JPS58216141A - 酸化方法 - Google Patents
酸化方法Info
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- JPS58216141A JPS58216141A JP9747682A JP9747682A JPS58216141A JP S58216141 A JPS58216141 A JP S58216141A JP 9747682 A JP9747682 A JP 9747682A JP 9747682 A JP9747682 A JP 9747682A JP S58216141 A JPS58216141 A JP S58216141A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、p−キシレンを酸化するための方法及び装置
、詳しくは、p−キシレン及び/又はp−メチルトルエ
ートを酸化するための流れが誘発された環体反応器の使
用に関する。
、詳しくは、p−キシレン及び/又はp−メチルトルエ
ートを酸化するための流れが誘発された環体反応器の使
用に関する。
ジメチルテレフタレー)(DMT)を包含するテレフタ
レートを生成するため、p−キシレン、p−)ルイル酸
及びそれらのエステルをe 化するための種々の、反応
順序、方法及び装置が知られている。例えば、米国特許
出願第4,185,073号は、安息香酸−水の液体溶
媒系中(:おいてp−キシレンを触媒的に9気−酸化す
ることによってテレフタル酸を連続的に製造するための
装置を教示している。米国特許出願第3,923,86
7号は、p−キシレンの酸化によって高純度のモノメチ
ルテレフタレートを製造する方法を教示している。米国
特許第5,513,193号、同第5,887.612
号及び同第3,850,981号は、p−キンしソから
テレフタル酸を製造する種々の方法を教示している。
レートを生成するため、p−キシレン、p−)ルイル酸
及びそれらのエステルをe 化するための種々の、反応
順序、方法及び装置が知られている。例えば、米国特許
出願第4,185,073号は、安息香酸−水の液体溶
媒系中(:おいてp−キシレンを触媒的に9気−酸化す
ることによってテレフタル酸を連続的に製造するための
装置を教示している。米国特許出願第3,923,86
7号は、p−キシレンの酸化によって高純度のモノメチ
ルテレフタレートを製造する方法を教示している。米国
特許第5,513,193号、同第5,887.612
号及び同第3,850,981号は、p−キンしソから
テレフタル酸を製造する種々の方法を教示している。
p−キシレンの酸化生成物は、商業上及び工業上広く用
いられており、特にポリエステルファイバー及びフィル
ムの製造において広く用い 7− られている。p−キシレンを酸化するだめの工業的規模
の方法及び装置は公知であるが、今まで誰も、比較的簡
墜で安価な装置を用いて高収率と良好な温度コントロー
ルを達成していない。
いられており、特にポリエステルファイバー及びフィル
ムの製造において広く用い 7− られている。p−キシレンを酸化するだめの工業的規模
の方法及び装置は公知であるが、今まで誰も、比較的簡
墜で安価な装置を用いて高収率と良好な温度コントロー
ルを達成していない。
また、前記米国時1;においてはいずれも、機械的振と
り方法が酸化の間中利用されている。
り方法が酸化の間中利用されている。
これらの方法は、操作するのにエネルギーを多く必要と
するだrJでなく、機械の故障というような、反応器内
の動く部分において余分な欠点がある。振とうが与えら
れない、他の一般的に使用されている酸化反応器は、反
応器内の温度変化が激しく及び/又は熱移動特性が患い
ため損傷し、その結果、運転コストが増加し、生成物の
品質が低下する。
するだrJでなく、機械の故障というような、反応器内
の動く部分において余分な欠点がある。振とうが与えら
れない、他の一般的に使用されている酸化反応器は、反
応器内の温度変化が激しく及び/又は熱移動特性が患い
ため損傷し、その結果、運転コストが増加し、生成物の
品質が低下する。
外部からの動力源、例えば電気、若しくは機械的振とう
を必要とせずに循環が誘発される反応器が知られている
。反応器の一部へのガスの送入が密度差を生じて循環を
誘発する、液相反応器が、液体と固体粒子を接触させる
ために利用されている。例えば、米国特許出願第5,7
59゜ 8− 669号は、ガスの送入が循環ポンプ系を必要とせずに
触媒粒子を懸濁状C二保持する、同心の反応脚部を有す
る反応器を教示している。米国特許出願第3,552,
934号は、上記反応脚部若しくは区域を二つに分離す
るため鑑二多数の通路を有するパーティンヨンヘッド(
partition head)を使用している。米国
特許出願第3,124,518号は、水素の送入が機械
的振とぅ若しくは攪拌なしに必要な循環を誘発する、水
素添加用の反応器の構造を教示している。
を必要とせずに循環が誘発される反応器が知られている
。反応器の一部へのガスの送入が密度差を生じて循環を
誘発する、液相反応器が、液体と固体粒子を接触させる
ために利用されている。例えば、米国特許出願第5,7
59゜ 8− 669号は、ガスの送入が循環ポンプ系を必要とせずに
触媒粒子を懸濁状C二保持する、同心の反応脚部を有す
る反応器を教示している。米国特許出願第3,552,
