明 細 書 芳香族カルボン酸含有スラリーの遠心分離方法 ぐ技術分野 > Technical field Centrifugal separation method of aromatic carboxylic acid-containing slurry
この発明は、 芳香族カルボン酸の製造工程における結晶を含有するスラリーの 遠心分離方法および高純度テレフタル酸の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for centrifuging a slurry containing crystals in a process for producing an aromatic carboxylic acid and a method for producing high-purity terephthalic acid.
<背景技術 > <Background technology>
一般に、 テレフタル酸などの芳香族カルボン酸の工業的製造方法として、 パラ キシレンなどのアルキル芳香族炭化水素を原料として、 酢酸溶媒中でコバルト、 マンガン、 及び臭素を含有する触媒の存在下に分子状酸素により液相で酸化反応 させ、 生成したテレフタル酸またはその他の芳香族カルボン酸の結晶を含むスラ リーを固液分離装置で処理し、 テレフタル酸を製造する方法が知られている。 固液分離装置としては、 ロータリーバキュームフィルター、 ベルトフィルター または遠心分離機などがあり、 このうち遠心分離機は、 縦型または横型のドラム 内に設置された回転するポウル円筒部及びスクリュウコンペャからなり、 供給さ れたスラリーは、 回転するボウル円筒部の内側に分散され、 遠心力によりポウル 壁上に沈降した固形物がスクリュウコンペャにより移動 ·排出される機構を有す るものである (特許文献 1参照) 。 In general, as an industrial method for producing aromatic carboxylic acids such as terephthalic acid, an alkyl aromatic hydrocarbon such as para-xylene is used as a raw material in an acetic acid solvent in the presence of a catalyst containing cobalt, manganese, and bromine. There is known a method of producing terephthalic acid by subjecting a slurry containing crystals of terephthalic acid or other aromatic carboxylic acid produced by an oxidation reaction in a liquid phase with oxygen to a solid-liquid separation device. Solid-liquid separators include rotary vacuum filters, belt filters, and centrifugal separators.The centrifugal separator consists of a rotating powl cylinder and a screw conveyor installed in a vertical or horizontal drum. The supplied slurry is dispersed inside the rotating bowl cylinder, and has a mechanism in which the solids settled on the wall of the bowl due to centrifugal force are moved and discharged by a screw conveyor (Patent) Reference 1).
[特許文献 1 ] 特表平 7— 5 0 7 2 9 1号公報 (第 1 0頁左下欄及び同頁右下 欄、 図 3、 4 ) [Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-507291 (Page 10, lower left column and page 10, lower right column, Figures 3 and 4)
<発明の開示 > <Disclosure of Invention>
しかしながら、 上記したような遠心分離装置を用いてスラリーの固液分離を行 なうと、 遠心分離機内で減圧によりスラリーが冷却され、 局所的に晶析が起こる 場合があり、 生じた結晶で回転するボウル内の重量が均一に分布しなくなり、 ボ ウルの回転軸の安定性 (バランス) が悪くなつて振動が起きたり、 さらには回転
速度が遅くなるなど、 固液分離処理の効率が悪化する事態になるという問題点が ある。 また同様に、 分離された母液が一時的に収容される母液溢流収納室等で母 液が冷却されると結晶化が生じ、 分離装置内表面に結晶物が付着、 成長する、 す なわちスケーリングが生じ、 分離操作の阻害要因となる問題点がある。 However, when the solid-liquid separation of the slurry is performed using the above-described centrifugal separator, the slurry is cooled by the reduced pressure in the centrifuge, and crystallization may occur locally, and the generated crystals rotate. The weight in the bowl will not be evenly distributed, and the stability (balance) of the bowl's rotating shaft will be degraded, causing vibration or even rotation. There is a problem that the efficiency of the solid-liquid separation treatment is deteriorated, for example, the speed is reduced. Similarly, when the mother liquor is cooled in a mother liquor overflow storage chamber or the like in which the separated mother liquor is temporarily stored, crystallization occurs, and crystals adhere and grow on the inner surface of the separation device, that is, There is a problem that scaling occurs and hinders the separation operation.
このような問題点は、 テレフタル酸の製造において、 遠心分離機を用いてスラ リ一の固液分離を行なう場合に共通する問題点である。 Such a problem is a common problem in the production of terephthalic acid when a slurry is subjected to solid-liquid separation using a centrifuge.
