TWI504428B - 使用陶瓷過濾器的交叉流式過濾運轉方法 - Google Patents

使用陶瓷過濾器的交叉流式過濾運轉方法 Download PDF

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Description

使用陶瓷過濾器的交叉流式過濾運轉方法
本發明係關於一種陶瓷過濾器之過濾運轉方法，其可以除去芳香族羧酸製造過程中，氧化反應母液中的微晶體，並使用固液分離操作以取得澄清之過濾液。
芳香族羧酸係由含有烷基之芳香烴類的液相氧化反應所製造，該反應中，通常於醋酸溶媒存在下，使用鈷(Co)、錳(Mn)等之重金屬觸媒，或是使用加入溴化合物、乙醛等催化劑之觸媒。
由關聯之液相氧化反應所獲得之含有芳香族羧酸的漿體，通常因晶析操作而於溫度下降後，以接近常壓之壓力狀態進行固液分離操作，而得到芳香族羧酸之塊狀物。
另一方面，由固液分離所得到之氧化反應母液中，包含有構成觸媒的重金屬離子以及溴化物離子等有用之觸媒成分，於工業上實施之場合，有必要藉由循環使用這些觸媒成分，以降低製造費用。
最簡便之循環方法，係使該氧化反應母液直接返回到反應系中，而再度使用之(母液回收)，該方法於商業規模之製造過程中被廣泛的採用。但是，該氧化反應母液中會混合入因液相氧化反應所生成之各種有機不純物之副產品，或是因裝置之腐蝕所造成之無機不純物等，故一旦將該氧化反應母液直接於反應系中再度使用，隨著反應系中的這些不純物之濃度逐漸升高，一旦該濃度超過一定量，就會給與液相氧化反應不好的影響。
例如芳香族羧酸為間苯二甲酸的場合，該氧化反應母液返回反應系之比例(母液回收率)，通常為60~90%，而沒有於反應系中再度使用之10~40%的氧化反應母液，會被送到回收作為溶媒之醋酸的步驟(沒有返回反應系之母液稱為淨化母液)。又，芳香族羧酸為2，6-萘二羧酸的場合，該氧化反應母液返回反應系之比例(母液回收率)，通常為30~90%，而沒有於反應系中再度使用之10~70%的氧化反應母液，會被送到回收作為溶媒之醋酸的步驟。
作為從被送到關聯之醋酸回收步驟的氧化反應母液中，回收、再使用觸媒成分的方法，有人提案了使用陰離子交換樹脂的方法(參照專利文獻1~4)或是使用含有啶環之螫合樹脂的方法(參照專利文獻5、6)。
根據專利文獻2中記載，在氧化反應母液中，含有於芳香族羧酸漿體的固液分離時滲漏，或是由於氧化反應母液之溫度降低而析出之細微芳香族羧酸結晶，在連續的供給該氧化反應母液到樹脂塔而使其與樹脂接觸時，為防止其堆積於樹脂層的上部或是內部，有必要藉由過濾器等以除去該微晶體，但是，關於具體的的除去方法，於專利文獻2中並沒有明示之。於專利文獻3中記載，有必要將氧化反應母液，以運轉溫度以下之溫度，預先進行過濾等，以事先除去固體物質，雖然於過程之概略流程圖中，有詳細指明除去微晶體之高淨度過濾器的設置場所，但是，關於過濾器本身並無詳細記載。於專利文獻5及6中記載，氧化反應漿體的固液分離操作，係以能使氧化反應母液中之結晶含有率達到0.1%以下來進行為佳，但是，關於用於除去微晶體之過濾器，專利文獻5及6中並無記載。
於專利文獻4記載，將母液淨化流通過過濾媒體過濾，而回收以及循環不溶性之芳香族羧酸與其他的不溶物，關於過濾媒體，也提出例如精密過濾器媒體、超微過濾器媒體、薄膜過濾器媒體、交叉流過濾器媒體、流體旋風過濾媒體、交叉流陶瓷精密過濾器媒體、粉塵過濾器媒體、燒結金屬交叉流陶瓷精密過濾器媒體、交叉流精密過濾器媒體等。在這之中，以能夠連續的除去過濾媒體上捕捉之生成物芳香族羧酸，且具有耐蝕性以及高溫耐性之藉由陶瓷過濾器的交叉流過濾為佳，然而，關於其過濾操作，專利文獻4並無詳述，專利文獻4中只有記載：一旦進入陶瓷過濾器的流通路徑之流體的雷諾數約比13,000大，就可以得到適合的亂流。
於使用陶瓷過濾器以交叉流式處理包含微晶體之氧化反應母液的場合，將堆積於陶瓷過濾器的過濾膜上之微晶體，以流動於流通路徑之循環流不間斷的一面洗滌一面過濾，並得到澄清的過濾液。但是，由於微晶體逐漸的堆積，會使過濾性能下降，因而有必要停止過濾運轉以清洗陶瓷過濾器。
關於該清洗方法，包含於陶瓷過濾器之流通路徑停止循環中之氧化反應母液而執行之方法，以及一面使其循環一面執行之方法。
作為停止循環而執行之方法，為除去堆積之微晶體，執行了以下步驟：將溶解微晶體之清洗溶媒(具體上，以醋酸溶媒為例)流通於陶瓷過濾器之流通路徑，而清洗過濾膜之表面的步驟；以及將清洗溶媒從流通路徑側流通至過濾側，而使其透過過濾膜的步驟(藉由清洗溶媒之正洗)。又，執行使清洗溶媒從過濾側透過至陶瓷過濾器之流通路徑側的步驟(藉由清洗溶媒進行之逆洗過濾)也有所助益。該停止循環而執行之方法，可以充分的清洗陶瓷過濾器，而得以完全的回復過濾性能(參照專利文獻7、8)。但是，於該停止循環而執行之方法中，存在許多大問題，例如：需要大量的清洗溶媒，需要時間，甚至，與氧化反應母液、清洗溶媒之供給、停止相關之閥操作甚為繁雜，以及大量的使用過之清洗溶媒的處理等問題。
作為以不停止氧化反應母液之循環之方式而進行陶瓷過濾器之清洗的方法，有人進行了使過濾液從過濾側透過至陶瓷過濾器之流通路徑側的作法(藉由清洗溶媒進行之逆洗過濾)。該方法不需要新的清洗溶媒(不會產生使用過之清洗溶媒)，僅需停止過濾操作就可以簡單的進行，由於其結果可以幾近完全回復過濾性能，於一般的交叉流式之陶瓷過濾器過濾操作中，該方法被頻繁地執行(參照專利文獻9、10)。
於專利文獻9記載，一面循環原液，一面於過濾器容器內之濾液中，使用活塞瞬間施加比原液側還高之壓力，且以比過濾線速度還大的線速度，將濾液擠壓入而進行逆洗。該方法以逆洗時間非常短為特徵。
從該文獻之實施例的內容可以解釋，該方法在過濾器堵塞而過濾之線速度下降時，以比該下降之線速度更快的線速度，使過濾液進行逆洗。
然而，該方法會殘留下使用活塞設備等工業上的課題。又，關於在逆洗時方面之差壓，也沒有被提及。
於專利文獻10之申請專利範圍第7項中記載：從過濾器之外周側往流通路徑側，使過濾液逆流，而除去附著於過濾膜表面之粒子。又，於專利文獻10之本文中記載：以交叉流式過濾之場合，為防止過濾膜表面之濾餅層產生附著，以定期的進行逆洗為佳。作為其逆洗機構，在過濾液回收側設置有逆洗用之液體囤積區(逆洗容器)，文中並舉出藉由空氣壓縮機或是泵浦而使過濾液逆洗至流通路徑側之機構。又，該實施例中，作為可以使過濾液從過濾器外周側逆流至流通路徑側之構造，圖1中圖示有空氣壓縮機與逆洗容器。
但是，上述專利文獻當中的任何一個都是針對一般之逆洗來敘述，關於為了有效率的進行逆洗操作之要件，並沒有任何的揭示。又，反覆操作藉由該過濾液進行之逆洗時，過濾性能之回復比例會緩緩地下降，最後會無法達成既定之過濾性能。於該場合，得停止氧化反應母液之循環，而利用由清洗溶媒正洗以及/或是由清洗溶媒逆洗陶瓷過濾器，而進行清洗。
[習知技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開昭53-102290號公報
專利文獻2：日本特開平10-15390號公報
專利文獻3：日本特開2002-12573號公報
專利文獻4：日本特表2003-507160號公報
專利文獻5：國際公開2008/072561號
專利文獻6：國際公開2008/075572號
專利文獻7：日本特開平3-131312號公報
專利文獻8：日本特開平5-317024號公報