934号は、上記反応脚部若しくは区域を二つに分離す
るため鑑二多数の通路を有するパーティンヨンヘッド(
partition head)を使用している。米国
特許出願第3,124,518号は、水素の送入が機械
的振とぅ若しくは攪拌なしに必要な循環を誘発する、水
素添加用の反応器の構造を教示している。
本発明によれは、機械的振とう若しくはボンに酸化され
及び/又はp−メチルトルエートがモノメチルテレフタ
レー)(MMT)に酸化される。反応器のデザインと、
反応器内への酸素含有ガスの送入方法及び送入量によっ
て達成される循環が、本質的に等温での運転を可能にす
る。
及び/又はp−メチルトルエートがモノメチルテレフタ
レー)(MMT)に酸化される。反応器のデザインと、
反応器内への酸素含有ガスの送入方法及び送入量によっ
て達成される循環が、本質的に等温での運転を可能にす
る。
反応器内の最大温度変化は約1.7〜2.8℃(約3〜
5°F)に制限できる。
5°F)に制限できる。
p−キシレン及び/又はp−メチルトルニー) (PM
T)の酸化は、環体を形成するように頂部同志及び底部
同志を第1及び第2の連結管若しくは通路によって連結
された、2つの実質的に垂直な反応カラム若しくは脚部
からなる、循環が誘発された反応器を用いることによっ
て、DMT若しくは他の目的とする最終生成物の連続的
製造方法の一部として効米的且つ効率的に連続して実施
することができる。
T)の酸化は、環体を形成するように頂部同志及び底部
同志を第1及び第2の連結管若しくは通路によって連結
された、2つの実質的に垂直な反応カラム若しくは脚部
からなる、循環が誘発された反応器を用いることによっ
て、DMT若しくは他の目的とする最終生成物の連続的
製造方法の一部として効米的且つ効率的に連続して実施
することができる。
本発明の方法によれば、p−キシレン及び/又はPMT
の酸化は、少陵の触媒の存在下に上記環体反応器を流通
する反応媒体中で、(a)液体反応物即ちI)−−?ν
レン及び/又はPMTを少なくと屯一つの液体反応物送
入機構を通して環体内へ送入すること: (1))反応
媒体の循環を環体内に牛じさせる即ち1−起部1反応脚
部内のガス化した軽い反応媒体を−り方へ流通させ及び
他の反応カラム内のMIJliの高い反応媒体を下方へ
流通させるのに十分な垂直上の間隔を置いて上記環体の
頂部の下方に設けたガス送入機構を通して、上記第1反
応カラム内の反応媒体をカス化即ちその密度を減少させ
るため、2つの上記反応カラムのうちの一つに空気のよ
うな酸素含有ガスを送入するとと;(C)触媒を環体内
へ送入すること;(d)上記第1反応カラムから上記第
2反応カラムへ反応媒体が流通するように、反応媒体を
脱気即ちその密度を増加させるために反応器の環体の頂
部から過剰のガスを排出するとと;及び(e)反応媒体
が上記第1反応カラム内を上昇し、上記第2の“下降側
″の反応カラム内を下降するようC二反応媒体を冷却す
ることによって実施される。酸化された反応生成物即ち
p−トルイル酸及び/又はモノメチルテレフタレー)(
MMT)は、典型的C:は反応器の環体の頂部からあふ
れるようC二して、液体反応物の送入速1#′と略同じ
速度で反応器から除去される。
の酸化は、少陵の触媒の存在下に上記環体反応器を流通
する反応媒体中で、(a)液体反応物即ちI)−−?ν
レン及び/又はPMTを少なくと屯一つの液体反応物送
入機構を通して環体内へ送入すること: (1))反応
媒体の循環を環体内に牛じさせる即ち1−起部1反応脚
部内のガス化した軽い反応媒体を−り方へ流通させ及び
他の反応カラム内のMIJliの高い反応媒体を下方へ
流通させるのに十分な垂直上の間隔を置いて上記環体の
頂部の下方に設けたガス送入機構を通して、上記第1反
応カラム内の反応媒体をカス化即ちその密度を減少させ
るため、2つの上記反応カラムのうちの一つに空気のよ
うな酸素含有ガスを送入するとと;(C)触媒を環体内
へ送入すること;(d)上記第1反応カラムから上記第
2反応カラムへ反応媒体が流通するように、反応媒体を
脱気即ちその密度を増加させるために反応器の環体の頂
部から過剰のガスを排出するとと;及び(e)反応媒体
が上記第1反応カラム内を上昇し、上記第2の“下降側
″の反応カラム内を下降するようC二反応媒体を冷却す
ることによって実施される。酸化された反応生成物即ち
p−トルイル酸及び/又はモノメチルテレフタレー)(
MMT)は、典型的C:は反応器の環体の頂部からあふ
れるようC二して、液体反応物の送入速1#′と略同じ
速度で反応器から除去される。
さらに詳説すると、本発明の方法(二おいて用
□いられる反応器は、機械的振とり若しくはポンプ装置
を用いずに高い液体循環速度で液相反応器と[2て作用
する。循環の原動力は、反応器の二つの脚部に含まれ友
液体反応媒体の垂直な互いに連結され九反応カラムの比
重若しくは重量における差異に基づくものである。一方
のカラムはガス/f&体混合物を含み、他方のカラムは
本質的龜ユガス化されていない液体を含む。第1反応カ
ラム内の反応媒体と給2反応カラム内の反応媒体の比重
におりる差異は、第1若しくは上昇側の画直な反応力ツ
ムだけに空気のような酸素含有ガスを送入するためであ
る。このように、上昇側の脚部若しくはカラムはガス化
された区域を有し、他の岬ち下降側の反応脚部若しくは
カラムは本質的に液体の反応媒体だけを含む。不活性酸
