 ℃ / min Result (refined product) Terephthalic acid purity 99.99% by mass or more 4-CBA content 100ppm or less Hue [L 95.9, a-1.7, b 2.1] Recovery rate of terephthalic acid: 99% by mass or more.

【0048】水素化処理を行なわないときは、b値を1
以下に低下させられないことが確認された。
When hydrogenation is not performed, the b value is set to 1
It was confirmed that it could not be lowered below.

【0049】〔比較例2〕実施例1と同じ装置を使用
し、実施例1と同様に製造した粗製テレフタル酸を精製
した。 酸化処理に当り、貴金属触媒を担持していな
い、単なる活性炭を使用した。 操業条件および結果は
つぎのとおり: 酸化処理 (装 入 物) 粗製テレフタル酸 123g 活性炭 24.6g 水 600g 空気 5.19Nl=酸素量5.9倍モル (反応条件) 温度 300℃、 圧力 9.0MPa、 時間 30分間 水素化処理 (装 入 物) 粗製テレフタル酸 123g 活性炭 24.6g 水 600g 水素 0.18Nl(1倍モル) (反応条件) 温度 300℃、 圧力 9.0MPa、 時間 30分間 (晶出条件) 40℃まで20℃/minの冷却速度で冷却 結 果 (精 製 品) テレフタル酸純度 99.4質量%以上 4−CBA含有量 1000ppm以下 p−トルイル酸含有量 4700ppm 安息香酸含有量 200ppm 色相〔L 95.1,a −1.8,b 0.9〕 テレフタル酸回収率 97質量%以上 酸化処理に貴金属触媒を使用しないときは、テレフタル
酸への変換が完全でないため、回収率が低くなることが
確認された。
[Comparative Example 2] Crude terephthalic acid produced in the same manner as in Example 1 was purified using the same apparatus as in Example 1. For the oxidation treatment, mere activated carbon which does not carry a precious metal catalyst was used. The operating conditions and the results are as follows: Oxidation treatment (charge) Crude terephthalic acid 123 g Activated carbon 24.6 g Water 600 g Air 5.19 Nl = oxygen amount 5.9 times mol (reaction conditions) Temperature 300 ° C., pressure 9.0 MPa, Time 30 minutes Hydrogenation treatment (charge) Crude terephthalic acid 123 g Activated carbon 24.6 g Water 600 g Hydrogen 0.18 Nl (1 mol) (reaction conditions) Temperature 300 ° C, pressure 9.0 MPa, time 30 minutes (crystallization conditions) ) Cooling down to 40 ° C at a cooling rate of 20 ° C / min Result (refined product) Purity of terephthalic acid 99.4 mass% or more 4-CBA content 1000ppm or less p-toluic acid content 4700ppm Benzoic acid content 200ppm Hue [ L 95.1, a -1.8, b 0.9] Terephthalic acid recovery rate of 97 mass% or more When no precious metal catalyst is used for the oxidation treatment, terephthalic acid is used. For conversion to Le acid is not complete, it was confirmed that the recovery rate is low.

【0050】〔比較例3〕実施例1と同じ装置を使用
し、実施例1で精製したものと同じ粗製テレフタル酸を
精製した。 まず、上部にコンデンサー(11)およびガ
ス吹き込み管(12)を有し、撹拌機(13)をそなえた
チタン製反応槽(1)に、上記粗製2,6−テレフタル
酸123g、酸化銅触媒26.6gおよび水600gを
装入した。バルブ(3)を開いてガス吹き込み管(1
2)から空気5.19Nlを注入した。注入された酸素
は、不完全酸化段階にある置換基に対してこれをカルボ
キシル基まで酸化するに要する酸素分子の5.9モルに
相当する。 撹拌機(13)で撹拌しながら、加熱器
(2)で反応槽を加熱し、昇温させた。 反応槽内の温
度が300℃、圧力9.0MPaに達した後、30分間反
応を続けた。
Comparative Example 3 Using the same apparatus as in Example 1, the same crude terephthalic acid as that purified in Example 1 was purified. First, 123 g of the crude 2,6-terephthalic acid and the copper oxide catalyst 26 were placed in a titanium reaction tank (1) having a condenser (11) and a gas blowing pipe (12) in the upper part and equipped with a stirrer (13). 0.6 g and 600 g of water were charged. Open the valve (3) to open the gas injection pipe (1
5.19 Nl of air was injected from 2). The injected oxygen corresponds to 5.9 moles of oxygen molecules required to oxidize a substituent in the incomplete oxidation stage to a carboxyl group. While stirring with the stirrer (13), the reaction tank was heated with the heater (2) to raise the temperature. After the temperature in the reaction tank reached 300 ° C. and the pressure reached 9.0 MPa, the reaction was continued for 30 minutes.