そこで、 この発明の課題は、 上記した問題点を解決して、 芳香族カルボン酸の 製造工程における特に遠心分離機を用いたスラリーの固液分離工程において、 遠 心分離機による固液分離を円滑に行なえる方法、 さらにはこのような方法を利用 し、 高純度テレフタル酸を効率よく製造することである。 In view of the above, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to smoothly carry out solid-liquid separation by a centrifugal separator in a process for producing an aromatic carboxylic acid, particularly in a solid-liquid separation process of a slurry using a centrifugal separator. In other words, it is intended to efficiently produce high-purity terephthalic acid using such a method.
上記の課題を解決するために、 この発明では、 芳香族カルボン酸を飽和状態で 含有する水系または酢酸系のスラリーを遠心分離機によって固液分離する方法に おいて、 前記遠心分離する際の操作圧力を、 分離対象として供給する芳香族カル ボン酸含有スラリ一の母液の飽和蒸気圧よりも高くすることを特徴とする芳香族 カルボン酸含有スラリーの遠心分離方法としたのである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method for performing solid-liquid separation of a water-based or acetic acid-based slurry containing an aromatic carboxylic acid in a saturated state by a centrifugal separator. The centrifugal separation method for aromatic carboxylic acid-containing slurry is characterized in that the pressure is higher than the saturated vapor pressure of the mother liquor of the aromatic carboxylic acid-containing slurry to be separated.
上記したように構成されるこの発明の芳香族カルボン酸含有スラリ一の遠心分 離方法は、 遠心分離する際の操作圧力を、 遠心分離機導入前の工程でスラリーの 母液の飽和蒸気圧よりも高く設定しているので、 遠心分離する前のスラリーは芳 香族カルボン酸を飽和状態.に多量に含んでいるにもかかわらず、 遠心分離する時 には芳香族カルボン酸の飽和濃度値が上昇して、 芳香族カルボン酸の結晶が析出 し難くなっている。 The centrifugal separation method of the aromatic carboxylic acid-containing slurry of the present invention configured as described above is characterized in that the operating pressure at the time of centrifugation is higher than the saturation vapor pressure of the mother liquor of the slurry in the step before introducing the centrifuge. Because of the high setting, the slurry before centrifugation contains aromatic carboxylic acid in a saturated state, but the aromatic carboxylic acid saturation concentration rises during centrifugation, even though it contains a large amount of aromatic carboxylic acid. As a result, the crystals of the aromatic carboxylic acid hardly precipitate.
そのため、 遠心分離機內で局所的に結晶の析出が起こらず、 回転機構のバラン スがくずれないので、 遠心分離機による固液分離を円滑に行なえるようになり、 さらにこの方法を利用すると、 効率よく高純度テレフタル酸を製造できるように なる。 Therefore, crystals do not locally precipitate in the centrifugal separator 、, and the balance of the rotating mechanism does not collapse, so that solid-liquid separation by the centrifugal separator can be performed smoothly. High-purity terephthalic acid can be produced efficiently.
上記作用が奏される遠心分離機導入前の工程としては、 酢酸溶媒中の酸化反応 により芳香族カルボン酸を生成する工程であってもよく、 またはスラリーのフラ ッシュ冷却により芳香族カルボン酸を晶析する工程であってもよい。
同様に、 上記したスラリーの固液分離方法を利用した粗テレフタル酸を製造す る方法を採用することができ、 さらに精製して高純度テレフタル酸を製造するこ とができる。 The step before the introduction of the centrifugal separator having the above action may be a step of generating an aromatic carboxylic acid by an oxidation reaction in an acetic acid solvent, or a step of crystallizing the aromatic carboxylic acid by flash cooling of the slurry. It may be a step of analyzing. Similarly, a method for producing crude terephthalic acid using the above-described method for solid-liquid separation of a slurry can be employed, and further purification can be performed to produce high-purity terephthalic acid.