素含有ガス及び不活性ガスは、環体の頂部から排出され
、それによって、反応媒体が下降側の脚部に進入する前
に液体反応媒体からガスの実質的除去を行なう。好まし
い実施態様においては、環体の非ガス化された部分若し
くは下M!側の部分は、本実上、反応熱を除去するため
の管及び殻熱交儀器である。しかし、管状即ち管及び殻
側をガス化した側として利用することもでき、その場合
、管状側は依然として反応熱を除去するために作用する
が、環体の冷却若しくは管状側上のガス送入口を通して
酸素含有ガスが送入される結果、流れが逆になり、液体
反応媒体が管を通して上方へ流通する。
□いられる反応器は、機械的振とり若しくはポンプ装置
を用いずに高い液体循環速度で液相反応器と[2て作用
する。循環の原動力は、反応器の二つの脚部に含まれ友
液体反応媒体の垂直な互いに連結され九反応カラムの比
重若しくは重量における差異に基づくものである。一方
のカラムはガス/f&体混合物を含み、他方のカラムは
本質的龜ユガス化されていない液体を含む。第1反応カ
ラム内の反応媒体と給2反応カラム内の反応媒体の比重
におりる差異は、第1若しくは上昇側の画直な反応力ツ
ムだけに空気のような酸素含有ガスを送入するためであ
る。このように、上昇側の脚部若しくはカラムはガス化
された区域を有し、他の岬ち下降側の反応脚部若しくは
カラムは本質的に液体の反応媒体だけを含む。不活性酸
素含有ガス及び不活性ガスは、環体の頂部から排出され
、それによって、反応媒体が下降側の脚部に進入する前
に液体反応媒体からガスの実質的除去を行なう。好まし
い実施態様においては、環体の非ガス化された部分若し
くは下M!側の部分は、本実上、反応熱を除去するため
の管及び殻熱交儀器である。しかし、管状即ち管及び殻
側をガス化した側として利用することもでき、その場合
、管状側は依然として反応熱を除去するために作用する
が、環体の冷却若しくは管状側上のガス送入口を通して
酸素含有ガスが送入される結果、流れが逆になり、液体
反応媒体が管を通して上方へ流通する。
重要なことは、本発明の方法及び装置によってp−キシ
レン及び/又はPMTを酸化すれば、機械的振とう若し
くは攪拌をせずに、熱交換部を含む反応器内に誘発され
た循環が、反応器内の温度変化を5.6℃(10?)未
満たいていは1.7〜2.8℃(3〜5?)以内に保持
するのに十分なことである。乱流によって達成される優
れた混合と、反応器内の温度差を最小にすることが高い
収率をもたらす。適当な量及び位置でのガスの送入は、
適当な循環、即ち、ガス送入口の部分での乱流と、反応
熱を実質的に全て除去し、反応器及び反応媒体を比較的
一定温度に保持するのに十分な熱交換器内の循環をもた
らす。
レン及び/又はPMTを酸化すれば、機械的振とう若し
くは攪拌をせずに、熱交換部を含む反応器内に誘発され
た循環が、反応器内の温度変化を5.6℃(10?)未
満たいていは1.7〜2.8℃(3〜5?)以内に保持
するのに十分なことである。乱流によって達成される優
れた混合と、反応器内の温度差を最小にすることが高い
収率をもたらす。適当な量及び位置でのガスの送入は、
適当な循環、即ち、ガス送入口の部分での乱流と、反応
熱を実質的に全て除去し、反応器及び反応媒体を比較的
一定温度に保持するのに十分な熱交換器内の循環をもた
らす。
第1図は本発明に係る、p−キシレン及びPM′rの酸
化に有効な反応器の一実施態様を示すものである。反応
器2は、第1及び第2の実質的に垂直なカラム看しくは
ItIllfll即ち第1の上昇側反応力ジム4及び第
2の下降側熱交換カラム6を有する、画壇が誘発された
“環体゛′反応器である。反応力ジム4及び6は、“環
体”を形成するように、それらの」口部同志及び底部同
志が連結通路若しくは連結’#12及び13によって連
結しである。液体反応物即らp−キシレン及び/又はp
−メチルトルエート(PMT)、及び触媒は、反応器の
環体へそれぞれp−キシレン送入機110、PM’[’
過大機構11及び触媒送入機構21を通して送入する[
j p−キシレン送入機構10及びI)MTa人1i1
1111は環体のどこに設けてもよいが、好舊しくは熱
交換器内ではなく、さらに好ましくし、1ガス送入機構
の上流で環体の底部付近に配置1する。空気若しくは他
の酸素含有ガスは、目的とする循環、即ち少なくとも反
応熱を除去するのに十分な熱交換カラムB内の循環を誘
発するのに十分な間隔を環体の頂部から空けて設けたガ
ス送入機構8を通して上記上昇側カラム4内へ送入する
。環体の一〇〇カラムだけへのガスの送入は、反応カラ
ム4内の反応媒体に非ガス化されたカラム6内の反応媒
体より低い密度を付与し、それによって、反応媒体を、
第1反応カラム4内を上方へ及び第2反応カラム6内を
下方へ壇体内を循環させる。過剰のガス及び不活性ガス
は分離され、環体の頂部に設けた排出機構14を通して
反応器を出るため、実質的に脱気された、さらに密度の
高い反応媒体を下降側カラム6に進入させる仁とができ
る。
化に有効な反応器の一実施態様を示すものである。反応
器2は、第1及び第2の実質的に垂直なカラム看しくは
ItIllfll即ち第1の上昇側反応力ジム4及び第
2の下降側熱交換カラム6を有する、画壇が誘発された
“環体゛′反応器である。反応力ジム4及び6は、“環
体”を形成するように、それらの」口部同志及び底部同