【0051】反応終了後、温度を保ったままバルブ
(5)を開き、反応混合物を焼結金属フィルター(4)
を通して触媒と反応生成液とに固液分離し、液を導入管
(62)を通して、コンデンサー(61)が設けてある
冷却槽(6)に移送した。
After completion of the reaction, the valve (5) was opened while maintaining the temperature, and the reaction mixture was mixed with the sintered metal filter (4).
Through a solid-liquid separation into a catalyst and a reaction product liquid, and the liquid was transferred to a cooling tank (6) provided with a condenser (61) through an introduction pipe (62).

【0052】40℃に至るまで、20℃/minの冷却速度
で冷却し、精製テレフタル酸を晶出させた。 冷却槽
(6)の内圧を常圧まで下げた後、バルブ(7)を開い
て、精製テレフタル酸を含むスラリーを採取した。
Up to 40 ° C., the purified terephthalic acid was crystallized by cooling at a cooling rate of 20 ° C./min. After reducing the internal pressure of the cooling tank (6) to normal pressure, the valve (7) was opened and the slurry containing purified terephthalic acid was collected.

【0053】このスラリーを減圧濾過して固体と母液と
を分離した。 次に、上記の酸化反応に用いた反応装置
に、固液分離により採取した2,6−テレフタル酸と酸
化反応の触媒である0.5%ルテニウム活性炭触媒2
5.9gとを装入し、新たな水600gを加えた。 バ
ルブ(3)を開いて、ガス吹き込み管(12)から水素
0.18Nlを注入した。 注入された水素は、前記酸化
処理前の不完全酸化段階にある置換基を有する化合物に
対して、モル比で1倍に相当する。 撹拌機(13)に
より撹拌しながら、加熱器(2)で反応槽を加熱し、昇
温させた。 反応槽内の温度が300℃、圧力9.0MP
aに達した後、30分間反応を続けた。
The slurry was filtered under reduced pressure to separate the solid from the mother liquor. Next, in the reactor used for the above-mentioned oxidation reaction, 2,6-terephthalic acid collected by solid-liquid separation and 0.5% ruthenium activated carbon catalyst 2 which is a catalyst for the oxidation reaction.
5.9 g was charged and 600 g of fresh water was added. The valve (3) was opened, and 0.18 Nl of hydrogen was injected through the gas blowing pipe (12). The injected hydrogen corresponds to a molar ratio of 1 time with respect to the compound having a substituent in the incomplete oxidation step before the oxidation treatment. While stirring by the stirrer (13), the reaction tank was heated by the heater (2) to raise the temperature. Temperature in the reaction tank is 300 ℃, pressure is 9.0MP
After reaching a, the reaction was continued for 30 minutes.

【0054】反応終了後、温度を保ったままバルブ
(5)を開き、反応混合物を焼結金属フィルター(4)
を通して触媒と反応生成液とに固液分離し、液を導入管
(62)を通して、コンデンサー(61)が設けてある
冷却槽(6)に移送した。
After completion of the reaction, the valve (5) was opened while maintaining the temperature, and the reaction mixture was mixed with the sintered metal filter (4).
Through a solid-liquid separation into a catalyst and a reaction product liquid, and the liquid was transferred to a cooling tank (6) provided with a condenser (61) through an introduction pipe (62).

【0055】40℃に至るまで、20℃/minの冷却速度
で冷却し、精製テレフタル酸を晶出させた。 冷却槽
(6)の内圧を常圧まで下げた後、バルブ(7)を開い
て精製テレフタル酸を含むスラリーを採取した。
Up to 40 ° C., the purified terephthalic acid was crystallized by cooling at a cooling rate of 20 ° C./min. After lowering the internal pressure of the cooling tank (6) to normal pressure, the valve (7) was opened to collect a slurry containing purified terephthalic acid.