すなわち、 前記の課題を解決する粗テレフタル酸の製造方法としては、 ( i ) 酢酸を溶媒とし、 コバルト、 マンガンおよび臭素を含む触媒存在下で圧力 1〜2 MP aでパラキシレンを液相酸化してテレフタル酸含有のスラリ一を生成するェ 程 ( i i ) 得られたテレフタル酸含有スラリーを遠心分離機によって固液分離す る工程、 ( i i i ) 遠心分離されたテレフタル酸含有の固形物を酢酸及び/又は 水で洗浄する工程。 That is, as a method for producing crude terephthalic acid that solves the above-mentioned problems, (i) liquid phase oxidation of para-xylene at a pressure of 1 to 2 MPa in the presence of a catalyst containing cobalt, manganese and bromine using acetic acid as a solvent. (Ii) solid-liquid separation of the obtained terephthalic acid-containing slurry by a centrifugal separator, and (iii) centrifugation of the terephthalic acid-containing solid into acetic acid and acetic acid. And / or washing with water.
以上の工程 ( i ) 〜 ( i i i ) を順に行なうテレフタル酸の製造方法において 前記工程 ( i i ) で遠心分離する際の操作圧力を、 分離対象として供給するテ レフタル酸含有スラリーの母液の飽和蒸気圧よりも高くすることを特徴とするテ レフタル酸の製造方法を採用できる。 In the method for producing terephthalic acid in which the above steps (i) to (iii) are performed in order, the operating pressure at the time of centrifugation in the step (ii) is set to the saturated vapor pressure of the mother liquor of the terephthalic acid-containing slurry supplied as a separation target. The method for producing terephthalic acid, which is higher than the above, can be adopted.
上記の方法において、 工程 ( i i ) と工程 (i i i ) を同一の装置内で行ない 、 洗浄に用いる酢酸及びノ又は水の供給温度を、 工程 ( i i ) において生成され たスラリーの温度 (T) °Cに対し、 (T一 20) °C以上の温度とすることが好ま しい。 In the above method, the step (ii) and the step (iii) are performed in the same apparatus, and the supply temperature of acetic acid and / or water used for washing is adjusted to the temperature (T) ° of the slurry generated in the step (ii). It is preferable to set the temperature to (T-1 20) ° C or higher with respect to C.
上記の方法において、 遠心分離する際の操作圧力を、 分離対象として供給する テレフタル酸含有スラリーの母液の飽和蒸気圧よりも 0. 01〜0. 2 MP a高 くすることが好ましい。 In the above method, it is preferable that the operation pressure at the time of centrifugation is 0.01 to 0.2 MPa higher than the saturated vapor pressure of the mother liquor of the terephthalic acid-containing slurry to be separated.
また、 前記の課題を解決する高純度テレフタル酸の製造方法としては、 ( i ) 酢酸を溶媒とし、 触媒存在下でパラキシレンを液相酸化して粗テレフタル酸を生 成する工程 Further, a method for producing high-purity terephthalic acid which solves the above-mentioned problems includes: (i) a step of producing crude terephthalic acid by subjecting paraxylene to liquid phase oxidation in the presence of a catalyst using acetic acid as a solvent.
( i i ) 粗テレフタル酸を水に溶解し、 この溶解物中の 4一力 ポキシベンズァ ルデヒドを 230〜 350°Cで触媒の存在下に還元処理する工程 (ii) a step of dissolving the crude terephthalic acid in water, and reducing the concentration of 4-hydroxybenzaldehyde in this solution at 230 to 350 ° C in the presence of a catalyst;
( i i i ) 還元処理されたスラリーを複数の晶析槽にて段階的に 120~180 °Cまでフラッシュ冷却して晶析する工程
( i v ) 得られたテレフタル酸含有スラリーを遠心分離機によって固液分離する 工程 (iii) A step of crystallization by flash cooling the reduced slurry stepwise in several crystallization tanks to 120 to 180 ° C. (iv) a step of subjecting the obtained terephthalic acid-containing slurry to solid-liquid separation by a centrifuge
( V ) 遠心分離されたテレフタル酸含有の固形物を水で洗浄する工程 (V) washing the centrifuged terephthalic acid-containing solid with water
以上の工程 ( i ) 〜 (V ) を順に行なうことからなる高純度テレフタル酸の製 造方法において、 In the method for producing high-purity terephthalic acid, which comprises performing the above steps (i) to (V) in order,
前記工程 ( i V ) で遠心分離する際の操作圧力を、 フラッシュ冷却して晶析す る工程の最終晶析圧力よりも高くすることを特徴とする高純度テレフタル酸の製 造方法を採用できる。 A method for producing high-purity terephthalic acid can be adopted, wherein the operating pressure during centrifugation in the step (i V) is higher than the final crystallization pressure in the step of crystallization by flash cooling. .