志が連結通路若しくは連結’#12及び13によって連
結しである。液体反応物即らp−キシレン及び/又はp
−メチルトルエート(PMT)、及び触媒は、反応器の
環体へそれぞれp−キシレン送入機110、PM’[’
過大機構11及び触媒送入機構21を通して送入する[
j p−キシレン送入機構10及びI)MTa人1i1
1111は環体のどこに設けてもよいが、好舊しくは熱
交換器内ではなく、さらに好ましくし、1ガス送入機構
の上流で環体の底部付近に配置1する。空気若しくは他
の酸素含有ガスは、目的とする循環、即ち少なくとも反
応熱を除去するのに十分な熱交換カラムB内の循環を誘
発するのに十分な間隔を環体の頂部から空けて設けたガ
ス送入機構8を通して上記上昇側カラム4内へ送入する
。環体の一〇〇カラムだけへのガスの送入は、反応カラ
ム4内の反応媒体に非ガス化されたカラム6内の反応媒
体より低い密度を付与し、それによって、反応媒体を、
第1反応カラム4内を上方へ及び第2反応カラム6内を
下方へ壇体内を循環させる。過剰のガス及び不活性ガス
は分離され、環体の頂部に設けた排出機構14を通して
反応器を出るため、実質的に脱気された、さらに密度の
高い反応媒体を下降側カラム6に進入させる仁とができ
る。
もちろん、ガス送入口を適当に配置転換すること(二よ
って、カラム6を上昇側カラムに及びカラム4を下降側
カラムにして流れの方向を逆にすることができる。
って、カラム6を上昇側カラムに及びカラム4を下降側
カラムにして流れの方向を逆にすることができる。
下降側力2ムロは、第1図に示された管及び殻熱交換器
16のような冷却機構を風備している。
16のような冷却機構を風備している。
反応器内の圧力降下を最小にし、高い循環速度を保持す
るために、下降側カラム6の熱交換器16の流通面積は
、上昇側カラム4の流通面積卸1B− ち横断面積と同じかそれ以上の大きさにするのがよい。
るために、下降側カラム6の熱交換器16の流通面積は
、上昇側カラム4の流通面積卸1B− ち横断面積と同じかそれ以上の大きさにするのがよい。
反応112における液体−ガス分離区域19は、下降側
カラム6の上に設けるのが必然的ではないが一般的であ
る。第1図C=示すような構造を有する反応器において
は、液体−ガス表面18は、反応力2ム4及び6の頂部
同志を連結する管若しくは通路12の@部と略同じレベ
ル【:するのが好ましい。p−)ルイル酸及び/又はM
MTからなる液体酸化物は、酸化物取出口20から除去
することができる。酸化物取出口20は、第1図区=示
す如く、頂部のt12と略同じ高さに配置しても、tた
底部の連結管13と略同じ高さに配置してもよいが、い
ずれにしても反応器の下降側に配置される。表面18と
ガス送入機構8の間の重置」−の間隔は、ガス送入口8
の水中にある部分を基準として決定される。一般に、循
環の速度は水中1=ある部分の増加とともに増加する。
カラム6の上に設けるのが必然的ではないが一般的であ
る。第1図C=示すような構造を有する反応器において
は、液体−ガス表面18は、反応力2ム4及び6の頂部
同志を連結する管若しくは通路12の@部と略同じレベ
ル【:するのが好ましい。p−)ルイル酸及び/又はM
MTからなる液体酸化物は、酸化物取出口20から除去
することができる。酸化物取出口20は、第1図区=示
す如く、頂部のt12と略同じ高さに配置しても、tた
底部の連結管13と略同じ高さに配置してもよいが、い
ずれにしても反応器の下降側に配置される。表面18と
ガス送入機構8の間の重置」−の間隔は、ガス送入口8
の水中にある部分を基準として決定される。一般に、循
環の速度は水中1=ある部分の増加とともに増加する。
酸化反応の間における酸素の消費は、反応器の環体の頂
部に到達するガスの量を減少させる。
部に到達するガスの量を減少させる。
16−
しかしながら、当業者に公知であるように、ガス化され
た区域(高さ)はある程度の循環が生じるため、循環は
頂部に到達するガスに依存しない。ガス化された区域が
高いほど即ち水中にある部分が大きいほど循環が大きい
。循環速ぽは、酸素の多くが結局消費されるとしてもい
く分かは酸素によるものである。空気原料に存在する、
ニトロジエンのような不活性ガスは、いずれにせよ、反
応器内での高い循環速度を創出する。
た区域(高さ)はある程度の循環が生じるため、循環は
頂部に到達するガスに依存しない。ガス化された区域が
高いほど即ち水中にある部分が大きいほど循環が大きい
。循環速ぽは、酸素の多くが結局消費されるとしてもい
く分かは酸素によるものである。空気原料に存在する、
ニトロジエンのような不活性ガスは、いずれにせよ、反
応器内での高い循環速度を創出する。
熱交換器内の循環速度は、反応器内の温度変化を約2.
8C(約57)まで減少させるのに十分なものである。
8C(約57)まで減少させるのに十分なものである。
酸素含有ガスとして空気を使用する場合、酸化されるp
−=?νレン及び/又はPMT1モル当り空気約14.
3モル即ち酸素約′ 3モルの送入が、さらに好ましい
循環と熱除去をもたらす。循環を引き起す力は、反応器
内の圧力降下によって調整する。p−キシレン1モル当
りとは、p−キシレン、PMT及び/又は酸化されるp
−キシレンの他の中間物の1モル当りの平均である。典
型的反応条件は、温度が約140℃−約170℃でm力
が約4〜約8気圧である。
−=?νレン及び/又はPMT1モル当り空気約14.
