JPH10316614A - Production of aromatic polycarboxylic acid - Google Patents
Production of aromatic polycarboxylic acidInfo
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- JPH10316614A JPH10316614A JP12930797A JP12930797A JPH10316614A JP H10316614 A JPH10316614 A JP H10316614A JP 12930797 A JP12930797 A JP 12930797A JP 12930797 A JP12930797 A JP 12930797A JP H10316614 A JPH10316614 A JP H10316614A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は芳香族カルボン酸の
製造方法に関し、特にパラキシレンを酸化することによ
って得られるテレフタル酸を製造する方法に関するもの
である。The present invention relates to a method for producing an aromatic carboxylic acid, and more particularly to a method for producing terephthalic acid obtained by oxidizing para-xylene.
【0002】[0002]
【従来の技術】芳香族カルボン酸を製造する酸化反応槽
を設計する際のポイントは、原料である芳香族アルキル
と酸素の反応効率である。上記を改善するために、今ま
でに触媒の種類・調合量、撹拌翼の種類及びノズル位置
に関する規定等、数々の特許が出願されている。その中
で、反応槽の構造に関する公知例を以下に示す。2. Description of the Related Art A key point in designing an oxidation reactor for producing an aromatic carboxylic acid is a reaction efficiency between an aromatic alkyl as a raw material and oxygen. In order to improve the above, a number of patents have been filed, including regulations on the type and preparation amount of the catalyst, the type of the stirring blade, and the nozzle position. Among them, known examples relating to the structure of the reaction tank are shown below.
【0003】特公昭51−41624号公報では、撹拌
翼の間隔、複数の原料の供給管、単位体積あたりの撹拌
動力を規定することにより、反応槽内の反応物質の分散
・混合が良好になるため、不純物の少ない製品が効率的
に回収できるということが紹介されている。In Japanese Patent Publication No. 51-41624, the dispersion and mixing of the reactants in the reaction vessel are improved by defining the spacing between the stirring blades, the supply pipes for a plurality of raw materials, and the stirring power per unit volume. Therefore, it is introduced that a product having a small amount of impurities can be efficiently recovered.
【0004】特開昭58−52243号公報では、芳香
族アルキルと溶媒の混合液が反応槽に供給される位置を
規定し、その他に反応温度、供給液における水と溶媒の
比、反応槽内の水分濃度を規定することにより、溶媒で
ある酢酸のバーニングロスを減少させることが紹介され
ている。In Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-52243, the position at which a mixture of an aromatic alkyl and a solvent is supplied to a reaction vessel is defined. By reducing the burning loss of acetic acid as a solvent by defining the water concentration of the acetic acid.
【0005】特開昭59−190946号公報では、触
媒の一種である臭素化合物を原料供給管及び、反応によ
って得られたスラリーの抜き出し管の近傍に供給するこ
とにより、着色及び未反応不純物の少ない製品が得られ
ることが紹介されている。In Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-190946, a bromine compound, which is a kind of catalyst, is supplied to a raw material supply pipe and a vicinity of a pipe for extracting a slurry obtained by the reaction to reduce coloring and unreacted impurities. It is introduced that the product can be obtained.
【0006】特開平2−9839号公報では、酸化用ガ
ス供給ノズルの位置と本数、撹拌器のタイプ、位置及び
バッフルを規定し、製造される芳香族カルボン酸の工学
的品質、酢酸のバーニングロス、反応収率を改善するこ
と等が紹介されている。In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-9839, the position and number of the oxidizing gas supply nozzles, the type and position of the stirrer and the baffle are specified, the engineering quality of the aromatic carboxylic acid produced, and the burning loss of acetic acid. And improving the reaction yield.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】テレフタル酸等の芳香
族カルボン酸は大半が酸化反応槽内で結晶化される。こ
こで、酸化反応の効率を改善し、結晶中に含有される4
−CBA、p−トルイル酸等の不純物を減らす事によ
り、後工程である精製工程の負荷を軽減し、経済的に有
益である。Most of aromatic carboxylic acids such as terephthalic acid are crystallized in an oxidation reactor. Here, the efficiency of the oxidation reaction is improved and 4
By reducing impurities such as -CBA, p-toluic acid, etc., the load on the subsequent purification step is reduced, which is economically beneficial.