專利文獻9：日本特開昭63-51913號公報
專利文獻10：日本特開2000-140842號公報
在上述於芳香族羧酸的製造過程中，將氧化反應母液中之芳香族羧酸微晶體，使用陶瓷過濾器而以交叉流式過濾之操作時，並未提出：(1)可以進行長期間不堵塞地過濾運轉陶瓷過濾器之簡易的過濾運轉方法，以及(2)無需使用大量的清洗溶媒之過濾運轉方法故上述課題仍有待解決。
本發明人，為達成上述目的，經過反覆用心檢討之後，找出了安定且簡易的過濾運轉方法，並於本發明中達成。
亦即，本發明係由以下之(1)~(8)所組成。
(1)一種過濾運轉方法，其將除對苯二甲酸以外之芳香族羧酸的製造過程中之氧化反應母液中的微晶體，一面進行氧化反應母液之流通循環運轉，一面使用陶瓷過濾器以交叉流方式進行過濾時，其特徵為包含以下步驟：(I)微晶體過濾運轉之步驟；以及(II)在一邊保持氧化反應母液之流通循環運轉，一邊利用過濾液進行逆洗運轉時，於下列條件下利用該過濾液進行之逆洗運轉之步驟；(II-A)運轉時間係介於5~60[秒]的範圍；(II-B)過濾側與流通路徑側的差壓係介於0.10~1.0[MPa]的範圍；(II-C)過濾液的供給線速度係介於1.0~20[m/hr]的範圍；以及(II-D)過濾液的溫度，係介於「氧化反應母液溫度」~「氧化反應母液溫度+35℃」的範圍。
(2)如(1)之過濾運轉方法，其中，(I)之微晶體過濾運轉之步驟，係於下列條件下進行：(I-A)運轉時間係介於60~1800[秒]的範圍；(I-B)流通路徑側與過濾側的差壓係介於0.05~0.5[MPa]的範圍；(I-C)氧化反應母液於陶瓷過濾器流通路徑內的循環線速度，係以流通路徑入口基準計介於1000~10000[m/hr]的範圍；以及(I-D)過濾液之過濾線速度係介於0.5~3.0[m/hr]的範圍。
(3)如(1)或是(2)之過濾運轉方法，其中，更包含以下步驟：(III)一邊保持著氧化反應母液之流通循環運轉，一邊利用清洗溶媒進行逆洗運轉之步驟。
(4)如(3)之過濾運轉方法，其中，(III)之利用清洗溶媒進行逆洗運轉之步驟，係於下列條件下進行：(III-A)運轉時間係介於5~120[秒]的範圍；(III-B)利用清洗溶媒進行逆洗時之過濾側與流通路徑側的差壓係介於0.10~1.0[MPa]的範圍；(III-C)逆洗時之清洗溶媒的供給線速度係介於1.0~20[m/hr]的範圍；以及(III-D)清洗溶媒之溫度，係介於「氧化反應母液溫度」~「氧化反應母液溫度+35℃」的範圍。
(5)如(3)或是(4)之過濾運轉方法，其中，反覆執行由(I)之微晶體過濾運轉以及(II)之利用過濾液進行之逆洗運轉所構成之運轉；在藉(II)之利用過濾液進行之逆洗運轉無法保持過濾流量回復時，執行(III)之利用清洗溶媒進行逆洗運轉之步驟。
(6)如(3)~(5)中任一項之過濾運轉方法，其中，清洗溶媒為含水率介於0.1~30質量%的醋酸。
(7)如(1)~(6)中任一項之過濾運轉方法，其中，利用過濾液進行逆洗時，降低陶瓷過濾器之循環出口配管側的壓力，量取差壓值，並供給過濾液。
(8)如(1)~(7)中任一項之過濾運轉方法，其中，芳香族羧酸至 少為：安息香酸、苯二甲酸、間苯二甲酸、間甲基苯甲酸、對稱苯三甲酸、3,5-二甲基苯甲酸、偏苯三甲酸、苯均四酸、1,5-萘二羧酸、或是2,6-萘二羧酸中之任一者。
(9)如(1)~(8)中任一項之過濾運轉方法，其中，在過濾組件的上游與下游設置控制閥，並且在以過濾液進行逆洗運轉時，使下游之控制閥的開度擴大，同時也縮小上游之控制閥的開度。
將芳香族羧酸製造過程中之氧化反應母液中的微晶體，使用陶瓷過濾器以交叉流式進行過濾時，藉由限定的條件之操作，發現了以下之效果：(1)陶瓷過濾器可以簡單地進行長期間不堵塞的運轉，(2)無需使用大量的清洗溶媒，以及(3)在以往清洗時，必需與清洗溶媒一同廢棄之清洗溶媒中的芳香族羧酸，也可以被回收。
本發明中所言之芳香族羧酸，係將含有烷基之芳香烴液相氧化而得。該含有烷基之芳香烴，可為至少有一個甲基被置換為芳香族性環之化合物，該芳香族性環可以是芳香烴環、芳香性雜環中的一個。作為含有烷基之芳香烴的具體的例子，可舉出：甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、1,3,5-三甲基苯、1,2,4-三甲基苯、1,2,4,5-四甲基苯、2,4-二甲基苯甲醛、3,4-二甲基苯甲醛、2,4,5-三甲基苯甲醛、1,5-二甲基奈、以及2,6-二甲基奈等。
作為將該含有烷基之芳香烴液相氧化而得到之芳香族羧酸的具體例子，可舉出：安息香酸、苯二甲酸、間苯二甲酸、間甲基苯甲酸、對稱苯三甲酸、3,5-二甲基苯甲酸、偏苯三甲酸、苯均四酸、1,5-萘二羧酸、以及2,6-萘二羧酸等。但是，除去作為芳香族羧酸之對苯二甲酸。
於前述含有烷基之芳香烴的液相氧化反應，將重金屬化合物以及溴化合物作為觸媒來使用。
在該液相氧化反應觸媒之重金屬化合物中，至少包含鈷化合物以及錳化合物中的一種，因應必要還會添加鎳化合物、鈰化合 物、以及鋯化合物等。作為這些鈷化合物、錳化合物以及其它的重金屬化合物，雖然舉出了其各自之有機酸鹽、氫氧化物、鹵化物、以及碳酸鹽等，然而，特別以使用醋酸鹽以及溴化物為佳。
重金屬化合物的濃度，係受到氧化反應母液中之濃度的限定，雖然只要在可以促進液相氧化反應之範圍內的話，並沒有特別限定，但是，例如為鈷離子的場合通常在100ppm以上，而以200ppm以上為佳，上限在6000ppm以下，而以5000ppm以下為佳。又，關於錳離子也同樣地，通常在100ppm以上，而以150ppm以上為佳，上限在3000ppm以下，而以2500ppm以下為佳。
作為前述液相氧化反應觸媒之溴化合物，只要為能在反應系中溶解，並產生溴化物離子之化合物，任何化合物都可以接受，例如溴化氫、溴化鈉、溴化鈷等無機溴化合物，或是，溴乙酸、四溴乙烷等有機溴化合物，而特別以使用溴化氫、溴化鈷或是溴化錳為佳。
溴化合物的濃度，係受到氧化反應母液中之濃度的限定，雖然只要在可以促進液相氧化反應之範圍內的話，並沒有特別限定，但是，例如為溴化物離子的場合，通常在300ppm以上，而以500ppm以上為佳，上限在7000ppm以下，而以6000ppm以下為佳。
前述液相氧化反應之溫度，以120~230℃為佳，而以140~210℃的範圍更佳。於反應溫度過低之場合，反應中間體會變得大量地殘存於生成漿體中，而於反應溫度過高之場合，作為溶媒之含有水分1~15質量%之醋酸的燃燒損失會變大。
前述於液相氧化反應之反應器的壓力，只要為於反應溫度中，反應系可以保持液相之壓力即可，通常為0.1~3.0[MPaG]，而以0.3~1.8[MPaG]更佳。
作為於前述液相氧化反應中，用作氧化劑之含有分子狀氧氣的氣體，可以使用空氣、以惰性氣體稀釋之氧氣，或是富氧化空氣等，然而，從設備面以及費用面來衡量，通常還是以使用一般的空氣為佳。
利用前述於液相氧化反應中之氧化反應器所產生之含有粗芳香族羧酸結晶之氧化反應漿體，較佳的方式為先送到連結成直列之下一個氧化反應器，進而經過利用含有氧氣之氣體而完成之氧化反應以後，因應必要經由連結成直列之一段以上的晶析槽而降壓、冷卻，再送至接下來的固液分離步驟。