【0056】このスラリーを減圧濾過して固体と母液と
を分離した。 固体を乾燥させてから純度を測定したと
ころ、99.99質量%以上であり、色相は〔L 95.
5,a −1.6,b 0.8〕であった。 4−CBA含
有量は100ppm 以下であった。
The slurry was filtered under reduced pressure to separate the solid from the mother liquor. When the purity was measured after drying the solid, it was 99.99% by mass or more, and the hue was [L 95.
5, a -1.6, b 0.8]. The 4-CBA content was 100 ppm or less.

【0057】しかし、酸化銅触媒を用いた場合は脱カル
ボニル反応が進み、反応母液中に安息香酸が大量に生成
することが確認された。 そのため、テレフタル酸の回
収率は90質量%と低い値であった。
However, it was confirmed that when a copper oxide catalyst was used, the decarbonylation reaction proceeded, and a large amount of benzoic acid was produced in the reaction mother liquor. Therefore, the recovery rate of terephthalic acid was a low value of 90% by mass.

【0058】〔比較例4〕実施例1と同じ装置を使用
し、実施例1と同様に製造した粗製テレフタル酸を精製
した。 操業条件および結果は、つぎのとおり: 酸化処理 (装 入 物) 粗製テレフタル酸 123g 0.5%パラジウム活性炭触媒 25.9g 水 600g 空気 0.18Nl=酸素量0.2倍モル (反応条件) 温度 300℃、 圧力 9.0MPa、 時間 30分間 水素化処理 (装 入 物) 粗製テレフタル酸 123g 0.5%パラジウム活性炭触媒 25.9g 水 600g 水素 0.18Nl(1倍モル) (反応条件) 温度 300℃、 圧力 9.0MPa、 時間 30分間 (晶出条件) 40℃まで20℃/minの冷却速度で冷却 結 果 (精 製 品) テレフタル酸純度 98質量%以上 4−CBA含有量 100ppm以下 p−トルイル酸含有量 6200ppm 安息香酸含有量 5800ppm 色相〔L 95.1,a −1.7,b 0.5〕 テレフタル酸回収率 97質量% 酸素量が不足であったため脱カルボニル反応が進み、多
量の不純物が生成していた。
[Comparative Example 4] Crude terephthalic acid produced in the same manner as in Example 1 was purified using the same apparatus as in Example 1. The operating conditions and results are as follows: Oxidation treatment (charge) Crude terephthalic acid 123 g 0.5% Palladium activated carbon catalyst 25.9 g Water 600 g Air 0.18 Nl = 0.2 times mole oxygen (reaction conditions) Temperature 300 ° C., pressure 9.0 MPa, time 30 minutes Hydrogenation (charge) Crude terephthalic acid 123 g 0.5% Palladium activated carbon catalyst 25.9 g Water 600 g Hydrogen 0.18 Nl (1 mol) (reaction condition) Temperature 300 ℃, pressure 9.0MPa, time 30 minutes (crystallization condition) Cool down to 40 ℃ at a cooling rate of 20 ℃ / min Result (refined product) Terephthalic acid purity 98 mass% or more 4-CBA content 100ppm or less p- Toluic acid content 6200ppm Benzoic acid content 5800ppm Hue [L 95.1, a-1.7, b 0.5] Terephthalic acid recovery rate 97 mass% Oxygen There is decarbonylation reaction because it was insufficient proceeds, was produced a large amount of impurities.

【0059】〔実施例8〕実施例1と同じ装置を使用
し、特開平2−196752に記載の方法により製造し
た下記の粗製トリメリット酸を精製した: 純度:99質量% 不純物量 1,2−ジカルボキシ−4−トルエン 10,000ppm 色相:〔L 90,a −4.4,b 13〕。
Example 8 Using the same apparatus as in Example 1, the following crude trimellitic acid produced by the method described in JP-A-2-196752 was purified: Purity: 99% by mass Impurity amount 1,2 -Dicarboxy-4-toluene 10,000 ppm Hue: [L90, a-4.4, b13].

【0060】前記した反応槽に上記粗製トリメリット酸
117g、0.5%ルテニウム活性炭触媒25.9gお
よび水600gを装入した。 続いて空気13.2Nlを
注入した。 注入された酸素は、不完全酸化段階にある
置換基に対してこれをカルボキシル基まで酸化するに要
する酸素分子の15モルに相当する。 撹拌しながら反
応槽を加熱し、昇温させた。 反応槽内の温度が300
℃、圧力9.3MPa に達した後、90分間反応を続け
た。
The above-mentioned reaction vessel was charged with 117 g of the above-mentioned crude trimellitic acid, 25.9 g of 0.5% ruthenium activated carbon catalyst and 600 g of water. Subsequently, 13.2 Nl of air was injected. The injected oxygen corresponds to 15 moles of oxygen molecules required to oxidize a substituent in the incomplete oxidation stage to a carboxyl group. The reaction tank was heated with stirring to raise the temperature. The temperature in the reaction tank is 300
After reaching ℃ and pressure of 9.3 MPa, the reaction was continued for 90 minutes.