上記した製造方法においては、 工程 ( i V ) と工程 (V ) を同一の装置内で行 ない、 洗浄に用いる水の供給温度を、 工程 ( i i i ) において生成されたスラリ 一の温度 (T) °Cに対し、 (T—20) °C以上の温度とすることが好ましい。 また、 上記した製造方法において、 遠心分離する際の操作圧力を、 フラッシュ 冷却して晶析する工程の最終晶析圧力よりも 0. 01〜0. 2MP a高くする高 純度テレフタル酸の製造方法を採用することが好ましい。 In the above-described manufacturing method, the process (i V) and the process (V) are performed in the same apparatus, and the supply temperature of the water used for cleaning is adjusted to the temperature (T) of the slurry generated in the process (iii). It is preferable that the temperature be (T−20) ° C. or higher with respect to ° C. Further, in the above-mentioned production method, a method for producing high-purity terephthalic acid, in which the operating pressure at the time of centrifugation is 0.01 to 0.2 MPa higher than the final crystallization pressure in the step of crystallization by flash cooling. It is preferable to employ it.
<図面の簡単な説明 > <Brief description of drawings>
図 1は、 第 1実施形態のスラリ一の固液分離方法を示す装置の系統図であり、 図 2は、 第 2実施形態のスラリーの固液分離方法を示す装置の系統図である。 なお、 図中の符号、 1は晶析槽、 2はフラッシュバルブ、 4は遠心分離機、 5 はェジェクタ一、 6は凝縮機、 7はポンプ、 8はフラッシュバルブ、 9は晶析槽 FIG. 1 is a system diagram of an apparatus showing a slurry-solid separation method of a first embodiment, and FIG. 2 is a system diagram of an apparatus showing a slurry-solid separation method of a slurry according to a second embodiment. In the figures, 1 is a crystallization tank, 2 is a flash valve, 4 is a centrifuge, 5 is an ejector, 6 is a condenser, 7 is a pump, 8 is a flash valve, and 9 is a crystallization tank.
、 10はポンプ、 1 1は遠心分離機、 12は懸洗槽、 13は減圧槽、 14は遠心 分離機、 1 5は乾燥機を表す。 , 10 is a pump, 11 is a centrifuge, 12 is a washing tank, 13 is a decompression tank, 14 is a centrifuge, and 15 is a dryer.
<発明を実施するための最良の形態 > <Best mode for carrying out the invention>
以下において、 この発明について詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
なお、 代表例としては、 パラキシレンを用いてテレフタル酸を製造する方法を 説明した。 As a representative example, a method for producing terephthalic acid using para-xylene has been described.
この発明に原料として用いるアルキル芳香族化合物は、 液相酸化により芳香族
モノカルボン酸、 芳香族ジカルボン酸、 芳香族トリカルボン酸等の芳香族カルボ ン酸に変換されるモノ、 ジ、 トリアルキルベンゼン等のアルキルベンゼンであり 、 そのアルキル基の一部が酸化されたものも含む。 特にこの発明は、 テレフタル 酸の製造に適用するのが好ましく、 この場合に原料となるアルキル芳香族化合物 としてはパラキシレンが挙げられる。 The alkyl aromatic compound used as a raw material in the present invention is an aromatic compound obtained by liquid phase oxidation. Mono-, di-, and trialkylbenzenes and other alkylbenzenes that are converted to aromatic carboxylic acids such as monocarboxylic acids, aromatic dicarboxylic acids, and aromatic tricarboxylic acids, including those in which some of the alkyl groups have been oxidized. In particular, the present invention is preferably applied to the production of terephthalic acid. In this case, as the alkylaromatic compound used as a raw material, paraxylene can be mentioned.
この発明に用いる溶媒としては、 低級脂肪族カルボン酸である酢酸が好ましく As the solvent used in the present invention, acetic acid which is a lower aliphatic carboxylic acid is preferable.