3モル即ち酸素約′ 3モルの送入が、さらに好ましい
循環と熱除去をもたらす。循環を引き起す力は、反応器
内の圧力降下によって調整する。p−キシレン1モル当
りとは、p−キシレン、PMT及び/又は酸化されるp
−キシレンの他の中間物の1モル当りの平均である。典
型的反応条件は、温度が約140℃−約170℃でm力
が約4〜約8気圧である。
本発明の反応器内の本質的に低い圧力降下は、反応器の
新規なデザインによる直接的効果である。反応媒体の流
れにおける壁効果(摩擦)は、反応カラムの比較的大き
い直径のため最小である。熱交換器を含まない反応カラ
ムの高さと直径との割合は、反応器の容量に依存するが
、3:1〜1ooH1、典型的には5:1〜1o:1の
範囲であZ、。熱交換管15は、化学反応器に通常用い
られているものより大きい直径即ち外径1〜3インチ、
さらに好ましくは外径約2インチの直径(r’+する。
新規なデザインによる直接的効果である。反応媒体の流
れにおける壁効果(摩擦)は、反応カラムの比較的大き
い直径のため最小である。熱交換器を含まない反応カラ
ムの高さと直径との割合は、反応器の容量に依存するが
、3:1〜1ooH1、典型的には5:1〜1o:1の
範囲であZ、。熱交換管15は、化学反応器に通常用い
られているものより大きい直径即ち外径1〜3インチ、
さらに好ましくは外径約2インチの直径(r’+する。
管の直径が比較的大きいということは、乱流条1/にを
結果的に高い熱移動効率でもって管内に保持させる。上
記管の多くは、希望すZ)、総断面梢若しくは流通面積
によシ主に決まる。管の良さは、熱移動を考慮して決め
る。即ち、管の長さ#:1、反応媒体の温度を約5.6
″C(約10″F)以内に、好ましくは約1.7〜2.
8℃(約3〜′5?)以内に一定に保持するのに十分な
熱除去を行なうのに十分な長さである。
結果的に高い熱移動効率でもって管内に保持させる。上
記管の多くは、希望すZ)、総断面梢若しくは流通面積
によシ主に決まる。管の良さは、熱移動を考慮して決め
る。即ち、管の長さ#:1、反応媒体の温度を約5.6
″C(約10″F)以内に、好ましくは約1.7〜2.
8℃(約3〜′5?)以内に一定に保持するのに十分な
熱除去を行なうのに十分な長さである。
本発明によれば、反応熱は、別の液体及び/又はガスと
間接的に熱交換して除去される。熱交換面は、反応媒体
の循環速度の流れを実質的C二妨害しない方法によって
反応器内に組み込まれている。さらに、本発明と両立す
る限シにおいては、速い循環と乱流が熱移動を高い温度
の(加圧し、た)水を用いて行なうことを可能にしたた
め、熱移動面を安価に提供することができる。容量を詳
細に設計するため、反応器の大きさは、反応熱の除去の
だめの熱移動要件、ガス速度及びスループット速度(t
hrougbput rate)、及び反応速度を計算
して決める。熱交換器の管の表面積の計算において、自
熱移動係数がキーバラメーター(Key parame
ter )である。完全な反応器が設計される方法によ
ると、自熱移動係数は50〜a o BTU/hr/f
t2/”Fの範囲で種々様々である。典型的I:は、こ
こに示したパラメーターによって流通面積が設計される
ならば、50〜60 BTU/hr/ft2/”Fの係
数が達成サレル。
間接的に熱交換して除去される。熱交換面は、反応媒体
の循環速度の流れを実質的C二妨害しない方法によって
反応器内に組み込まれている。さらに、本発明と両立す
る限シにおいては、速い循環と乱流が熱移動を高い温度
の(加圧し、た)水を用いて行なうことを可能にしたた
め、熱移動面を安価に提供することができる。容量を詳
細に設計するため、反応器の大きさは、反応熱の除去の
だめの熱移動要件、ガス速度及びスループット速度(t
hrougbput rate)、及び反応速度を計算
して決める。熱交換器の管の表面積の計算において、自
熱移動係数がキーバラメーター(Key parame
ter )である。完全な反応器が設計される方法によ
ると、自熱移動係数は50〜a o BTU/hr/f
t2/”Fの範囲で種々様々である。典型的I:は、こ
こに示したパラメーターによって流通面積が設計される
ならば、50〜60 BTU/hr/ft2/”Fの係
数が達成サレル。
熱交換器が反応器の非ガス化された脚部に配置されてい
ると仮定すると、ガス化され九脚部の大きさは、その脚
部における光面的なガス速度が0.25〜4フイ一ト/
秒、好ましくは1〜1.5フイ一ト/秒の間にあるよう
に決める。上記の如く11゛鉾された横断r#i流通而
挟面、非ガス化された脚部に与えられた最小流通面積で
ある。このように、熱交換器が非ガス化された脚部にあ
る場合は、に偏する全ての熱移動管の内側の横断面流通
面積の総組は、他の脚部の横断面流通面積と同等か若し
くはそれ以上である。この長さは決して必敦条件ではな
いけれど、長さが20フイートである、熱交換器の管を
使用すると経済的であることが多い。熱移動要件のため
に要求された数の20フイートの長さの管で与えられる
より大きい流通1h1積が要求される場合は、更(二多
数の短い管を使用する。この方法において、流通面積も
熱移動表面要件も両方とも満足する。
ると仮定すると、ガス化され九脚部の大きさは、その脚
部における光面的なガス速度が0.25〜4フイ一ト/
秒、好ましくは1〜1.5フイ一ト/秒の間にあるよう
に決める。上記の如く11゛鉾された横断r#i流通而
挟面、非ガス化された脚部に与えられた最小流通面積で
ある。このように、熱交換器が非ガス化された脚部にあ
る場合は、に偏する全ての熱移動管の内側の横断面流通
面積の総組は、他の脚部の横断面流通面積と同等か若し