【0061】反応終了後、温度を保ったまま反応混合物
を触媒と反応生成液とに固液分離し、液を冷却槽に移送
した。 40℃に至るまで、20℃/minの冷却速度で冷
却し、トリメリット酸を晶出させた。 冷却槽の内圧を
常圧まで下げた後、トリメリット酸を含むスラリーを採
取した。
After completion of the reaction, the reaction mixture was subjected to solid-liquid separation into a catalyst and a reaction product solution while maintaining the temperature, and the solution was transferred to a cooling tank. Up to 40 ° C., it was cooled at a cooling rate of 20 ° C./min to crystallize trimellitic acid. After reducing the internal pressure of the cooling tank to normal pressure, a slurry containing trimellitic acid was collected.

【0062】このスラリーを減圧濾過して固体と母液と
を分離した。 次に、上記の酸化反応に用いた反応装置
に、採取したトリメリット酸と0.5%パラジウム活性
炭触媒25.9gとを装入し、新たな水600gを加え
た。 続いて水素1.1Nlを注入した。 注入された水
素は、前記酸化処理前の不完全酸化段階にある置換基を
有する化合物に対して、モル比で6倍に相当する。 撹
拌しながら反応槽を加熱し、昇温させた。 反応槽内の
温度が300℃、圧力9.0MPa に達した後、30分間
反応を続けた。
The slurry was filtered under reduced pressure to separate the solid from the mother liquor. Then, the collected trimellitic acid and 25.9 g of 0.5% palladium activated carbon catalyst were charged into the reactor used for the above oxidation reaction, and 600 g of new water was added. Subsequently, 1.1 Nl of hydrogen was injected. The injected hydrogen corresponds to a molar ratio of 6 times that of the compound having a substituent in the incomplete oxidation stage before the oxidation treatment. The reaction tank was heated with stirring to raise the temperature. After the temperature in the reaction tank reached 300 ° C. and the pressure reached 9.0 MPa, the reaction was continued for 30 minutes.

【0063】反応終了後、温度を保ったまま反応混合物
を触媒と反応生成液とに固液分離し、液を冷却槽に移送
した。 40℃に至るまで、20℃/minの冷却速度で冷
却し、精製トリメリット酸を晶出させた。 冷却槽の内
圧を常圧まで下げた後、精製トリメリット酸を含むスラ
リーを採取した。
After completion of the reaction, the reaction mixture was subjected to solid-liquid separation into a catalyst and a reaction product solution while maintaining the temperature, and the solution was transferred to a cooling tank. The purified trimellitic acid was crystallized by cooling at a cooling rate of 20 ° C / min up to 40 ° C. After reducing the internal pressure of the cooling tank to normal pressure, a slurry containing purified trimellitic acid was collected.

【0064】このスラリーを減圧濾過して固体と母液と
を分離した。 固体を乾燥させてから純度を測定したと
ころ、99.9質量%以上であり、色相は〔L 95.
2,a −2.0,b 1.1〕であった。 不純物の1,
2−ジカルボキシ−4−トルエンの含有量は100ppm
以下であり、トリメリット酸の回収率は99.5質量%
以上であった。
The slurry was filtered under reduced pressure to separate the solid from the mother liquor. When the purity was measured after drying the solid, it was 99.9 mass% or more, and the hue was [L 95.
2, a-2.0, b1.1]. One of the impurities
2-dicarboxy-4-toluene content is 100ppm
Below, the recovery rate of trimellitic acid is 99.5 mass%
That was all.