【0008】酸化反応槽において、不純物が生成される
原因は、反応槽内における局所的な酸素不足であり、そ
れを防止するためには、気泡を微少に破砕し、槽内に均
一となるように分散させる必要がある。[0008] In the oxidation reaction tank, the cause of the generation of impurities is a local lack of oxygen in the reaction tank. In order to prevent this, the bubbles are finely crushed so that the air becomes uniform in the tank. Need to be dispersed.
【0009】次に、気泡だけでなく被酸化されるキシレ
ン等の原料、触媒、溶媒等も槽内に均一となるように分
散させて、酸化反応がスムーズに進むようにする必要が
ある。Next, it is necessary to disperse not only bubbles but also raw materials such as xylene to be oxidized, a catalyst, a solvent, and the like in the tank so that the oxidation reaction proceeds smoothly.
【0010】酸化反応の効率を改善する手段としては、
多種あるが、酢酸のバーニングロスが増えたり、エネル
ギー原単位が悪化したり、経済性に悪影響を及ぼす。経
済性に悪影響を与えずに、反応の効率を改善する手段が
望まれる。Means for improving the efficiency of the oxidation reaction include:
Although there are many types, burning loss of acetic acid increases, energy intensity deteriorates, and economical effects are adversely affected. A means is desired to improve the efficiency of the reaction without adversely affecting economics.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】以上の問題点に鑑み、本
発明では、酸化反応槽最下段の撹拌翼の径を他の撹拌翼
の径より大きくすることにより、酸化反応の改善を溶媒
のバーニングロスの増加及び、過剰な撹拌動力を与える
ことなく達成する。かつ、空気または高濃度酸素、キシ
レン等の被酸化物、触媒及び溶媒を反応槽の縦方向に関
して分割供給することにより、さらにその効果は大きく
なる。In view of the above problems, in the present invention, the oxidation reaction is improved by increasing the diameter of the lowermost stirring blade of the oxidation reaction tank to be larger than the diameter of the other stirring blades. Achieved without increasing burning loss and applying excessive stirring power. In addition, the effect is further enhanced by dividing and supplying air or high-concentration oxygen, an oxide such as xylene, a catalyst and a solvent in the longitudinal direction of the reaction tank.
【0012】芳香族カルボン酸、特にテレフタル酸を製
造する酸化反応槽においては、原料、触媒、溶媒、気
泡、得られる結晶を反応槽内にそれぞれ均一となるよう
に分散することが、反応効率を高め、不純物の生成を減
らす上で重要である。In an oxidation reactor for producing an aromatic carboxylic acid, particularly terephthalic acid, it is necessary to uniformly disperse the raw material, catalyst, solvent, bubbles, and crystals obtained in the reactor, thereby increasing the reaction efficiency. It is important to increase and reduce the generation of impurities.
【0013】上記の酸化反応槽に供給される空気または
高濃度酸素の量は、空塔線速度に換算すると3〜10c
m/sになり、他のプロセスにおける通気反応槽と比較
しても極めて大きい。通気量がここまで多いと、多孔ノ
ズル、スパージャー等の手段では、空気を破砕できず、
気泡が分散しないため、一般に撹拌で気泡を破砕する。
空気を効果的に破砕するためには、剪断力の強いフラッ
トタイプの撹拌翼を選定する必要がある。そのなかでも
ディスクタービンタイプの撹拌翼は気泡がディスクの部
分で滞留するため、空気の吹き抜けを防止でき、通気反
応槽に用いるには最適な撹拌翼と考えられる。The amount of air or high-concentration oxygen supplied to the above oxidation reaction tank is 3 to 10 c in terms of a superficial linear velocity.
m / s, which is extremely large as compared with aeration reactors in other processes. If the ventilation rate is so large, air cannot be crushed by means such as a perforated nozzle or sparger,
Since the bubbles do not disperse, the bubbles are generally broken by stirring.
In order to effectively crush the air, it is necessary to select a flat-type stirring blade having a strong shearing force. Among them, the disk turbine type stirring blade is considered to be the most suitable stirring blade for use in the aeration reaction tank because air bubbles can be prevented from bleeding because the air bubbles stay in the disk portion.
