JPS5845434B2 - 無水フタル酸の精製方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、無水フタル酸の精製方法に関するものである
。

詳しく述べると、ナフタリンを接触気相酸化して得られ
る無水フタル酸の精製方法に関するものである。

従来から、無水フタル酸は、ナフタリンまたはオルソキ
シレンを空気により接触気相酸化することによって製造
されているが、同時に種々の化合物が不純物として副生
じてくるので、これを精製除去する必要がある。

これらの不純物の中には無水フタル酸と沸点が接近して
いるために、単に蒸留のみによって無水フタル酸と分離
することは困難であるが、熱処理を受けることにより重
合あるいは縮合して無水フタル酸と蒸留により容易に分
離可能な高分子化合物に変るものが含まれている。

そのため、一般に粗製無水フタル酸は、そのまま加熱処
理されるか、あるいは酸またはアルカリ等の処理剤を添
加して加熱処理されたのち、蒸留精製される。

特にナフタリンの接触気相酸化により無水フタル酸を製
造する時には、不純物として無水マレイン酸、安息香酸
等の他にナフトキノンが副生ずるため、多量の処理剤が
使用される。

処理剤としては硫酸等の液体処理剤のほか、炭酸ナトリ
ウム、ホウ砂等の粉末ないし粒状の固形アルカリ類およ
びその塩類が使用されている。

処理剤として、前記のような無水フタル酸に本質的に溶
解しない無機塩類等を使用する場合、処理剤の効果を充
分高めるために攪拌下に熱処理を行なう必要がある。

しかしながら、このようにして熱処理された溶融無水フ
タル酸を蒸留装置へ供給すると、蒸留塔およびこれに至
る配管内で、配管の閉塞、流量計、液面計等の作動不良
、蒸留塔の汚損ならびに閉塞等、種々のトラブルを発生
する。

例えば、処理剤として炭酸ナトリウムを使用する場合、
充分な品質の精製無水フタル酸を得るためには、処理槽
に供給される無水フタル酸に対して０．１重量％以上の
添加量が必要である。

一方、蒸留系内で上記のごときドラフルを生じないため
には、炭酸ナトリウムの含有量を０．０５％以下、好ま
しくは０．０２５％以下にすることが望ましい。

このため、ナフタリンを原料とする無水フタル酸の場合
は連続蒸留精製は実質的に不可能であった。

このような蒸留系における固体物質によるドラフルを改
善するために、無水フタル酸の溶融物中に含まれる不溶
性縮合生成物等の固体物質を予め１過等の方法により除
去した後連続蒸留を行なう方法が提案されている（特開
昭４６−１６７４号公報）。

しかしながら、このような方法は、同公報に実施例とし
て記載されているようにオルソキシレンを気相酸化して
得られる無水フタル酸の場合には、熱処理のための処理
剤を必要としないので、沢過操作は比較的容易であり、
また処理剤の消耗については考慮する必要がない。

これに対し、ナフタリンを気相酸化して得られる無水フ
タル酸の場合には、高品質の精製無水フタル酸を得るに
は多量の処理剤の添加を必要とするので、その消耗は無
水フタル酸の精製コストにも影響し、しかも使用済みの
処理剤の廃棄は公害上も重要な問題となる。

しかるに、本発明は、前記のごとき従来法の諸欠点を改
善するためになされたもので、ナフタリンの接触気相酸
化により得られる無水フタル酸を少量の粉末ないし粒状
の固体状処理剤を分散させて熱処理したのち、該溶融無
水フタル酸中の不溶解成分を分離し、ついで該溶融成分
を連続蒸留に供し、分離された不溶解成分は前記熱処理
工程に循環して再使用することを特徴とする無水フタル
酸の精製法である。

本発明において使用される固体状処理剤としては、炭酸
ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、ホウ砂等の
ようなアルカリおよび／またはアルカリ塩を有効成分と
するものがあり、これらは粉末ないし粒状物として使用
され、処理されるべき粗製無水フタル酸に対して０．０
１〜０．５重量％、好ましくは０．０５〜０．２重量％
添加される。

熱処理温度は２００〜３００℃、好ましくは２５０〜２
７０℃であり、５〜２０時間、好ましくは６〜１０時間
処理される。

以後の蒸留工程を連続的に行なうためには、この熱処理
工程は、通常２個以上の熱処理槽を用いて熱処理と蒸留
工程への供給とを交互に切換えて行なわれる。

蒸留方法としては種々の方法があり、任意の方法を採用
できるが、例えば特願昭５２−３０６６７号に記載の方
法を採用すれば、特に優れた結果と得られる。

つぎに、図面を参照しながら本発明方法を詳細に説明す
る。

すなわち、第１図に示すように、ナフタリンの空気によ
る接触気相酸化により得られた粗製無水フタル酸は、ラ
イン１より熱処理槽２ａまたは２ｂに送られる。

これに固体状処理剤がライン３より添加される。

熱処理槽２ａおよび２ｂは切換式になっており、半回分
式に交互に使用することにより、全体を一貫して連続的
に操業することができる。

供給される固体状処理剤は溶融無水フタル酸には溶解し
ないので、攪拌下に熱処理を行なう。

熱処理終了後、攪拌機を停止し、２０分以上静置して大
部分の固体状物を槽２ａ。

２ｂの底部に沈降分離させたのち、槽内の上澄液を槽２
ａ、２ｂの横に設けられたノズル４より抜出し、ライン
５より流量計６を経て蒸留系統へ連続的に供給する。

沈降して槽内に残った固体状物は、溶融した粗製無水フ
タル酸をライン１より供給したのち、攪拌機を起動すれ
ば容易に浮上して溶融無水フタル酸中に懸濁するので、
次バッチの熱処理に再使用される。