作為前述液相氧化反應的例子，舉出例如：使用商業規模的裝置，將含水醋酸中的間二甲苯，在醋酸鈷、醋酸錳、溴化氫酸的存在下，藉由空氣進行液相氧化(反應溫度200[℃]，反應壓力1.6[MPaG])，而得到粗間苯二甲酸漿體(間苯二甲酸濃度33質量%，作為分散媒的含水醋酸之水分濃度14質量%)，並導入以直列連結之晶析槽而依序降壓。
接著，冷卻氧化反應漿體而分離芳香族羧酸結晶。於固液分離步驟中，以液相氧化反應生成之粗芳香族羧酸漿體，藉由固液分離機使粗芳香族羧酸結晶與氧化反應母液分離。雖然該固液分離係於通常的大氣壓下進行，但即使於加壓下進行也不成問題。在固液分離溫度上雖然沒有特別的限制，通常為比在大氣壓力下之溶媒的沸點還低的溫度，例如於50~115℃的範圍進行。在加壓下，分離溫度的上限為150℃。作為固液分離機之形式，可舉出離心分離機、離心過濾機、真空過濾機等例子。
在以固液分離步驟分離之氧化反應母液中，由於包含了以芳香族羧酸作為主成分之微晶體，藉由使用陶瓷過濾器而以交叉流式過濾，可以回收芳香族羧酸微晶體，而改善芳香族羧酸之消耗率。又，澄清的氧化反應母液，可以使用樹脂之觸媒回收過程來直接處理。
一般的陶瓷過濾器，係利用多孔性陶瓷之過濾器，由於其物理強度強、具耐久性、耐蝕性等優點，於例如水處理、排氣處理，或是醫藥、食品領域等廣泛的領域中，被使用於除去液體、氣體中的懸浮物、細菌、粉塵等。
雖然於陶瓷過濾器中，也有將多孔性陶瓷直接作為濾材來使用的情形，但是，為了使過濾性能、流體透過量(即處理能力)雙方 面提升，一般係以多孔性陶瓷作為基材(支持體)，並於其表面形成由陶瓷所組成之過濾膜。
例如，一方面，以過濾膜的平均細孔徑小至0.01~1.0μm之程度，而構成過濾膜，以確保過濾性能，另一方面，以基材的平均細孔徑以大至1~數100μm之程度，而構成基材，以使得基材內部的流動阻力下降，而使得流體透過量(即處理能力)提升。
又，雖然陶瓷過濾器，使用因應基材之過濾目的而加工成各種形狀之基材，但是，將基材加工成具有單一流通路徑的管狀，或是具有並行之多數流通路徑的蜂巢狀(包含獨塊狀)，被廣泛的使用。
於管狀、或是蜂巢狀基材的表面(例如流通路徑的內周面)形成過濾膜之過濾器，係藉由收容於外殼內，並以O型環等將基材外周面側與流通路徑開口之基材端面側氣密地隔離之構造，而作為交叉流式之過濾器被使用著。
作為本發明中使用之陶瓷過濾器，將多孔性陶瓷作為基材(支持體)，並於該基材具有並行之多數的流通路徑之蜂巢狀(包含獨塊狀)，以在該流通路徑之內周面形成由陶瓷組成之過濾膜為佳。過濾膜的平均細孔徑以0.1~5μm為佳。作為如上述之陶瓷過濾器，亦可使用市售的產品，例如日本碍子(NGK)股份有限公司製之陶瓷膜過濾器、日本PALL股份有限公司製之陶瓷膜過濾器，法國TAMI Industries公司製之陶瓷膜過濾器等。
又，陶瓷過濾器因應處理量，亦可以依並列方式而複數配置來使用。
以交叉流式之過濾器，藉由將氣體、液體等被處理流體，從基材之一方的端面側供給至流通路徑內，而可以將透過流通路徑內周面的過濾膜之過濾流體從基材外周面側回收。另一方面，關於沒有被過濾的被處理液體，也可以從基材的另一方之端面側回收。
依該交叉流式之微晶體過濾運轉時間為60~1800秒，而以120~1200秒為佳。
過濾運轉時間若在60秒以上，閥不會頻繁地發生切換，故可以保持閥的壽命。若在1800秒以下，過濾末期的過濾流量不會低於0.20[m3 /hr]，故可以保持平均過濾流量。因此藉由利用過濾液之逆洗，便可輕易回復過濾性能。
在微晶體過濾運轉時之氧化反應母液的陶瓷過濾器流通路徑內之循環線速度，係以流通路徑入口基準計介於1000~10000[m/hr]的範圍為佳。循環線速度若在1000[m/hr]以上，堆積於過濾膜表面之微晶體的除去效果就十分充足。另一方面，循環線速度若在10000[m/hr]以下，陶瓷過濾器之入口側與出口側的差壓就不致變得過大，亦無需要求循環氧化反應母液的泵浦有過大的能力(可以抑制設備投資額)，進而亦無需擔憂陶瓷過濾器、O型環會破損。另外，在陶瓷過濾器具有複數之流通路徑的場合，或是使用複數之陶瓷過濾器的場合，在陶瓷過濾器流通路徑內之循環線速度，係指對於全流通路徑的總截面積之平均循環線速度。
微晶體過濾運轉時之過濾液的過濾線速度以0.5~3.0[m/hr]的範圍為佳。過濾線速度若在0.5[m/hr]以上，過濾性能就十分充足。另一方面，過濾線速度若在3.0[m/hr]以下，陶瓷過濾器、O型環之破損的可能性就很小。
又，微晶體過濾運轉時之流通路徑側與過濾側的差壓以0.05~0.5[MPa]之範圍為佳。
差壓若在0.05[MPa]以上，過濾性能就十分充足。另一方面，差壓若在0.5[MPa]以下，陶瓷過濾器、O型環的破損之可能性就很小。
在前述過濾中，由於微晶體會緩緩地堆積於過濾膜之表面，且使得過濾流量降低，故需一面保持氧化反應母液之流通循環運轉，一面切換為利用過濾液之逆洗。其目的為：從過濾側供給過濾液至流通路徑側，而以物理性及化學性的方法除去堆積於過濾膜表面之微晶體。
在以過濾液進行逆洗時，過濾側與流通路徑側之差壓係介於0.10~1.0[MPa]的範圍，而以介於0.10~0.60[MPa]的範圍更佳。
當過濾側與流通路徑側之差壓未達0.10[MPa]，陶瓷過濾器的過濾膜全體均難以使過濾液流通，故無法得到十足之清洗效果。另一方面，一旦過濾側與流通路徑側的差壓超過1.0[MPa]，由於急劇的壓力變動，會使得陶瓷過濾器、其密封材料破損的可能性增加，為較差之態樣。
過濾液之供給線速度係介於1.0~20[m/hr]的範圍，而以1.0~15[m/hr]的範圍為佳，以1.0~10[m/hr]的範圍更佳，進而以1.0~8[m/hr]的範圍又更佳。
當過濾液之供給線速度未達1.0[m/hr]，陶瓷過濾器的過濾膜全體均難以使過濾液流通，故無法得到十足之清洗效果。另一方面，一旦過濾液之供給線速度超過20[m/hr]，由於急劇的壓力變動，使得陶瓷過濾器、其密封材料破損的可能性增加，為較差之態樣。
因此，在利用過濾液進行逆洗時，以藉由調降流通路徑側之壓力來造成差壓為佳。
流通路徑側中循環著氧化反應母液，並為了控制該循環流量，使用設置於過濾組件的上游(將氧化反應母液供給至過濾組件之側的配管)與下游(氧化反應母液通過陶瓷過濾器的流通路徑，而從過濾組件回到氧化反應母液槽的配管)之控制閥。該上游與下游之控制閥不僅控制循環流量，也控制流通路徑側之壓力，藉由使用這些控制閥也可以調降流通路徑側之壓力。特別在以過濾液進行逆洗時，為了使逆洗所使用之過濾液於流通路徑內與循環之氧化反應母液匯流，並增加在過濾組件下游之流量，以擴大下游之控制閥的開度為佳，同時，也縮小上游之控制閥的開度，並藉由將逆洗使用之過濾液流入流通路徑，以抑制於上游之循環流量的變動為佳。藉此，得以使流通路徑全體的壓力下降。
為除去堆積於過濾膜的表面之微晶體以及於過濾膜內部析出之固體成分(主要為芳香族羧酸)，以在逆洗時之過濾液的供給時間較長為有利。但是，一旦考慮到過濾運轉時間的損失，就有必要於一定程度的時間內完成逆洗。因此，利用過濾液進行之逆洗運 轉時間，以介於5~60[秒]的範圍為佳，而以介於10~40[秒]的範圍更佳。
由於逆洗時使用之過濾液會混合進循環於流通路徑之氧化反應母液，以過濾液之溫度在氧化反應母液之溫度以上為佳。又，為了在短時間內溶解堆積於過濾膜表面之微晶體與過濾膜內部析出之固體成分(主要為對苯二甲酸)，雖然以過濾液之溫度高於氧化反應母液之溫度為佳，然而，另一方面，於陶瓷過濾器內之極端的溫度變化，會導致起因於陶瓷過濾器與過濾器外殼之熱膨脹率的差異，而引起陶瓷過濾器破損、O型環破損之可能性。因此，使用於逆洗之過濾液的溫度上限，係以「氧化反應母液之溫度+35℃」為佳，而以「氧化反應母液之溫度+25℃」更佳。