【0014】通常、酸化反応槽に供給される空気または
高濃度酸素は、最下段撹拌翼の下部より全量、もしくは
大部分が供給される。気液の接触時間(気泡の液相内の
滞留時間)を増やすためにも、その位置が最も適切であ
る。気泡を液相内に均一となるように分散するために
は、空気の供給直後に細かく破砕することが効果的であ
る。気泡を破砕するためには、そのポイント、即ち最下
段の撹拌翼に大きな撹拌動力を与えることが必要であ
る。撹拌器の動力は、回転数と撹拌翼の径によって決定
される。そこで、撹拌翼の径を最下段だけ大きくするこ
とにより、気泡の破砕を改善し、結果的に反応効率を改
善できる。最下段の撹拌翼の径を他の撹拌翼の径より、
1.1〜1.5倍、好ましくは1.15〜1.3倍にす
ることにより、撹拌動力の増加、溶媒のバーニングロス
の増加を招くことなく、不純物量を減少させ、より高品
質の芳香族カルボン酸を得ることができる。Normally, all or most of the air or high-concentration oxygen supplied to the oxidation reaction tank is supplied from the lower part of the lowermost stirring blade. In order to increase the gas-liquid contact time (residence time of bubbles in the liquid phase), the position is most appropriate. In order to uniformly disperse the bubbles in the liquid phase, it is effective to finely crush the bubbles immediately after the supply of air. In order to break the bubbles, it is necessary to apply a large stirring power to that point, that is, the lowermost stirring blade. The power of the stirrer is determined by the rotation speed and the diameter of the stirring blade. Therefore, by increasing the diameter of the stirring blade only in the lowermost stage, it is possible to improve the crushing of bubbles and, as a result, the reaction efficiency. The diameter of the lowermost impeller is larger than the diameter of the other impellers.
By increasing the ratio by 1.1 to 1.5 times, preferably 1.15 to 1.3 times, the amount of impurities can be reduced without increasing the stirring power and increasing the burning loss of the solvent. An aromatic carboxylic acid can be obtained.
【0015】本発明より、従来法と比較し、反応槽内に
存在する気泡の平均気泡径が小さくなり、気液の接触界
面積が増加する。結果的に酸素が液相に効果的に吸収さ
れ、反応の効率を改善する。According to the present invention, as compared with the conventional method, the average bubble diameter of the bubbles present in the reaction tank becomes smaller, and the area of the gas-liquid contact interface increases. As a result, oxygen is effectively absorbed into the liquid phase, improving the efficiency of the reaction.
【0016】また、最下段の撹拌翼のみ、回転数を大き
くする手段もあるが、機器製作が難しくなり、また機器
製作費も高くなるため実用的ではない。There is also a means for increasing the number of revolutions of only the lowermost agitating blade, but it is not practical because equipment manufacture becomes difficult and equipment manufacture cost increases.
【0017】芳香族アルキルである原料、触媒、溶媒等
の液相成分を槽内に均一に分散させるために、反応槽の
鉛直方向に液の供給ノズルを複数個設けることにより、
槽内の液相の分散・混合はより良くなり、反応の効率も
高まる。In order to uniformly disperse a liquid phase component such as a raw material, a catalyst, and a solvent, which are aromatic alkyls, in a tank, a plurality of liquid supply nozzles are provided in a vertical direction of the reaction tank.
Dispersion and mixing of the liquid phase in the tank are improved, and the efficiency of the reaction is also increased.
【0018】各撹拌翼の所要動力の比に応じて、空気の
投入量を分割することにより、さらに反応の効率が良く
なることがわかった。It has been found that the efficiency of the reaction is further improved by dividing the input amount of air according to the ratio of the required power of each stirring blade.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下の実施例により、本発明を具
体的に説明するが、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。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail with reference to the following examples.
The present invention is not limited to the following embodiments.