くはそれ以上である。この長さは決して必敦条件ではな
いけれど、長さが20フイートである、熱交換器の管を
使用すると経済的であることが多い。熱移動要件のため
に要求された数の20フイートの長さの管で与えられる
より大きい流通1h1積が要求される場合は、更(二多
数の短い管を使用する。この方法において、流通面積も
熱移動表面要件も両方とも満足する。
一般的i二、流通ill′i槓及び熱移動要件を基準に
して設計した反応器は、反応速度要件が満たされている
ため、十分な液体容積を有する。しかしながら、さらに
容積が要求される場合は、熱交換器の上部若しくは下部
の直径の広い部分の^さを増加することによって容易且
つ経済的に達成される。
して設計した反応器は、反応速度要件が満たされている
ため、十分な液体容積を有する。しかしながら、さらに
容積が要求される場合は、熱交換器の上部若しくは下部
の直径の広い部分の^さを増加することによって容易且
つ経済的に達成される。
第1図に示す実施ll!i様において、132.2〜1
70℃(270〜338下)の温度及び27〜1oロp
sigの圧力で水が、水送入口3oを通して下降側の反
応カラム6の殻に入り、液体反応媒体3を運搬しながら
管15のまわ〕を流通する。反応媒体からの熱は、加圧
した水を蒸気にし、該蒸気は蒸気及び木取出口32で殻
から出る。
70℃(270〜338下)の温度及び27〜1oロp
sigの圧力で水が、水送入口3oを通して下降側の反
応カラム6の殻に入り、液体反応媒体3を運搬しながら
管15のまわ〕を流通する。反応媒体からの熱は、加圧
した水を蒸気にし、該蒸気は蒸気及び木取出口32で殻
から出る。
望む方法の最終生成物がDMT (ジメチルテレフタレ
ート)である場合は、p−キシレン及びp−メチルトル
エートの混合物を重金属触媒の存在下に空気を用いて酸
化してp−)ルイル酸及びMMT (モノメチルテレフ
タレー) )e生成する。反応は酢酸中で実施できるけ
れど、反応溶媒は酸化の間中必ずしも必要でない。触媒
は。
ート)である場合は、p−キシレン及びp−メチルトル
エートの混合物を重金属触媒の存在下に空気を用いて酸
化してp−)ルイル酸及びMMT (モノメチルテレフ
タレー) )e生成する。反応は酢酸中で実施できるけ
れど、反応溶媒は酸化の間中必ずしも必要でない。触媒
は。
コバルトアセテート、又はコバルトアセテート及びマン
ガン°アセテートの混合物を用いることができる。■)
−キシレン及びp−メチルトルエートは、140〜17
0℃且つ4〜8気圧で空気により連続的に酸化される。
ガン°アセテートの混合物を用いることができる。■)
−キシレン及びp−メチルトルエートは、140〜17
0℃且つ4〜8気圧で空気により連続的に酸化される。
触媒濃度を一定に保持するため、少′1の触媒を反応器
に連続的に加えることができる。少量の触媒が、浴出酸
化物とともに反応器から連続的に取り出されることがわ
かるであろう。触媒は水溶液又は酢酸溶液として添加す
る。少量のテレフタル酸がb p −トルイル酸と酸素
(空気]との反応によって生成される。生成されるテレ
フタル酸は不溶解性である。しかしながら、生成される
テレフタル酸のmは、p−キシレン及びp−メチルトル
エートが相対的に酸化されやすいため極めてわずかであ
る。生成されるテレフタル酸は、懸濁状に保持され、p
−メチルトルエート及び少量の未反応p−キシレンとと
もに反応器の外に浴出する。
に連続的に加えることができる。少量の触媒が、浴出酸
化物とともに反応器から連続的に取り出されることがわ
かるであろう。触媒は水溶液又は酢酸溶液として添加す
る。少量のテレフタル酸がb p −トルイル酸と酸素
(空気]との反応によって生成される。生成されるテレ
フタル酸は不溶解性である。しかしながら、生成される
テレフタル酸のmは、p−キシレン及びp−メチルトル
エートが相対的に酸化されやすいため極めてわずかであ
る。生成されるテレフタル酸は、懸濁状に保持され、p
−メチルトルエート及び少量の未反応p−キシレンとと
もに反応器の外に浴出する。
第2図に関して説明すると5反応器を出た浴出酸化物は
1反応器へ再循環させることができるp−キシレンを除
去するため、1ず蒸気を取シ除く(ストリップ)。次に
、残存酸化物を、米国特許出願第3,923,867号
に教示されているような従来法によってメタノールでエ
ステル化する。続いて、得られた粗製エステルを分別し
、それによって、p−メチルトルエートを、反応器へ再
循環させるため上部に回収する。分別物の底部は、別の
カラムで粗製DMTと残留物に分離する。さらに、 D
MTを結晶化又は他の公知の方法によって精製する。
1反応器へ再循環させることができるp−キシレンを除
去するため、1ず蒸気を取シ除く(ストリップ)。次に
、残存酸化物を、米国特許出願第3,923,867号
に教示されているような従来法によってメタノールでエ
ステル化する。続いて、得られた粗製エステルを分別し
、それによって、p−メチルトルエートを、反応器へ再
循環させるため上部に回収する。分別物の底部は、別の
カラムで粗製DMTと残留物に分離する。さらに、 D
MTを結晶化又は他の公知の方法によって精製する。
当業者によって理解され得るように、本発明の流れが誘
発された反応器は、直列的に運転すること、即ち、第1
反応器からの酸化生成物を第2反応器に送シ込み、そし
て望むならば、第2反応器の浴出物を第3反応器に送り
込むことができる。反応器は、原料を一定的に加え且つ
液体酸化物を連続的に取り出して、連続的に運転する。
発された反応器は、直列的に運転すること、即ち、第1