於本發明中，將(I)之微晶體過濾運轉，與(II)之一面保持氧化反應母液流通循環運轉一面利用過濾液進行之逆洗運轉，交互地反覆進行。
在反覆進行前述之利用過濾液進行之逆洗時，過濾性能之回復比例會緩緩地下降，並且到最後會無法達到要求的過濾性能。因此，在本發明中，於上述場合，會以一面保持氧化反應母液之流通循環運轉，一面藉由利用清洗溶媒之逆洗運轉以清洗陶瓷過濾器。
依本發明，於一面保持氧化反應母液之流通循環運轉，一面利用清洗溶媒進行之逆洗運轉中，作為使用之清洗溶媒，要求其具有溶解以芳香族羧酸為主成分之微晶體的能力，而以作為液相氧化反應的溶媒之醋酸為佳。該醋酸的含水率以介於0.1~30質量%為佳，而以介於0.1~10質量%更佳。
將清洗溶媒從過濾側供給至流通路徑側(利用清洗溶媒進行逆洗)時，為了以物理性及化學性的方法除去堆積於過濾膜表面之微晶體，以過濾側與流通路徑側之差壓介於0.10~1.0[MPa]的範圍為佳，而以其介於0.10~0.8[MPa]的範圍更佳。
若過濾側與流通路徑側的差壓在0.10[MPa]以上，清洗溶媒得以均勻地流通於陶瓷過濾器之過濾膜全體，而可以獲得十足的清 洗效果。另一方面，若過濾側與流通路徑側之差壓在1.0[MPa]以下，既不會產生急劇的壓力變動，也不會有陶瓷過濾器或是其密封材料破損之可能性。
清洗溶媒之供給線速度以1.0~20[m/hr]之範圍為佳，而以1.0~15[m/hr]之範圍更佳。
若清洗溶媒之供給線速度在1.0[m/hr]以上，清洗溶媒得以均勻地流通於陶瓷過濾器之過濾膜全體，而可以獲得十足的清洗效果。另一方面，若清洗溶媒之供給線速度在20[m/hr]以下，不會因急劇的壓力變動而造成陶瓷過濾器或是其密封材料破損。
為除去堆積於過濾膜表面之微晶體以及於過濾膜內部析出之固體成分(主要為芳香族羧酸)，以清洗溶媒的供給時間較長為有利。但是，一旦考慮到過濾運轉時間的損失，以及考慮到使用之清洗溶媒加入氧化反應母液，就有必要於一定程度的時間內完成逆洗。因此，利用清洗溶媒進行之逆洗運轉時間，以介於5~120[秒]的範圍為佳，而以介於5~90[秒]的範圍更佳。
由於清洗溶媒會混入循環於流通路徑之氧化反應母液，以清洗溶媒之溫度在氧化反應母液之溫度以上為佳。又，為了在短時間內溶解堆積於過濾膜表面之微晶體與於過濾膜內部析出之固體成分(主要為芳香族羧酸)，雖然以清洗溶媒之溫度高於氧化反應母液之溫度為佳，然而，另一方面，於陶瓷過濾器內之極端的溫度變化，會造成起因於陶瓷過濾器與過濾器外殼之熱膨脹率的差異，而引起陶瓷過濾器破損、O型環破損之可能性。因此，清洗溶媒之溫度上限，係以「氧化反應母液之溫度+35℃」為佳，而以「氧化反應母液之溫度+25℃」更佳。
依本發明之使用陶瓷過濾器的交叉流式過濾運轉方法，係由以下三種運轉所組成，包含：(I)微晶體過濾運轉；(II)一面保持氧化反應母液之流通循環運轉一面進行利用過濾液之逆洗運轉；以及(III)一面保持氧化反應母液之流通循環運轉一面進行利用清洗溶媒之逆洗運轉。於本發明之過濾運轉方法中，並不限定依上述之(I)、(II)、(III)之順序來進行運轉，亦可以依任意之順序來進行 運轉。
然而，於本發明中，反覆進行(I)、(II)之運轉，而在藉由(II)之運轉無法回復過濾流量時，再進行(III)之運轉。以進行由(I)、(II)、(III)所組成之周期運轉為佳。
【實施例】
以下，依實施例等更加詳細地說明本發明，但本發明並不限定於這些實施例。
在含有水分濃度9質量%的醋酸中，使間二甲苯於鈷離子1000ppm、錳離子930ppm以及溴化物離子950ppm的存在下，藉由利用空氣進行液相氧化反應(反應溫度200[℃]，反應壓力1.6[MPaG])，而得到含有粗間苯二甲酸之漿體。氧化反應後，導入晶析步驟而放壓，在常壓下冷卻至100℃後，藉由旋轉式真空過濾器進行固液分離，而分離粗間苯二甲酸結晶，並準備好於使用陶瓷過濾器的交叉流式過濾運轉上必要之氧化反應母液。另外，該氧化反應母液為80℃。該氧化反應母液因微晶體而呈混濁，微晶體的含有率為0.47質量%。
以日本碍子(NGK)股份有限公司製之陶瓷過濾器作為一元件(陶瓷過濾器8)而安裝於過濾組件7。該陶瓷過濾器8為獨塊狀，其過濾膜之平均細孔徑為0.5μm，尺寸為30mmΦ×1000mmL。流通路徑28之外徑為4[mm]，孔數為19個。過濾面積為0.2386[m2 ]。流通路徑之總截面積為0.0002386[m2 ]。
另外，實施例中之間苯二甲酸的廢棄量，係由氧化反應母液循環流量(0.68m3 /hr)中析出之間苯二甲酸含量來計算。
以下，針對使用陶瓷過濾器的交叉流式過濾之運轉方法加以說明。
(微晶體過濾運轉)
於圖1~圖3中，上述氧化反應母液係儲存於氧化反應母液槽1中。該氧化反應母液，係使用泵浦2而流通於循環入口配管6，以供給至過濾組件7之上部基材端面側10。此時，以控制閥4調節流量。供給至過濾組件7之氧化反應母液，係通過陶瓷過濾器8 之流通路徑28，再通過下部之基材端面側10、循環出口配管11，而回到氧化反應母液槽1中。此時，以控制閥13調節流量。
該一連串的流動，稱為氧化反應母液循環線。於母液循環線中，藉由調整控制閥4以及13，以調節母液循環流量。進而，調整陶瓷過濾器8之流通路徑28側，亦即過濾器之上游側的壓力(一次壓)。該壓力係以壓力計5、12確認。
氧化反應母液之過濾運轉，係於確立母液循環線後，藉由打開閥18(控制閥24以及25為關閉)來進行。此時，氧化反應母液係以陶瓷過濾器8來過濾，於過濾側9流出除去微晶體之澄清氧化反應母液，通過過濾液出口配管16而儲存於過濾液槽19。過濾運轉中，過濾器下游側之壓力(二次壓)係以壓力計17來確認。
過濾流量係由以下因素決定之，包含一次壓與二次壓之過濾差壓，被過濾之流體的物理性質(黏度等)，以及陶瓷過濾器8之過濾性能(過濾面積、平均細孔徑、堵塞之程度等)。
過濾差壓△P[MPa]，係將壓力計5之壓力訂為P1[MPaG]，壓力計12之壓力訂為P2[MPaG]，而將壓力計17之壓力訂為P3[MPaG]，並依以下之公式而計算之。
△P=(P1+P2)/2-P3
(利用過濾液進行之逆洗運轉)
於圖1~圖3中，在微晶體過濾運轉時之過濾流量低下時，利用過濾液進行逆洗。首先，關閉閥18(控制閥24以及25保持關閉的狀態)而停止過濾運轉(持續進行母液循環)。接著一面調節一面打開控制閥24，使用泵浦20，將過濾液槽19內之過濾液，通過過濾液逆洗配管23而供給至過濾組件7之過濾側9。此時，因應必要以熱交換器22控制該過濾液之溫度。又，使過濾側9之壓力高於流通路徑28側之壓力(逆洗差壓)，並使過濾液從過濾側9通過到流通路徑28側而進行逆洗。該逆洗差壓係定義為-△P。
另外，於逆洗時亦可以藉由調節控制閥4以及13，降低流通路徑28側之壓力，而進行逆洗差壓之調節。
(利用清洗溶媒進行之逆洗運轉)
於圖2中，在藉由利用過濾液進行之逆洗運轉中，過濾流量無法十足地回復時，利用清洗溶媒進行逆洗。首先，關閉閥18與控制閥24(持續進行母液循環)，接著一面調節一面打開控制閥25，將清洗溶媒，通過清洗溶媒逆洗配管26而供給至過濾組件7之過濾側9。此時，因應必要而以熱交換器27控制清洗溶媒之溫度。又，使過濾側9之壓力高於流通路徑28側之壓力，並使清洗溶媒從過濾側9通過流通路徑28側而進行逆洗。通過之清洗溶媒會與循環之氧化反應母液混合。