【0020】図1に芳香族アルキルを酸化して芳香族カ
ルボン酸を製造するための酸化反応槽10の概形を示し
た。酸化反応槽10には、撹拌器1が備えてあり、複数
の撹拌翼11、12、13が取り付けられる。酸化反応
槽10には、空気を供給するノズル2、6、7、芳香族
アルキル、溶媒、触媒の混合物を供給するノズル3、
4、スラリーを抜き出すノズル5が槽の側面に設置され
ており、反応熱によって生じる溶媒の蒸気及び未反応気
体を抜き出すノズル8、生じた蒸気を冷却して、凝縮し
た溶媒を反応槽内に戻すノズル9が反応槽塔頂部に設置
されている。FIG. 1 shows an outline of an oxidation reaction tank 10 for producing an aromatic carboxylic acid by oxidizing an aromatic alkyl. The oxidation reaction tank 10 is provided with a stirrer 1, and a plurality of stirring blades 11, 12, and 13 are attached. In the oxidation reaction tank 10, nozzles 2, 6, 7 for supplying air, nozzles 3 for supplying a mixture of aromatic alkyl, solvent and catalyst,
4. A nozzle 5 for extracting the slurry is provided on the side surface of the tank, and a nozzle 8 for extracting the vapor of the solvent generated by the reaction heat and the unreacted gas, and cooling the generated vapor to return the condensed solvent into the reaction tank. A nozzle 9 is provided at the top of the reaction tank tower.
【0021】酸化反応槽10は溶媒及び芳香族アルキル
が実質的に液相状態を維持するのに十分な温度・圧力下
におかれている。The oxidation reactor 10 is kept at a temperature and pressure sufficient to maintain the solvent and aromatic alkyl in a substantially liquid state.
【0022】撹拌器1には、3段の撹拌翼11、12、
13が取り付けられている。The stirrer 1 has three stages of stirring blades 11, 12,
13 are attached.
【0023】実施例1:最下段の撹拌翼11の径(d/
D=0.4)を他の撹拌翼の径(d/D=0.33)の
1.2倍とし、パラキシレン、溶媒、触媒の混合物をノ
ズル3、4(供給量比1:1)から、空気をノズル2、
6、7(供給量比8:1:1)から供給した。そのとき
に得られたテレフタル酸中の不純物含有量とパラキシレ
ン(PX)供給量に対する未反応パラキシレンの量の比
を表1に示す。Example 1: The diameter (d / d) of the lowermost stirring blade 11
D = 0.4) is 1.2 times the diameter (d / D = 0.33) of the other stirring blades, and the mixture of para-xylene, solvent and catalyst is supplied to nozzles 3 and 4 (supply ratio 1: 1). From the nozzle 2,
6, 7 (supply ratio 8: 1: 1). Table 1 shows the ratio of the amount of unreacted para-xylene to the amount of impurity contained in terephthalic acid and the amount of para-xylene (PX) supplied at that time.
【0024】ここで、d/Dは撹拌翼径と槽径の比を示
している。Here, d / D indicates the ratio of the diameter of the stirring blade to the diameter of the tank.
【0025】比較例1:最下段の撹拌翼の径を(d/D
=0.33)に変更した。パラキシレン、溶媒、触媒の
混合物と空気の供給量は実施例1と同一である。Comparative Example 1: The diameter of the lowermost stirring blade was set to (d / D
= 0.33). The supply amounts of the mixture of para-xylene, the solvent, the catalyst and the air were the same as in Example 1.
【0026】実施例2、3:実施例1と比較して、実施
例2ではパラキシレン、溶媒、触媒の混合物の供給をノ
ズル3だけにした。実施例3では空気の供給をノズル2
だけとした。パラキシレン、溶媒、触媒の混合物と空気
の供給量は実施例1と同一である。Examples 2 and 3: In comparison with Example 1, in Example 2, the mixture of paraxylene, solvent and catalyst was supplied only to the nozzle 3. In the third embodiment, the supply of air is
And only. The supply amounts of the mixture of para-xylene, the solvent, the catalyst and the air were the same as in Example 1.
【0027】表1に、各実施例及び比較例における主な
操作条件と得られたテレフタル酸中の4−CBA等の不
純物含有量と未反応のパラキシレンの比を示す。Table 1 shows the main operating conditions and the ratio of the content of impurities such as 4-CBA in the obtained terephthalic acid to the unreacted para-xylene in each of Examples and Comparative Examples.
【0028】[0028]
【表1】 [Table 1]
【0029】[0029]
【発明の効果】本発明により、経済性を悪化させること
なく、高品質の芳香族カルボン酸を製造することができ
る。According to the present invention, a high-quality aromatic carboxylic acid can be produced without deteriorating economic efficiency.
【図1】本発明による酸化槽の一実施例を示す概略図で
ある。FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of an oxidation tank according to the present invention.