【0065】〔実施例9〕実施例1と同じ装置を使用
し、特開平2−184652に記載の方法により製造し
た下記の粗製ピロメリット酸を、実施例8と同様の操業
によって精製した: 純度:97質量% 不純物量 1,2−ジカルボキシ−4,5−フタリド 12,000ppm 2,4,5−トリカルボキシトルエン 12,000ppm 色相:〔L 90,a −4.4,b 13〕。
Example 9 Using the same apparatus as in Example 1, the following crude pyromellitic acid produced by the method described in JP-A-2-184652 was purified by the same operation as in Example 8: Purity : 97 mass% Impurity amount 1,2-dicarboxy-4,5-phthalide 12,000 ppm 2,4,5-tricarboxytoluene 12,000 ppm Hue: [L 90, a -4.4, b 13].

【0066】操業条件および結果は、つぎのとおりであ
る: 酸化処理 (装 入 物) 粗製ピロメリット酸 70.5g 0.5%ルテニウム活性炭触媒 21.6g 水 600g 空気 22.9Nl=酸素量26倍モル (反応条件) 温度 300℃、 圧力 10MPa、 時間 30分間 水素化処理 (装 入 物) 粗製ピロメリット酸 0.5%パラジウム活性炭触媒 21.6g 水 600g 水素 1.1Nl(6倍モル) (反応条件) 温度 300℃、 圧力 9.0MPa、 時間 30分間 (晶出条件) 40℃まで20℃/minの冷却速度で冷却 結 果 (精 製 品) ピロメリット酸純度 99.99質量%以上 1,2−ジカルボキシ−4,5−フタリド含有量 100ppm以下 2,4,5−トリカルボキシトルエン含有量 100ppm以下 色相〔L 95,a −1.9,b 1.3〕 ピロメリット酸回収率 98質量%以上。
The operating conditions and results are as follows: Oxidation treatment (charge) Crude pyromellitic acid 70.5 g 0.5% Ruthenium activated carbon catalyst 21.6 g Water 600 g Air 22.9 Nl = 26 times oxygen amount Molar (reaction conditions) Temperature 300 ° C, pressure 10MPa, time 30 minutes Hydrogenation (charge) Crude pyromellitic acid 0.5% Palladium activated carbon catalyst 21.6g Water 600g Hydrogen 1.1Nl (6 times mole) (reaction) Conditions) Temperature 300 ° C, pressure 9.0 MPa, time 30 minutes (crystallization condition) Cooling up to 40 ° C at a cooling rate of 20 ° C / min Result (refined product) Pyromellitic acid purity 99.99% by mass or more 1, 2-dicarboxy-4,5-phthalide content 100 ppm or less 2,4,5-tricarboxytoluene content 100 ppm or less Hue [L 95, a -1.9, b 1.3] Pyromellitic acid recovery rate is 98% by mass or more.

【0067】〔比較例5〕実施例1と同じ装置を使用
し、実施例1と同様に製造した粗製テレフタル酸を精製
した。 操業条件および結果は、つぎのとおり: 酸化処理 (装 入 物) 粗製テレフタル酸 12.3g 0.5%パラジウム活性炭触媒 2.59g 水 600g 空気 5.19Nl=酸素量59倍モル (反応条件) 温度 300℃、 圧力 9.0MPa、 時間 30分間 水素化処理 (装 入 物) 粗製テレフタル酸 12.3g 0.5%パラジウム活性炭触媒 2.59g 水 600g 水素 0.054Nl(3倍モル) (反応条件) 温度 300℃、 圧力 9.0MPa、 時間 30分間 (晶出条件) 40℃まで20℃/minの冷却速度で冷却 結 果 (精 製 品) テレフタル酸純度 99.7質量%以上 4−CBA含有量 400ppm以下 安息香酸含有量 1800ppm 色相〔L 94.8,a −1.5,b 0.8〕 テレフタル酸回収率 96質量% 酸素量が過剰であったため副反応が進み、テレフタル酸
の回収率が低い値となった。
[Comparative Example 5] Crude terephthalic acid produced in the same manner as in Example 1 was purified using the same apparatus as in Example 1. The operating conditions and results are as follows: Oxidation treatment (charge) Crude terephthalic acid 12.3 g 0.5% Palladium activated carbon catalyst 2.59 g Water 600 g Air 5.19 Nl = 59 times mol oxygen (reaction condition) Temperature 300 ° C, pressure 9.0 MPa, time 30 minutes Hydrogenation (charge) Crude terephthalic acid 12.3 g 0.5% palladium activated carbon catalyst 2.59 g water 600 g hydrogen 0.054 Nl (3 times mole) (reaction conditions) Temperature 300 ℃, Pressure 9.0MPa, Time 30 minutes (Crystallization condition) Cool down to 40 ℃ at a cooling rate of 20 ℃ / min Result (refined product) Terephthalic acid purity 99.7 mass% or more 4-CBA content 400 ppm or less Benzoic acid content 1800 ppm Hue [L 94.8, a -1.5, b 0.8] Terephthalic acid recovery rate 96 mass% Side reaction due to excessive oxygen content Look, became the recovery rate of terephthalic acid is a low value.