、 この溶媒の使用量は、 通常、 原料となるパラキシレンに対して 2〜6重量倍で ある。 また酢酸溶媒は、 若干量の水、 具体的には 1 0重量%以下の水を含有して いるものでも使用できる。 The amount of the solvent used is usually 2 to 6 times the weight of paraxylene as a raw material. As the acetic acid solvent, a solvent containing a small amount of water, specifically, 10% by weight or less of water can be used.
パラキシレンなどのアルキル芳香族化合物を酸化するには、 分子状の酸素含有 ガスを用いるが、 簡単な設備で低コストであることから、 通常は空気が用いられ 、 その他に希釈空気、 酸素富化空気なども使用できる。 In order to oxidize alkyl aromatic compounds such as para-xylene, molecular oxygen-containing gas is used. However, since simple equipment and low cost are used, air is usually used. In addition, dilution air and oxygen enrichment are used. Air can also be used.
アルキル芳香族化合物を酸化するには、 通常、 触媒としてコバルト (C o ) 、 マンガン (M n ) 及び臭素 (B r ) を構成元素として含む触媒が用いられる。 こ のような触媒成分の具体的な化合物のコバルト化合物としては、 酢酸コバルト、 ナフテン酸コバルト、 臭化コバルトなどが例示される。 マンガン化合物としては 、 酢酸マンガン、 ナフテン酸マンガン、 臭化マンガンなどが例示される。 臭素化 合物としては、 臭化水素、 臭化ナトリウム、 臭化コバルト、 臭化マンガン、 プロ ムェタンなどを例示できる。 In order to oxidize the alkyl aromatic compound, a catalyst containing cobalt (Co), manganese (Mn) and bromine (Br) as constituent elements is usually used as a catalyst. Examples of the cobalt compound as a specific compound of such a catalyst component include cobalt acetate, cobalt naphthenate, and cobalt bromide. Examples of the manganese compound include manganese acetate, manganese naphthenate, and manganese bromide. Examples of the bromine compound include hydrogen bromide, sodium bromide, cobalt bromide, manganese bromide, and promethane.
液相中でアルキル芳香族化合物を酸化する反応は、 酢酸溶媒中の触媒存在下に 、 1 4 0〜 2 3 0 °C、 好ましくは 1 5 0〜 2 1 0 °Cの温度で分子状酸素含有ガス を連続的に供給しながらパラキシレンなどのァルキル芳香族化合物を酸化するこ とにより行なう。 反応圧力は少なく とも反応温度で混合物が液相を保持できる圧 力、 またはそれ以上の高圧であり、 通常 0 . 2〜5 M P a、 好ましくは 1 ~ 2 M P aである。 The reaction of oxidizing the alkyl aromatic compound in the liquid phase is carried out in the presence of a catalyst in an acetic acid solvent at a temperature of 140 to 230 ° C, preferably 150 to 210 ° C, and molecular oxygen at a temperature of 150 to 210 ° C. This is performed by oxidizing an alkyl aromatic compound such as para-xylene while continuously supplying the contained gas. The reaction pressure is a pressure at which the mixture can maintain a liquid phase at least at the reaction temperature or higher, and is usually 0.2 to 5 MPa, preferably 1 to 2 MPa.
そして、 晶析工程では、 反応スラリーを適切な温度と圧力まで下げ、 芳香族力 ルボン酸スラリーを得る。 晶析の段数は、 1段から 6段が好ましく、 より好まし くは 2段から 3段の晶析が最も好ましい。
これら一連の晶析工程のうち、 最終工程は減圧沸騰状態で行なう。 具体的な減 圧沸騰状態の操作は、 フラッシュ冷却が好ましい。 なお、 フラッシュ冷却とは、 放圧することによる冷却をいう。 Then, in the crystallization step, the reaction slurry is lowered to an appropriate temperature and pressure to obtain an aromatic sulfuric acid slurry. The number of crystallization stages is preferably 1 to 6 stages, more preferably 2 to 3 stages. The final step in the series of crystallization steps is performed under reduced pressure boiling. As a specific operation in the reduced-pressure boiling state, flash cooling is preferable. Note that flash cooling refers to cooling by releasing pressure.