反応器からの酸化生成物を第2反応器に送シ込み、そし
て望むならば、第2反応器の浴出物を第3反応器に送り
込むことができる。反応器は、原料を一定的に加え且つ
液体酸化物を連続的に取り出して、連続的に運転する。
しかl、なから、運転の初めにおいては、反応器にp−
メチルトルエートを供給しなければ5反応器は、典型的
にはp−キシレンで満たされている。その嚇合5反応物
への再循環工程によってp−メチルトルエートの十分な
濃度が下流に形成されるまでp−キシレンを新たにカρ
ない。
メチルトルエートを供給しなければ5反応器は、典型的
にはp−キシレンで満たされている。その嚇合5反応物
への再循環工程によってp−メチルトルエートの十分な
濃度が下流に形成されるまでp−キシレンを新たにカρ
ない。
第3図は、環体反応器の別の構造を示すもので、上昇側
反応カラム4が内側におり、該反応カラム4を中心に下
降l1ll熱交換カラムが同心円状にある。このように
、第3図に示す反応器の環体は垂直に延びたドーナツの
ような構造となっており、液体反応媒体はドーナツの中
心部を上昇し、ドーナツの側部を下降する。第3図で用
いた番号は1反応器の構成部が相当するために、第1図
で用いたものと同一でおる。
反応カラム4が内側におり、該反応カラム4を中心に下
降l1ll熱交換カラムが同心円状にある。このように
、第3図に示す反応器の環体は垂直に延びたドーナツの
ような構造となっており、液体反応媒体はドーナツの中
心部を上昇し、ドーナツの側部を下降する。第3図で用
いた番号は1反応器の構成部が相当するために、第1図
で用いたものと同一でおる。
上述した通り2本発明は1本発明の範囲内であり且つ特
許請求の範囲と均等視し得る目的及び範囲内にあると理
解される種々の改良、変更及び適応が可能であることが
わかるであろう。
許請求の範囲と均等視し得る目的及び範囲内にあると理
解される種々の改良、変更及び適応が可能であることが
わかるであろう。
第1図は本発明の一実施例に従ってp−キシレン及びP
MTの酸化のために使用される反応器の部分切欠上2図
、第2図ζp−キシレン及び/又はPMTの酸化が本発
明に従って実施される、DMPの製造1伝の概J@を示
すフローソート、第3図は不発明の別の実施@に従って
p−キシレンの酸化のために使用さ几る反応器の切欠正
面図である。 2・・・反応器 3・・・反応媒体4・・・第
1の上昇側反応カラム 6・・・第2め下降側熱交換反応カラム8・・・酸素含
有ガス送入機構 10・・・p−キシレン送入機構 11・・・PMT送入機構 12,13・・・連結管
14・・・ガス排出機構 15・−・熱交換管16−
・熱変換器 18−・液体−ガス表面19・−・
液体−ガス分離区域 20・・・酸化物取出口 21−・触媒送入機構30
・・・水送入口 32・・・蒸気及び水取出口
MTの酸化のために使用される反応器の部分切欠上2図
、第2図ζp−キシレン及び/又はPMTの酸化が本発
明に従って実施される、DMPの製造1伝の概J@を示
すフローソート、第3図は不発明の別の実施@に従って
p−キシレンの酸化のために使用さ几る反応器の切欠正
面図である。 2・・・反応器 3・・・反応媒体4・・・第
1の上昇側反応カラム 6・・・第2め下降側熱交換反応カラム8・・・酸素含
有ガス送入機構 10・・・p−キシレン送入機構 11・・・PMT送入機構 12,13・・・連結管
14・・・ガス排出機構 15・−・熱交換管16−
・熱変換器 18−・液体−ガス表面19・−・
液体−ガス分離区域 20・・・酸化物取出口 21−・触媒送入機構30
・・・水送入口 32・・・蒸気及び水取出口
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)第1反応カラム及び第2反応カラムと、それらの
頂部同志及び底部同志をそれぞれ連結する連結部とによ
って環体になした環体反応器内を流通する、触媒を含有
する反応媒体中において、下記の(a)、(b)、(c
)及び(d)工程C二よって、p−キシレンをp−)ル
イル酸に及び/又はp−メチルトルエートをモノメチル
テレフタレートに酸化することを特徴とする酸化方法。 (a) p−キシレン及び/又はp−メチルトルエー
トを少なくとも一つの液体反応物送入機構を通して上記
反応器の環体の中へ送入する。 (b) 上記環体の頂部から、上記第2反応カラム内
の反応媒体を下方へ流通させ且つ上記第1反応カラム内
のガス化し九反応媒体を上方へ流通させるに十分な垂直
上の間隔を置いて設けたガス送入機構を通して、上記第
1反応カラム内の反応媒体をガス化するため(二、酸素
含有ガスを−E記第1反応カラムの中へ送入する。 (c) 上記反応器の頂部から過剰のガスを排出する
。 (d) 上記第1反応カラム又は上記第2反応が力2
ムのうち一つに冷却機構を配直し、該冷却機構に上記、
反応媒体を流通させることによって上記反応媒体を冷却
する。 (21上記反応器カラムの一つが、他の上記カラムの流
通面積と同じ大きさの流通面積をもつ熱交換器を有し、
且つ上記冷却が、上記反応媒体の温度変化を5.6℃(
10”F)以内に保持するに十分な割合で上記反応媒体
から熱を除去することからなる、特許請求の範囲第(1
)項記載の酸化方法。 (3)上記酸化が140〜170℃の温度及び4〜8気
圧の圧力で行なわれる、特許請求の範囲第(1)功記載
の酸化方法。 (4)上Fl己酸素含有ガスが空気でおる、特許請求の
範囲第(1)項記載の酸化方法。 (5)上記第1反応カラムが内側にあり、上記第1反応
カラムを中心に−1−記第2反応カラムが同心固状にあ
る、rWrWr蛸求の範囲第(1)項記載の酸化方法。 (6)上記送人工4111が連続的に行なわれるととも