【0068】〔比較例6〕実施例1と同じ装置を使用
し、実施例1と同様に製造した粗製テレフタル酸を精製
した。 操業条件および結果は、つぎのとおり: 酸化処理 (装 入 物) 粗製テレフタル酸 123g 0.5%パラジウム活性炭触媒 25.9g 水 600g 空気 5.19Nl=酸素量5.9倍モル (反応条件) 温度 300℃、 圧力 9.0MPa、 時間 30分間 水素化処理 (装 入 物) 粗製テレフタル酸 123g 0.5%パラジウム活性炭触媒 25.9g 水 600g 水素 3.6Nl(20倍モル) (反応条件) 温度 300℃、 圧力 9.0MPa、 時間 30分間 (晶出条件) 40℃まで20℃/minの冷却速度で冷却 結 果 (精 製 品) テレフタル酸純度 99.4質量%以上 4−CBA含有量 100ppm以下 安息香酸含有量 100ppm以下 1,4シクロヘキサンジカルボン酸含有量 200ppm 色相〔L 96,a −1.7,b 0.4〕 テレフタル酸回収率 98質量%以下 水素量が過剰であったため芳香環の核水素化反応が進
み、1,4シクロヘキサンジカルボン酸が生成すること
が確認された。
[Comparative Example 6] Crude terephthalic acid produced in the same manner as in Example 1 was purified using the same apparatus as in Example 1. The operating conditions and results are as follows: Oxidation treatment (charge) Crude terephthalic acid 123 g 0.5% Palladium activated carbon catalyst 25.9 g Water 600 g Air 5.19 Nl = oxygen amount 5.9 times mol (reaction condition) Temperature 300 ° C., pressure 9.0 MPa, time 30 minutes Hydrogenation treatment (charge) Crude terephthalic acid 123 g 0.5% Palladium activated carbon catalyst 25.9 g Water 600 g Hydrogen 3.6 Nl (20 times mole) (reaction condition) Temperature 300 ℃, pressure 9.0MPa, time 30 minutes (crystallization condition) Cool down to 40 ℃ at a cooling rate of 20 ℃ / min Result (refined product) Terephthalic acid purity 99.4 mass% or more 4-CBA content 100ppm or less Benzoic acid content 100 ppm or less 1,4 Cyclohexanedicarboxylic acid content 200 ppm Hue [L 96, a -1.7, b 0.4] Terephthalic acid recovery rate 8 wt% or less hydrogen content proceeds nuclear hydrogenation of an aromatic ring because it was excessive, be generated 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid was confirmed.

【0069】[0069]

【発明の効果】本発明に従い、水性反応媒体中で既知の
貴金属触媒を使用して適量の酸素を粗製単環芳香族カル
ボン酸に作用させることにより、不完全酸化段階にある
置換基をカルボキシル基にまで酸化して、不純物を目的
生成物に変えることができる。その結果、単環芳香族カ
ルボン酸の純度のみならず収率も向上する。 さらに、
貴金属触媒を使用してごくわずかな水素を作用させるこ
とにより、単環芳香族カルボン酸の色相が著しく改善さ
れる。 従って、本発明により精製した単環芳香族カル
ボン酸の使用は、それを原料とするポリマーの色相の改
善に役立つ。
INDUSTRIAL APPLICABILITY In accordance with the present invention, a suitable noble metal catalyst in an aqueous reaction medium is used to react an appropriate amount of oxygen with the crude monocyclic aromatic carboxylic acid to thereby convert the substituent in the incomplete oxidation stage into a carboxyl group. Impurities can be converted to the desired products by oxidation to. As a result, not only the purity of the monocyclic aromatic carboxylic acid but also the yield is improved. further,
By using a noble metal catalyst and allowing a slight amount of hydrogen to act thereon, the hue of the monocyclic aromatic carboxylic acid is significantly improved. Therefore, the use of the monocyclic aromatic carboxylic acid purified according to the present invention helps improve the hue of the polymer from which it is derived.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施例に使用した実験装置の構成を
示す、概念的な縦断面図。
FIG. 1 is a conceptual vertical cross-sectional view showing the configuration of an experimental device used in an example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 反応槽 11 コンデンサー 12 ガス吹き込み管 13
撹拌機 2 加熱器 4 焼結金属フィルター 6 冷却槽 61 コンデンサー 62 導入管 3,5,7 バルブ
1 Reaction Tank 11 Condenser 12 Gas Injection Tube 13
Stirrer 2 Heater 4 Sintered metal filter 6 Cooling tank 61 Condenser 62 Introducing pipe 3, 5, 7 Valve