另外，逆洗時亦可藉由調節控制閥4以及13，以降低流通路徑28側之壓力，而進行逆洗差壓之調節。
又，藉由以下之公式，求取微晶體過濾運轉時之平均過濾流量X1 、於氧化反應母液之陶瓷過濾器流通路徑內之循環線速度LV1 以及過濾液之過濾線速度LV2 。另外，LV1 係作為平均循環線速度來求得。
過濾組件7入口循環流量F[m3 /hr]
微晶體過濾運轉時間T1 [sec]
微晶體過濾運轉開始時之過濾流量Xs [m3 /hr]
微晶體過濾運轉終了時之過濾流量Xt [m3 /hr]
微晶體過濾運轉時之平均過濾流量X1 [m3 /hr]=(Xs +Xt )/2
於氧化反應母液之陶瓷過濾器流通路徑內之循環線速度LV1 [m/hr]=F/0.0002386
過濾液之過濾線速度LV2 [m/hr]=Xs /0.2386
又，藉由以下以求取由微晶體過濾運轉以及利用過濾液進行之逆洗運轉所組成之1循環中之平均過濾流量V3 以及逆洗運轉時之過濾液的供給線速度LV3 。
於微晶體過濾運轉之總過濾液量V1 [m3 ]=T1 ×X1 /3600
利用過濾液進行之逆洗運轉時間T2 [sec]
利用過濾液進行之逆洗運轉時的逆洗流量X2 [m3 /hr]
於利用過濾液進行之逆洗運轉的總逆洗液量 V2 [m3 ]=T2 ×X2 /3600
由微晶體過濾運轉以及利用過濾液進行之逆洗運轉所組成之1循環的平均過濾流量V3 [m3 /hr]=(V1 -V2 )/(T1 +T2 )×3600
利用過濾液進行之逆洗運轉時的供給線速度LV3 [m/hr]=X2 /0.2386
若於利用過濾液進行之逆洗運轉之過濾液使用量多的話，淨得之過濾液會變少，由微晶體過濾運轉以及利用過濾液進行之逆洗運轉所組成之1循環的平均過濾流量V3 會變小。
<實施例1>
(微晶體過濾運轉)
於過濾組件7，以循環入口流量0.68[m3 /hr](P1=0.10[MPaG])，供給(以降流方式)上述之氧化反應母液(80℃)，並且開始交叉流過濾。微晶體過濾運轉開始時之過濾流量Xs 為0.32[m3 /hr](P3=0.00[MPaG])，循環出口流量為0.36[m3 /hr](P2=0.09[MPaG])。流通路徑側與過濾側之差壓為△P=0.10[MPa]。又，於流通路徑內之循環線速度以及過濾液之過濾線速度，分別為2848(m/hr)、1.34(m/hr)。
(利用過濾液進行之逆洗運轉)
持續進行過濾運轉，由於在500秒後過濾流量會下降至0.20[m3 /hr](完成微晶體過濾運轉時之過濾流量Xt 為0.20[m3 /hr])，一面持續氧化反應母液之循環，一面於15秒鐘執行利用過濾液進行之逆洗(供給線速度為2.85[m/hr]，過濾液之溫度為80℃)。此時之P1=0.14[MPaG]，P2=0.10[MPaG]，P3=0.31[MPaG]，過濾側與流通路徑側之差壓為-△P=0.19[MPa]。
完成利用過濾液進行之逆洗運轉，並回到過濾運轉。此時(剛完成第1次循環過濾液逆洗後=第2次循環之Xs )的過濾流量為0.32[m3 /hr]，由微晶體過濾運轉以及利用過濾液進行之逆洗運轉所組成之第1次循環的平均過濾流量V3 為0.233[m3 /hr]。剛完成第2次循環過濾液逆洗後之過濾流量也有0.32[m3 /hr]，第2次循環之平均過濾流量V3 也有0.233[m3 /hr]。
剛完成第3~5次循環之過濾液逆洗後的過濾流量以及平均過濾流量V3 ，亦各自與第2次循環相同。
進而交互地持續進行過濾運轉(500秒鐘)與利用過濾液進行之逆洗運轉(15秒鐘)，可以維持陶瓷過濾器之微晶體過濾性能，直到剛完成過濾液逆洗後之過濾流量變得無法回復到0.25[m3 /hr]以上之6小時後。結果如表1所示。
<實施例2>
將利用過濾液進行之逆洗運轉的供給線速度設定為5.70[m/hr]，逆洗運轉時間設定為10秒鐘，其它條件都與實施例1相同，來交互地持續進行過濾運轉與利用過濾液進行之逆洗運轉。執行利用過濾液進行之逆洗時的P1=0.16[MPaG]，P2=0.11[MPaG]，P3=0.53[MPaG]，過濾側與流通路徑側之逆洗差壓為-△P=0.40[MPa]。
完成利用過濾液進行之逆洗運轉，並回到過濾運轉。此時(剛完成第1次循環過濾液逆洗後)的過濾流量為0.32[m3 /hr]，第1次循環之平均過濾流量V3 為0.228[m3 /hr]。剛完成第2次循環過濾液逆洗後之過濾流量也有0.32[m3 /hr]，第2次循環之平均過濾流量V3 也有0.228[m3 /hr]。
剛完成第3~5次循環之過濾液逆洗後之過濾流量以及平均過濾流量V3 ，亦各自與第2次循環相同。
進而交互地持續進行過濾運轉(500秒鐘)與利用過濾液進行之逆洗運轉(10秒鐘)，可以維持陶瓷過濾器之微晶體過濾性能，直到剛完成過濾液逆洗後之過濾流量變得無法回復到0.25[m3 /hr]以上之8小時後。結果如表1所示。
<實施例3>
將利用過濾液進行之逆洗運轉的供給線速度設定為1.42[m/hr]，過濾液之溫度設定為90℃，逆洗運轉時間設定為30秒鐘，其它條件都與實施例1相同，來交互地持續進行過濾運轉與利用過濾液進行之逆洗運轉。執行利用過濾液進行之逆洗時的P1=0.12[MPaG]，P2=0.10[MPaG]，P3=0.21[MPaG]，過濾側與流通路徑側之逆洗差壓為-△P=0.10[MPa]。
完成利用過濾液進行之逆洗運轉，並回到過濾運轉。此時(剛完成第1次循環過濾液逆洗後)的過濾流量為0.32[m3 /hr]，第1次循環之平均過濾流量V3 為0.226[m3 /hr]。剛完成第2次循環過濾液逆洗後之過濾流量也有0.32[m3 /hr]，第2次循環之平均過濾流量V3 也有0.226[m3 /hr]。
剛完成第3~5次循環之過濾液逆洗後之過濾流量以及平均過濾流量V3 ，亦各自與第2次循環相同。
進而交互地持續進行過濾運轉(500秒鐘)與利用過濾液進行之逆洗運轉(30秒鐘)，可以維持陶瓷過濾器之微晶體過濾性能，直到剛完成過濾液逆洗後之過濾流量變得無法回復到0.25[m3 /hr]以上之6小時後。結果如表1所示。
<實施例4>
除沒有進行為了調降以過濾液進行逆洗運轉時之流通路徑側的壓力，而調整上游控制閥4以及下游控制閥13之開度以外，與實施例1相同而交互地持續進行過濾運轉與利用過濾液進行之逆洗運轉。執行利用過濾液進行之逆洗時的P1=0.36[MPaG]，P2=0.31[MPaG]，P3=0.51[MPaG]，過濾側與流通路徑側之逆洗差壓為-△P=0.18[MPa]。
完成利用過濾液進行之逆洗運轉，並回到過濾運轉。此時(剛完成第1次循環過濾液逆洗後)的過濾流量停留在回復到0.31[m3 /hr]為止，第1次循環之平均過濾流量V3 為0.233[m3 /hr]。
剛完成第2次循環過濾液逆洗後之過濾流量可以回復為0.31[m3 /hr]，第2次循環之平均過濾流量V3 為0.228[m3 /hr]。
剛完成第3~5次循環的過濾液逆洗時之過濾流量以及平均過濾流量V3 ，分別與第2次循環相同。
進而交互地持續進行過濾運轉(500秒鐘)與利用過濾液進行之逆洗運轉(15秒鐘)，可以維持陶瓷過濾器之微晶體過濾性能，直到剛完成過濾液逆洗後之過濾流量變得無法回復到0.25[m3 /hr]以上之3小時後。結果如表1所示。