に、さらに、p−トルイル酸及び/又はモノメチルテレ
フタレート會含有する上記反応媒体を、l fl+i
7g、石器内の沙位を一定に実質的に保持する割合で酸
化物t4y出機構を通して除去する(E)工+!if包
含する、特許請求の範囲第(1)項記載の酸化方法。 (力 」−紀CE)工程のp−)ルイル酸及び/又はモ
ノメチルテレフタレートがp−メチルトルエート及び/
又はジメチルテレフタレートにエステル化され、そして
」二組p−メチルトルエートが」−記I■、石器に再循
環される、%許請求の範囲第(6)項記載の酸化方法。 (8) p−キシレン及びp−メチルトルエートを触
媒反応的に酸化してp−)ルイル酸及びモノメチルテレ
フタレートからなる酸化物を生成し、上記酸化物をエス
テル化してジメチルテレフタレート及びp−メチルトル
エートを生成することによってジメチルテレフタレート
を製造する方法において、 (a) 環体を形成するようI:連結された第1及び
第2の実質的に垂直な反応脚部、液体反応物送入機構を
少なくとも一つ、酸化物取出機構を少なくとも一つ及び
上記第1及び第2の反応脚部のうちの一つの中に酸素含
有ガスを送入するためのガス送入機構を少なくとも一つ
有し、且つ上記第1汲び第2の反応脚部のうちのいずれ
かが冷却機構を有する、流れが誘発された環体反応器を
少なくとも一つ具備していること、 (b) 第1反応脚部内の反応媒体を部分的にガス化
するため(=、上記ガス送入機構を通して上記酸累含有
ガスを送入すること、 (e) 上記反応媒体が」1記第1反応脚部から上記
第2反応脚部へ流れるJ:うに、上記反応媒体を実質的
に脱気するため上記環体の頂部からガスを誹出すにと、 (d) 上記反応媒体が一ヒ記反応脚部を流通するよ
うに、p−キシレン及びp−メチルトルエートの上記酸
化によって生成する熱を除去するため上記反応媒体を冷
却すること、(e) 上記送入が、反応媒体の温度変
化を5.6℃(10’F)以内、に保持するのに十分な
割合で上記第2反応脚部内の反応媒体を下方に流通させ
且つ上記第1反応脚部内のガス化した反応媒体を」1方
に流□通させるよう6;、上記ガス送入機構が、」−記
環体の頂部から垂直上の間隔を置いて」−配第1反応脚
部に配置されていること、 を特徴とする、改良された、ジメチルテレフタレートの
製造方法。 (9)上記酸化物のエステル化によって生成した上記p
−メチルトルエートが」1記第1反応脚部へ再循環され
、上記第1反応脚部においてp−メチルトルエートの酸
化が、上記p−キシレンの酸化と同時に起る、特許請求
の範囲第(8)項記載の改良された、ジメチルテレフタ
レートの製造方法。 Ol 上記反応媒体の温度変化が約2.8℃(約57
)の範囲内で一定である、特許請求の範囲第(8)項記
載の改良された、ジメチルテレフタレートの製造方法。 (1υ 上記酸素含有ガスが空気である、特許請求の範
囲第(8)項記載の改良された、ジメチルテレフタレー
トの製造方法。 03壌体を形成するように連結された第1及び第2の実
質的に垂直な反応脚部、p−キシレン送入機構、ガス送
入機構及び上記環体の頂部からガスを排出する機構を有
し、上記第1及び第2の反応脚部のうちの一つが上記第
1反応脚部の横断面流通面積と同じ大きさの横断面流通
面積を有する熱交換器を包含し、上記ガス送入機構を通
して上記環体の中へ送入されるガスが、−L配反応媒体
を、上記第1反応脚部内を」二方に、]−記第2反応脚
部内を下方に上記埴体内を循環させるように、上記ガス
送入4Nk横が、十N+、導体の頂部から垂直上の間隔
を置いて」ユ記第1及び第2の反応脚部のうちの一つだ
If)に配置され、且つ、上記p−キンレン送入機榊が
−に記ガス送入機構の上流に配置されていることを%徴
とする、液体反応媒体中におけるp−キシレンの酸化方
法。 (13)上記ガス送入機構が上記第1反応脚部に配置さ
ね、目つ、l fil′!第2反応脚部が熱交換器を包
含する、%W1・藷求の範囲第0η項記載の酸化方法。 (14) 上記第1反応脚VIllが内側にあり、上
記第1反応脚allを中心に」−記第2反応脚部が同心
円状にある、%π「紬求の範囲第側項記載の酸化方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9747682A JPS58216141A (ja) | 1982-06-07 | 1982-06-07 | 酸化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9747682A JPS58216141A (ja) | 1982-06-07 | 1982-06-07 | 酸化方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58216141A true JPS58216141A (ja) | 1983-12-15 |
Family
ID=14193340
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9747682A Pending JPS58216141A (ja) | 1982-06-07 | 1982-06-07 | 酸化方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58216141A (ja) |
-
1982
- 1982-06-07 JP JP9747682A patent/JPS58216141A/ja active Pending
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