【符号の説明】 1…酸化反応槽撹拌器、2,6,7…空気供給ノズル、
3,4…原料供給ノズル、8…蒸気排出ノズル、9…凝
縮液還流ノズル、10…酸化反応槽、11,12,13
…撹拌翼。[Explanation of Signs] 1 ... Stirrer for oxidation reaction tank, 2, 6, 7 ... Air supply nozzle,
3, 4 ... material supply nozzle, 8 ... vapor discharge nozzle, 9 ... condensate reflux nozzle, 10 ... oxidation reaction tank, 11, 12, 13
... stirring blades.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西島 健一郎 東京都足立区中川四丁目13番17号 日立テ クノエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 玉橋 克志男 東京都千代田区神田駿河台四丁目6番地 株式会社日立製作所内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Kenichiro Nishijima 4-13-17 Nakagawa, Adachi-ku, Tokyo Inside Hitachi Techno Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Katsushio Tamahashi 4-6-chome, Kanda Surugadai, Chiyoda-ku, Tokyo Address: Inside Hitachi, Ltd.
Claims (5)
数段設けられ、その最下段のインペラーの径が他段のイ
ンペラーの径より、1.1倍から1.5倍の範囲に設定
された酸化反応槽に、原料を投入して上記複数段のイン
ペラーの回転により酸化工程を行うことを特徴とする芳
香族カルボン酸の製造方法。An oxidation reaction tank provided with a plurality of stages of disk turbine type impellers, wherein the diameter of the lowest stage impeller is set to be 1.1 to 1.5 times the diameter of the other stage impellers. A method for producing an aromatic carboxylic acid, wherein a raw material is charged and an oxidation step is performed by rotating the impellers in the plurality of stages.
度酸素を、酸化反応槽の鉛直方向に分割供給することを
特徴とする請求項1記載の芳香族カルボン酸の製造方
法。2. The method for producing an aromatic carboxylic acid according to claim 1, wherein the air or high-concentration oxygen supplied to the oxidation reaction tank is divided and supplied in the vertical direction of the oxidation reaction tank.
溶媒を、酸化反応槽の鉛直方向に分割供給することを特
徴とする請求項1記載の芳香族カルボン酸の製造方法。3. The method for producing an aromatic carboxylic acid according to claim 1, wherein the raw material, the catalyst and the solvent to be supplied to the oxidation reaction tank are divided and supplied in the vertical direction of the oxidation reaction tank.
とを特徴とする請求項1,2又は,3記載の製造方法。4. The method according to claim 1, wherein the aromatic carboxylic acid is terephthalic acid.
数段設けられ、その最下段のインペラーの径が他段のイ
ンペラーの径より、1.1倍から1.5倍の範囲に設定
されたことを特徴とする酸化反応槽。5. A disk turbine type impeller is provided in a plurality of stages, and the diameter of the lowest stage impeller is set to be 1.1 to 1.5 times the diameter of the other stage impeller. Oxidation reaction tank.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12930797A JPH10316614A (en) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | Production of aromatic polycarboxylic acid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12930797A JPH10316614A (en) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | Production of aromatic polycarboxylic acid |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10316614A true JPH10316614A (en) | 1998-12-02 |
Family
ID=15006336
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12930797A Pending JPH10316614A (en) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | Production of aromatic polycarboxylic acid |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10316614A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7153480B2 (en) | 2003-05-22 | 2006-12-26 | David Robert Bickham | Apparatus for and method of producing aromatic carboxylic acids |
WO2016105111A1 (en) * | 2014-12-23 | 2016-06-30 | 에스케이이노베이션 주식회사 | Continuous reactor for simultaneously producing and distilling anhydrosugar alcohol, and method for preparing anhydrosugar alcohol by using same |
-
1997
- 1997-05-20 JP JP12930797A patent/JPH10316614A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7153480B2 (en) | 2003-05-22 | 2006-12-26 | David Robert Bickham | Apparatus for and method of producing aromatic carboxylic acids |
WO2016105111A1 (en) * | 2014-12-23 | 2016-06-30 | 에스케이이노베이션 주식회사 | Continuous reactor for simultaneously producing and distilling anhydrosugar alcohol, and method for preparing anhydrosugar alcohol by using same |
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