由於為了調降流通路徑側之壓力，而沒有進行上游控制閥4 以及下游控制閥13之開度調整，因過濾液逆洗而進入流通路徑內之過濾液，會使從上部基材端面側流入到陶瓷過濾器之氧化反應母液流量減少，而成為導致物理性地除去堆積於過濾膜表面之微晶體的效果低下之原因。結果如表1所示。
<比較例1>
除將利用過濾液進行之逆洗運轉時間，於70秒鐘進行以外，與實施例1同樣交互地持續進行過濾運轉與利用過濾液進行之逆洗運轉。執行利用過濾液進行之逆洗時之P1=0.14[MPaG]，P2=0.10[MPaG]，P3=0.31[MPaG]，過濾側與流通路徑側之逆洗差壓為-△P=0.19[MPa]。
完成利用過濾液進行之逆洗運轉，並回到過濾運轉。此時(剛完成第1次循環過濾液逆洗後)之過濾流量為0.32[m3 /hr]，第1次循環之平均過濾流量V3 為0.145[m3 /hr]。剛完成第2次循環過濾液逆洗後之過濾流量也有0.32[m3 /hr]，第2次循環之平均過濾流量V3 也有0.145[m3 /hr]。
剛完成第3~5次循環的過濾液逆洗時之過濾流量以及平均過濾流量V3， 亦分別與第2次循環相同。
進而交互地持續進行過濾運轉(500秒鐘)與利用過濾液進行之逆洗運轉(70秒鐘)，可以維持陶瓷過濾器之微晶體過濾性能，直到剛完成過濾液逆洗後之過濾流量變得無法回復到0.25[m3 /hr]以上之6小時後。結果如表1所示。
但是，由於利用過濾液進行之逆洗運轉時間很長，平均過濾流量V3 僅有0.145[m3 /hr]。由於平均過濾流量很低，得增加必要之過濾器元件的數量，會導致花費提高。結果如表1所示。
<比較例2>
以供給線速度0.84[m/hr]執行利用過濾液進行之逆洗運轉，除此之外各條件均與實施例1相同，交互地進行過濾運轉與利用過濾液進行之逆洗運轉。在執行利用過濾液進行之逆洗時之P1=0.11[MPaG]，P2=0.09[MPaG]，P3=0.15[MPaG]，過濾側與流通路徑側之逆洗差壓為-△P=0.05[MPa]。
雖然完成了利用過濾液進行之逆洗運轉而回到過濾步驟，但微晶體過濾運轉開始時之過濾流量只能回復至0.25[m3 /hr]。又，由微晶體過濾運轉以及利用過濾液進行之逆洗運轉所組成之第1次循環的平均過濾流量V3 為0.247[m3 /hr]。
接著，進入第2次循環之過濾運轉，於60秒後過濾流量下降至0.20[m3 /hr]，無法維持微晶體過濾運轉時間T1 =500秒之設定。結果如表1所示。
<比較例3>
以過濾液之溫度為70℃，執行利用過濾液進行之逆洗運轉，除此之外各條件均與實施例1相同，交互地進行過濾運轉與利用過濾液進行之逆洗運轉。在執行利用過濾液進行之逆洗時之P1=0.14[MPaG]，P2=0.10[MPaG]，P3=0.34[MPaGa]，過濾側與流通路徑側之逆洗差壓為-△P=0.22[MPa]
雖然完成了利用過濾液進行之逆洗運轉而回到過濾步驟，但微晶體過濾運轉開始時之過濾流量只能回復至0.24[m3 /hr]。又，第1次循環的平均過濾流量V3 為0.233[m3 /hr]。
接著，進入第2次循環之過濾運轉，於60秒後過濾流量下降至0.20[m3 /hr]，無法維持微晶體過濾運轉時間T1 =500秒之設定。結果如表1所示。
一旦以過濾液之溫度70℃，執行利用過濾液進行之逆洗運轉，由於進行的溫度過低，為陶瓷過濾器清洗無法充分進行之原因。
<比較例4>
除了以供給線速度為0.84[m/hr]、過濾液之溫度為90℃、逆洗運轉時間在300秒鐘執行外，與實施例1相同，交互地持續進行過濾運轉以及利用過濾液進行之逆洗運轉。執行利用過濾液進行之逆洗時之P1=0.11[MPaG]，P2=0.09[MPaG]，P3=0.15[MPaG]，過濾側與流通路徑側之逆洗差壓為-△P=0.05[MPa]。
完成利用過濾液進行之逆洗運轉，並回到過濾運轉。此時(剛完成第1次循環過濾液逆洗後)之過濾流量為0.32[m3 /hr]，第1次 循環之平均過濾流量V3 為0.088[m3 /hr]。剛完成第2次循環過濾液逆洗後之過濾流量也有0.32[m3 /hr]，第2次循環之平均過濾流量V3 也有0.088[m3 /hr]。
剛完成第3~5次循環之過濾液逆洗後之過濾流量以及平均過濾流量V3 ，亦分別與第2次循環相同。
進而交互地持續進行過濾運轉(500秒鐘)與利用過濾液進行之逆洗運轉(300秒鐘)，可以維持陶瓷過濾器之微晶體過濾性能，直到剛完成過濾液逆洗後之過濾流量變得無法回復到0.25[m3 /hr]以上之1.5小時後。
但是，即使在本比較例之運轉條件下，平均過濾流量V3 僅有0.088[m3 /hr]。由於平均過濾流量很低，得增加必要之過濾器元件的數量，會導致花費提高。結果如表1所示。
【表1】
<實施例5>
(微晶體過濾運轉)
於過濾組件7，以循環入口流量0.68[m3 /hr](P1=0.10[MPaG])，供給(以降流方式)前述之氧化反應母液(80℃)，並且開始交叉流過濾。此時之過濾流量為0.32[m3 /hr](P3=0.00[MPaG])，循環出口流量為0.36[m3 /hr](P2=0.09[MPaG])。流通路徑側與過濾側之差壓為ΔP=0.10[MPa]。又，於內部流通路徑內之循環線速度以及過濾液之過濾線速度，分別為2848(m/hr)、1.34(m/hr)。
(利用過濾液進行之逆洗運轉)
持續進行過濾運轉，由於在500秒後過濾流量會下降至0.20[m3 /hr]，一面持續氧化反應母液之循環，一面於15秒鐘執行利用過濾液進行之逆洗(逆洗流量為0.68[m3 /hr])。此時之P1=0.14[MPaG]，P2=0.10[MPaG]，P3=0.31[MPaG]，過濾側與流通路徑側之差壓為-ΔP=0.19[MPa]。
完成利用過濾液進行之逆洗運轉，並回到過濾運轉。此時之過濾流量為0.32[m3 /hr]。
(利用清洗溶媒進行之逆洗運轉)
交互地持續進行過濾運轉(500秒鐘)與利用過濾液進行之逆洗運轉(15秒鐘)，由於在6小時後，即使於剛利用過濾液完成逆洗後，過濾流量也無法回復到0.24[m3 /hr]以上，故一面持續氧化反應母液之循環，一面利用作為清洗溶媒之醋酸(含水率7.7質量%，85℃)進行15秒鐘的逆洗運轉(逆洗流量0.68[m3 /hr])。醋酸之供給線速度為2.85[m/hr]。此時之P1=0.13[MPaG]，P2=0.10[MPaG]，P3=0.30[MPaG]，過濾側與流通路徑側之差壓為-ΔP=0.19[MPa]。
完成利用醋酸進行之逆洗運轉，並回到過濾運轉。此時之過濾流量已回復到0.32[m3 /hr]。接著，再度反覆進行過濾運轉與利用過濾液進行之逆洗，直到於剛利用過濾液完成逆洗後，過濾流量也無法回復到0.24[m3 /hr]以上時，再度利用清洗溶媒進行逆洗，利用清洗溶媒進行逆洗之周期為6小時。亦即，一面反覆進行過濾運轉與利用過濾液進行之逆洗運轉，且藉由以6小時之周期，執行利用清洗溶媒進行之逆洗，得以維持陶瓷過濾器之過濾性能。其結果如表2所示。
<實施例6>
與實施例5相同，交互地持續(6小時)進行過濾運轉(500秒鐘)與利用過濾液進行之逆洗運轉(15秒鐘)。由於在剛利用過濾液完成逆洗後之過濾流量無法回復到0.24[m3 /hr]以上，故一面持續氧化反應母液之循環一面利用醋酸(含水率7.7質量%，85℃)進行15秒鐘的逆洗運轉(逆洗流量1.36[m3 /hr])。醋酸之供給線速度為5.70[m/hr]。此時之P1=0.15[MPaG]，P2=0.11[MPaG]，P3=0.51[MPaG]，過濾側與流通路徑側之差壓為-ΔP=0.38[MPa]。