第２図は、本発明の他の実施例を示すためのものであっ
て、第１図の場合と同様に、熱処理された溶融粗製無水
フタル酸は、熱処理終了後、ライン７ａまたは７ｂを経
て、交互に切換使用される２基並列に設置した沈降式分
離機８ａまたは８ｂに送られ、ここで固体状物を沈降分
離したのち、ライン９および流量計６を経て蒸留系統へ
連続的に供給される。

一方、分離機８ａまたは８ｂに蓄積した高濃度の固体状
物を含む無水フタル酸は、冷却固化したのち系外に取出
し、これを再溶融して熱処理槽２ａまたは２ｂへ循環し
て使用する。

第３図は、本発明のさらに他の実施例を示すためのもの
であって、第１図の場合と同様に、熱処理された溶融粗
製無水フタル酸は、熱処理終了後、ライン１０を経て液
体サイクロン１１に送り、ここで固体状物の大部分を分
離したのち、ライン１２および流動計６を経て蒸留系統
へ連続的に供給される。

一方、液体サイクロン１１で分離された固体状物は、熱
処理槽２ａまたは２ｂへ循環して再使用される。

つぎに、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する
。

実施例 第１図に示す装置において、ナフタリンの空気による接
触気相酸化により得られた粗製無水フタル酸２０００重
量部をライン１より熱処理槽２ａに供給し、これに炭酸
ナトリウム粉末１重量部を添加して、攪拌しながら２６
０℃で約８時間熱処理を行なった。

終了後、攪拌を停止し、約３０分間静置して固体状物を
沈降分離し、ついでノズル４より抜き出してフラッシュ
塔に供給した。

一方、その間、粗製無水フタル酸を熱処理槽２ｂに供給
して同一の熱処理を行なった。

フラッシュ塔における気化は１１０Ｔｏｒｒ の圧力
下に行なった。

フラッシュ塔で気化した蒸気を凝縮器で凝縮して第１蒸
留塔に送り、８０Ｔｏｒｒ の圧力下に減圧蒸留を行
なって低沸点成分を除去した。

塔底液は第２蒸留塔に送り、６０Ｔｏｒｒ の圧力下
に減圧蒸留を行なって、塔頂より純度９９．９％の無水
フタル酸を得た。

このもののＡＰＨＡは１０番であった〇一方、第２蒸留
塔におげろ塔底液を抜出して高沸点物蒸留塔に送り、減
圧蒸留を行なって、塔頂物は第２蒸留塔へ送り、その一
部を還流した。

また、高沸点物蒸留塔の塔底液を抜出して系外に除去し
た。

熱処理槽２ｂについて同様な操作を行なっている間に、
前記溶融粗製無水フタル酸２０００重量部を熱処理槽２
ａに供給したのち、攪拌しながら同様な操作を行なった
。

熱処理槽２ａにおける同様な操作を繰返し行なったが、
第２蒸留塔の塔頂から得られる無水フタル酸の純度およ
びＡＰＨＡには変化がみられなかった。

また、炭酸ナトリウムの代りに、粗製無水フタル酸１０
０重量部当りホウ砂（Ｎａ２Ｂ４０７−１０Ｈ２０）
０．５重量部を添加した以外は、同様な方法で熱処理を
行なったところ、ＡＰＨＡが１０番以下であった以外は
ほぼ同様な結果が得られた。

さらに、炭酸ナトリウムの代りに、粗製無水フタル酸１
００重量部当りホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）０．５重量部およ
び水酸化カリウム（ＫＯＨ）０．５重量部を添加した以
外は同様な方法で熱処理を行なったところ、ＡＰＨＡが
１０番以下であった以外はほぼ同様な結果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は、本発明方法の各実施態様を示すフローシ
ートである。 ？＋３＋５＋７ａ、７ｂ＋９＋１０，１２・−・−ライ
ン、２ａ、２ｂ・・・・・・熱処理槽、４ａ、４ｂ・・
・・・・ノズル、６・・・・・・流量計、８ａ、８ｂ・
・・・・・沈降分離機、１１・・・・・・液体サイクロ
ン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ナフタリンの接触気相酸化により得られる無水フタ
   ル酸を少量の粉末ないし粒状のアルカリおよびアルカリ
   塩よりなる群から選ばれた少なくとも■種の化合物を有
   効成分とする固体状処理剤を分散させて熱処理したのち
   、該溶融無水フタル酸中の不溶解成分を分離し、ついで
   該溶融成分を連続蒸留に供し、分離された不溶解成分は
   前記熱処理工程に循環して再使用することを特徴とする
   無水フタル酸の精製方法。 ２ 固体状処理剤は、処理されるべき粗製無水フタル酸
   に対して０．０１〜０．５重量％添加される特許請求の
   範囲第１項に記載の方法。 ３ 不溶解成分は沈降法により分離される特許請求の範
   囲第１項または第２項に記載の方法。 ４ 不溶解成分は液体サイクロンにより分離される特許
   請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。