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07C 51/265 2115−4H C07C 51/265 51/47 2115−4H 51/47 51/487 2115−4H 51/487 63/307 2115−4H 63/307 63/313 2115−4H 63/313 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72)発明者 浦里 延明 埼玉県幸手市権現堂1134−2 株式会社コ スモ総合研究所研究開発センター内Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication C07C 51/265 2115-4H C07C 51/265 51/47 2115-4H 51/47 51/487 2115-4H 51 / 487 63/307 2115-4H 63/307 63/313 2115-4H 63/313 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72) Inventor Nobuaki Urasato 1134-2 Gongendo, Satte City, Saitama Prefecture Sumo Research Institute R & D Center

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルキル置換基または一部酸化されたア
ルキル置換基を有する単環芳香族化合物の置換基を酸化
することにより得た粗製の単環芳香族カルボン酸を精製
する方法において、(1)粗製の単環芳香族カルボン酸
を、高温の水性反応媒体中で第VIII族貴金属触媒の存在
下に、粗製単環芳香族カルボン酸中の不完全酸化段階に
ある置換基をカルボキシル基まで酸化するに要する酸素
分子1モルに対し0.5〜30モルの分子状酸素により
酸化し、さらに(2)第VIII族貴金属触媒の存在下に水
素を作用させて還元し、(3)生成した単環芳香族カル
ボン酸を前記高温の水性反応媒体に溶解させた状態で前
記貴金属触媒と固液分離し、ついで(4)反応生成液を
冷却して単環芳香族カルボン酸を析出させ、回収するこ
とを特徴とする単環芳香族カルボン酸の精製方法。
1. A method for purifying a crude monocyclic aromatic carboxylic acid obtained by oxidizing a substituent of a monocyclic aromatic compound having an alkyl substituent or a partially oxidized alkyl substituent, wherein (1 ) Oxidizing the crude monocyclic aromatic carboxylic acid to the carboxyl group in the incomplete oxidation stage of the crude monocyclic aromatic carboxylic acid in the presence of a Group VIII noble metal catalyst in a high temperature aqueous reaction medium. Oxidation with 0.5 to 30 moles of molecular oxygen per mole of oxygen molecule required for the reaction, and further (2) reduction by the action of hydrogen in the presence of a Group VIII noble metal catalyst. The ring aromatic carboxylic acid is dissolved in the high temperature aqueous reaction medium and solid-liquid separated from the precious metal catalyst, and then (4) the reaction product liquid is cooled to precipitate and recover the monocyclic aromatic carboxylic acid. A monocyclic aromatic compound characterized by Purification method of family carboxylic acid.
【請求項2】 前記工程(2)を、粗製単環芳香族カル
ボン酸中に存在する不完全酸化段階にある置換基を有す
る化合物1モルに対し0.02〜10モルの水素を作用
させて実施する請求項1の精製方法。
2. The step (2) is carried out by reacting 0.02 to 10 mol of hydrogen with respect to 1 mol of the compound having a substituent in the incomplete oxidation stage present in the crude monocyclic aromatic carboxylic acid. The purification method according to claim 1, which is carried out.
【請求項3】 単環芳香族カルボン酸がジカルボン酸で
ある請求項1または2の精製方法。
3. The purification method according to claim 1, wherein the monocyclic aromatic carboxylic acid is a dicarboxylic acid.
【請求項4】 単環芳香族カルボン酸がトリカルボン酸
以上のポリカルボン酸である請求項1または2の精製方
法。
4. The method according to claim 1 or 2, wherein the monocyclic aromatic carboxylic acid is a polycarboxylic acid which is a tricarboxylic acid or more.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6833472B2 (en) 2000-07-14 2004-12-21 Eurotecnica Development And Licensing Spa Process for the purification of aromatic carboxylic acids
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