完成利用醋酸進行之逆洗運轉，並回到過濾運轉。此時之過濾流量已回復至0.32[m3 /hr]。
又，直到下次之利用清洗溶媒進行逆洗的周期為6小時。亦即，一面反覆進行過濾運轉與利用過濾液進行之逆洗運轉，且藉由以6小時之周期，執行利用清洗溶媒進行之逆洗運轉，可以維持陶瓷過濾器之過濾性能。其結果如表2所示。
<實施例7>
與實施例5相同，交互地持續(6小時)進行過濾運轉(500秒鐘)與利用過濾液進行之逆洗運轉(15秒鐘)。由於在剛利用過濾液完成逆洗後之過濾流量無法回復到0.24[m3 /hr]以上，故一面持續氧化反應母液之循環一面利用醋酸(含水率7.7質量%，85℃)進行10秒鐘的逆洗運轉(逆洗流量2.04[m3 /hr])。醋酸之供給線速度為8.54[m/hr]。此時之P1=0.18[MPaG]，P2=0.12[MPaG]，P3=0.69[MPaG]，過濾側與流通路徑側之差壓為-ΔP=0.54[MPa]。
完成利用醋酸進行之逆洗運轉，並回到過濾運轉。此時之過濾流量已回復至0.32[m3 /hr]。直到下次之利用清洗溶媒進行之逆洗的周期為6小時。亦即，一面反覆進行過濾運轉與利用過濾液進行之逆洗運轉，且藉由以6小時之周期，執行利用清洗溶媒進行之逆洗運轉，可以維持陶瓷過濾器之過濾性能。其結果如表2所示。
<實施例8>
與實施例5相同，交互地持續(6小時)進行過濾運轉(500秒鐘)與利用過濾液進行之逆洗運轉(15秒鐘)。由於在剛利用過濾液完成逆洗後之過濾流量無法回復到0.24[m3 /hr]以上，故一面持續氧化反應母液之循環一面利用醋酸(含水率7.7質量%，85℃)進行60秒鐘的逆洗運轉(逆洗流量0.34[m3 /hr])。醋酸之供給線速度為1.42[m/hr]。此時之P1=0.11[MPaG]，P2=0.09[MPaG]，P3=0.22[MPaG]，過濾側與流通路徑側之差壓為-ΔP=0.12[MPa]。
完成利用醋酸進行之逆洗運轉，並回到過濾運轉。此時之過濾流量已回復至0.32[m3 /hr]。直到下次之利用清洗溶媒進行之逆洗的周期為4小時。進而，再到下次利用清洗溶媒進行之逆洗的周期也為4小時。亦即，一面反覆進行過濾運轉與利用過濾液進行之逆洗運轉，且藉由以4小時之周期，執行利用清洗溶媒進行之逆洗運轉，可以維持陶瓷過濾器之過濾性能。其結果如表2所示。
<實施例9>
與實施例5相同，交互地持續(8小時)進行過濾運轉(120秒鐘)與利用過濾液進行之逆洗運轉(15秒鐘)。由於在剛利用過濾液完成逆洗後之過濾流量無法回復到0.24[m3 /hr]以上，故一面持續氧化反應母液之循環一面利用醋酸(含水率7.7質量%，85℃)進行15秒鐘的逆洗運轉(逆洗流量0.68[m3 /hr])。醋酸之供給線速度為2.85[m/hr]。此時之P1=0.13[MPaG]，P2=0.10[MPaG]，P3=0.30[MPaG]，過濾側與流通路徑側之差壓為-ΔP=0.19[MPa]。
完成利用醋酸進行之逆洗運轉，並回到過濾運轉。此時之過濾流量已回復至0.32[m3 /hr]。直到下次之利用清洗溶媒進行之逆洗的周期為8小時。亦即，一面反覆進行過濾運轉與利用過濾液進行之逆洗運轉，且藉由以8小時之周期，執行利用清洗溶媒進行之逆洗運轉，可以維持陶瓷過濾器之過濾性能。其結果如表2所示。
<實施例10>
與實施例5相同，交互地持續(3小時)進行過濾運轉(900秒鐘)與利用過濾液進行之逆洗運轉(15秒鐘)。由於在剛利用過濾液完成逆洗後之過濾流量無法回復到0.24[m3 /hr]以上，故一面持續氧化反應母液之循環一面利用醋酸(含水率7.7質量%，85℃)進行15秒鐘的逆洗運轉(逆洗流量0.68[m3 /hr])。醋酸之供給線速度為2.85[m/hr]。此時之P1=0.13[MPaG]，P2=0.10[MPaG]，P3=0.30[MPaG]，過濾側與流通路徑側之差壓為-ΔP=0.19[MPa]。
完成利用醋酸進行之逆洗運轉，並回到過濾運轉。此時之過濾流量已回復至0.32[m3 /hr]。直到下次之利用清洗溶媒進行之逆洗的周期為3小時。亦即，一面反覆進行過濾運轉與利用過濾液進行之逆洗運轉，且藉由以3小時之周期，執行利用清洗溶媒進行之逆洗運轉，可以維持陶瓷過濾器之過濾性能。其結果如表2所示。
<比較例5>
與實施例5相同，交互地持續(6小時)進行過濾運轉(500秒鐘)與利用過濾液進行之逆洗運轉(15秒鐘)。由於在剛利用過濾液完成逆洗後之過濾流量無法回復到0.24[m3 /hr]以上，停止氧化反應母液之循環(關閉控制閥4以及13，接著打開抽液閥14)，並利用醋酸(含水率7.7質量%，85℃)進行180秒鐘的逆洗運轉(逆洗流量為0.68[m3 /hr])。醋酸之供給線速度為2.85[m/hr]。此時之P1=0.00[MPaG]，P2=0.00[MPaG]，P3=0.19[MPaG]，過濾側與流通路徑側之差壓為-ΔP=0.19[MPa]。
完成排出清洗溶媒(醋酸)到系統外之逆洗運轉，並回到過濾運轉。雖然此時之過濾流量已回復至0.32[m3 /hr]，但是醋酸之使用量為0.0340[m3 ]，為實施例5之12倍的使用量。進而，氧化反應母液中之間苯二甲酸0.37wt%會作為廢棄物而被排出系統外。另外，至下次利用清洗溶媒進行逆洗的周期為6小時。結果如表2所示。
<比較例6>
與實施例5相同，交互地持續(6小時)進行過濾運轉(500秒鐘)與利用過濾液進行之逆洗運轉(15秒鐘)。由於在剛利用過濾液完成逆洗後之過濾流量無法回復到0.24[m3 /hr]以上，停止氧化反應母液之循環(關閉控制閥4以及13，接著打開抽液閥14)，並利用醋酸(含水率7.7質量%，85℃)進行15秒鐘的逆洗運轉(逆洗流量為0.68[m3 /hr])。醋酸之供給線速度為2.85[m/hr]。此時之P1=0.00[MPaG]，P2=0.00[MPaG]，P3=0.19[MPa]，過濾側與流通路徑側之差壓為-ΔP=0.19[MPa]。
完成排出清洗溶媒(醋酸)到系統外之逆洗運轉，並回到過濾運轉。雖然醋酸之使用量與實施例5相同為0.0028[m3 ]，由於沒有進行母液循環，難以除去堆積於位在流通路徑側的過濾面上之微晶體，故過濾流量只能回復至0.26[m3 /hr]。因此，到第2回以後之利用清洗溶媒進行逆洗的周期，變成只.有極端短暫之30分鐘。亦即，可以維持陶瓷過濾器的過濾性能之運轉周期變得極端短暫。結果如表2所示。
進而，氧化反應母液中之間苯二甲酸6.67wt%會作為廢棄物被排出至系統外。結果如表2所示。
<實施例11>
與實施例5相同，交互地持續(6小時)進行過濾運轉(500秒鐘)與利用過濾液進行之逆洗運轉(15秒鐘)。由於在剛利用過濾液完成逆洗後之過濾流量無法回復到0.24[m3 /hr]以上，故一面持續氧化反應母液之循環一面利用醋酸(含水率7.7質量%，85℃)進行180秒鐘的逆洗運轉(逆洗流量0.68[m3 /hr])。醋酸之供給線速度為2.85[m/hr]。此時之P1=0.13[MPaG]，P2=0.]0[MPaG]，P3=0.30[MPaG]，過濾側與流通路徑側之差壓為-ΔP=0.19[MPa]。
完成利用含水醋酸進行之逆洗運轉，並回到過濾運轉。雖然此時之過濾流量已回復至0.32[m3 /hr]，醋酸之使用量為0.034[m3 ]，為實施例5之12倍的使用量。至下次利用清洗溶媒進行逆洗的周期為6小時。結果如表2所示。
<實施例12>
與實施例5相同，交互地持續(6小時)進行過濾運轉(500秒鐘)與利用過濾液進行之逆洗運轉(15秒鐘)。由於在剛利用過濾液完成逆洗後之過濾流量無法回復到0.24[m3 /hr]以上，故一面持續氧化反應母液之循環一面利用醋酸(含水率7.7質量%，85℃)進行15秒鐘的逆洗運轉(逆洗流量0.14[m3 /hr])。醋酸之供給線速度為0.59[m/hr]。此時之P1=0.10[MPaG]，P2=0.09[MPaG]，P3=0.18[MPaG]，過濾側與流通路徑側之差壓為-ΔP=0.09[MPa]。
完成利用醋酸進行之逆洗運轉，並回到過濾運轉。醋酸之使用量僅為0.00058[m3 ](為實施例5的0.21倍)，過濾流量只能回復到0.27[m3 /hr]。因此，到第2回以後之利用清洗溶媒進行逆洗的周期，變為極端短暫的1小時。亦即，可以維持陶瓷過濾器的過濾性能之運轉周期變得極端短暫。結果如表2所示。
<實施例13>
與實施例5相同，交互地持續(6小時)進行過濾運轉(500秒鐘)與利用過濾液進行之逆洗運轉(15秒鐘)。由於在剛利用過濾液完成逆洗後之過濾流量無法回復到0.24[m3 /hr]以上，故一面持續氧化反應母液之循環一面利用醋酸(含水率7.7質量%，85℃)進行15秒鐘的逆洗運轉(逆洗流量5.10[m3 /hr])。醋酸之供給線速度為21.4[m/hr]。此時之P1=0.40[MPaG]，P2=0.31[MPaG]，P3=1.41[MPaG]，過濾側與流通路徑側之差壓為-ΔP=1.06[MPa]。
完成利用醋酸進行之逆洗運轉，並回到過濾運轉。雖然此時之過濾流量僅回復到0.32[m3 /hr]，醋酸之使用量為0.0213[m3 ]，為實施例5之7.6倍的使用量。到下次之利用清洗溶媒進行逆洗的周期為6小時。結果如表2所示。
【表2】
[產業利用上可能性]
依本發明之過濾運轉方法，具有以下優點：(1)陶瓷過濾器可以簡單地進行長期間不堵塞的運轉，(2)無需使用大量的清洗溶媒，(3)在以往清洗時，必需與清洗溶媒一同廢棄之清洗溶媒中的芳香族羧酸，也可以被回收。亦可以簡化運轉條件，並改善芳香族羧酸製造時之消耗率。
以下說明圖1、圖2以及圖3中附加之符號。
1．．．氧化反應母液槽
2．．．泵浦
3．．．最小流量線
4．．．控制閥
5．．．壓力計(P1)
6．．．循環入口配管
7．．．過濾組件(外殼)
8．．．陶瓷過濾器
9．．．過濾側
10．．．基材端面側
11．．．循環出口配管
12．．．壓力計(P2)
13．．．控制閥
14．．．抽液閥
15．．．循環返回配管
16．．．過濾液出口配管
17．．．壓力計(P3)
18．．．閥
19．．．過濾液槽
20．．．泵浦
21．．．最小流量線
22．．．熱交換器
23‧‧‧過濾液逆洗配管
24‧‧‧控制閥
25‧‧‧控制閥
26‧‧‧清洗溶媒逆洗配管
27‧‧‧熱交換器
28‧‧‧流通路徑
[圖1]　表示本發明之實施形態的配管系統圖。
[圖2]　表示本發明之另一實施形態的配管系統圖。
[圖3]　於圖1或是圖2記載之陶瓷過濾器的剖面圖。
1．．．氧化反應母液槽
2．．．泵浦
3．．．最小流量線
4．．．控制閥
5．．．壓力計(P1)
6．．．循環入口配管
7．．．過濾組件(外殼)
8．．．陶瓷過濾器
9．．．過濾側
10．．．基材端面側
11．．．循環出口配管
12．．．壓力計(P2)
13．．．控制閥
14．．．抽液閥
15．．．循環返回配管
16．．．過濾液出口配管
17．．．壓力計(P3)
18．．．閥
19．．．過濾液槽
20．．．泵浦
21．．．最小流量線
22．．．熱交換器
23．．．過濾液逆洗配管
24．．．控制閥

Claims (9)

  1. 一種過濾運轉方法，其將除對苯二甲酸以外之芳香族羧酸的製造過程中之氧化反應母液中的微晶體，一面進行氧化反應母液之流通循環運轉，一面使用陶瓷過濾器以交叉流方式進行過濾時，其特徵為包含以下步驟：(I)微晶體過濾運轉之步驟；以及(II)在一邊保持氧化反應母液之流通循環運轉，一邊利用過濾液進行逆洗運轉時，於下列條件下利用該過濾液進行之逆洗運轉之步驟；(II-A)運轉時間係介於5~60[秒]的範圍；(II-B)過濾側與流通路徑側的差壓係介於0.10~1.0[MPa]的範圍；(II-C)過濾液的供給線速度係介於1.0~20[m/hr]的範圍；以及(II-D)過濾液的溫度，係介於「氧化反應母液溫度」~「氧化反應母液溫度+35℃」的範圍。
  2. 如申請專利範圍第1項之過濾運轉方法，其中，(I)之微晶體過濾運轉之步驟，係於下列條件下進行：(I-A)運轉時間係介於60~1800[秒]的範圍；(I-B)流通路徑側與過濾側的差壓係介於0.05~0.5[MPa]的範圍；(I-C)氧化反應母液於陶瓷過濾器流通路徑內的循環線速度，係以流通路徑入口基準計介於1000~10000[m/hr]的範圍；以及(I-D)過濾液之過濾線速度係介於0.5~3.0[m/hr]的範圍。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之過濾運轉方法，其中，更包含以下步驟：(III)一邊保持著氧化反應母液之流通循環運轉，一邊利用清洗溶媒進行逆洗運轉之步驟。
  4. 如申請專利範圍第3項之過濾運轉方法，其中，(III)之利用清洗溶媒進行逆洗運轉之步驟，係於下列條件下進行：(III-A)運轉時間係介於5~120[秒]的範圍； (III-B)利用清洗溶媒進行逆洗時之過濾側與流通路徑側的差壓係介於0.10~1.0[MPa]的範圍；(III-C)逆洗時之清洗溶媒的供給線速度係介於1.0~20[m/hr]的範圍；以及(III-D)清洗溶媒之溫度，係介於「氧化反應母液溫度」~「氧化反應母液溫度+35℃」的範圍。
  5. 如申請專利範圍第3項之過濾運轉方法，其中，反覆執行由(I)之微晶體過濾運轉以及(II)之利用過濾液進行之逆洗運轉所構成之運轉；在藉(II)之利用過濾液進行之逆洗運轉無法保持過濾流量回復時，執行(III)之利用清洗溶媒進行之逆洗運轉之步驟。
  6. 如申請專利範圍第3項之過濾運轉方法，其中，清洗溶媒為含水率介於0.1~30質量%的醋酸。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之過濾運轉方法，其中，利用過濾液進行逆洗時，降低陶瓷過濾器之循環出口配管側的壓力，量取差壓值，並供給過濾液。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之過濾運轉方法，其中，芳香族羧酸至少為：安息香酸、苯二甲酸、間苯二甲酸、間甲基苯甲酸、對稱苯三甲酸、3,5-二甲基苯甲酸、偏苯三甲酸、苯均四酸、1,5-萘二羧酸、或是2,6-萘二羧酸中之任一者。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之過濾運轉方法，其中，在過濾組件的上游與下游設置控制閥，並且在以過濾液進行逆洗運轉時，使下游之控制閥的開度擴大，同時也縮小上游之控制閥的開度。
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