図 1の装置系統図で示す実施形態のテレフタル酸の製造方法におけるスラリー の遠心分離工程は、 酢酸を溶媒としてテレフタル酸を含有するスラリーを最終の 晶析槽 1にフラッシュバルブ 2から供給し、 すなわち、 この工程を減圧沸騰状態 で行なうことにより、 溶媒をフラッシュ蒸発させてテレフタル酸の結晶を析出さ せ、 次いで固液分離工程では、 大気圧で遠心分離機 4を操作してテレフタル酸の 結晶を回収するようにしている。 なお、 図中の符号 5は、 ェジェクタ一であり、 6は蒸発した溶媒成分を回収するための凝縮器 (コンデンサ) であリ、 7はボン プである。 In the method for producing terephthalic acid in the method for producing terephthalic acid according to the embodiment shown in the apparatus system diagram in FIG. 1, the slurry containing terephthalic acid using acetic acid as a solvent is supplied from a flash valve 2 to a final crystallization tank 1, By performing this process in a boiling state under reduced pressure, the solvent is flash-evaporated to precipitate terephthalic acid crystals. Then, in the solid-liquid separation step, the terephthalic acid crystals are operated by operating the centrifugal separator 4 at atmospheric pressure. I am trying to collect it. Reference numeral 5 in the figure is an ejector, 6 is a condenser (condenser) for recovering the evaporated solvent component, and 7 is a pump.
上述のようにスラリーの遠心分離が行なわれるとき、 操作圧力すなわち遠心分 離機ドラム内の雰囲気によりスラリ一の受ける圧力は、 上記スラリ一の母液の飽 和蒸気圧より高くする。 例えば、 操作圧力すなわち遠心分離機ドラム内の雰囲気 によりスラリーの受ける圧力を常圧としてもよい。 この圧力は、 遠心分離機導入 の直前にスラリーが雰囲気から受ける圧力 (フラッシュによる減圧 =大気圧未満 ) よりも高く、 そのため遠心分離する前の工程でスラリーは、 芳香族カルボン酸 が飽和状態であるにもかかわらず、 遠心分離時には芳香族カルボン酸の結晶が析 出し難くなっている。 When the slurry is centrifuged as described above, the operating pressure, that is, the pressure received by the slurry due to the atmosphere in the centrifuge drum is higher than the saturated vapor pressure of the slurry mother liquor. For example, the operating pressure, that is, the pressure received by the slurry due to the atmosphere in the centrifuge drum may be normal pressure. This pressure is higher than the pressure that the slurry receives from the atmosphere just before the centrifuge is introduced (decompression by flash = less than atmospheric pressure), so the aromatic carboxylic acid is saturated in the slurry before centrifugation. Nevertheless, aromatic carboxylic acid crystals are less likely to precipitate during centrifugation.
好適にはスラリーまたはこれに接する雰囲気の圧力を、 遠心分離機導入前のェ 程でスラリーまたはこれに接する雰囲気の圧力よりも 0 . 0 1〜0 . 2 M P a高 圧にすればよく、 より好ましくは 0 . 0 3〜0 . I M P aだけ高圧であれば好ま しい。 Preferably, the pressure of the slurry or the atmosphere in contact with the slurry is set at 0.01 to 0.2 MPa higher than the pressure of the atmosphere in contact with the slurry or the atmosphere before the introduction of the centrifuge. It is preferable that the pressure be as high as 0.3 to 0.0IMPa.
スラリ一の供給温度は少なくとも 5 0 °C、 好ましくは 6 0〜 1 0 0 °C、 特に 7 0〜9 0 °Cが好ましい。 最終晶析温度が低温であれば、 回収される芳香族カルボ ン酸量が増加して有利であるが、 温度が低すぎると減圧度が大きい減圧装置が必 要となり不利となる。 The supply temperature of the slurry is at least 50 ° C, preferably 60 to 100 ° C, particularly preferably 70 to 90 ° C. If the final crystallization temperature is low, the amount of the aromatic carboxylic acid to be recovered is increased, which is advantageous. However, if the temperature is too low, a decompression device with a large degree of pressure reduction is required, which is disadvantageous.
ここで、 分離された固形物を酢酸及び/又は水で洗浄する場合がある。 この固
液分離と洗浄を同一の装置内で行なうことが望ましく、 この固液分離機としては ソリツドボウル型遠心分離機ゃスクリーンボウル型遠心分離機が好ましい。 洗浄 に用いる酢酸及び/又は水の供給温度は、 供給されるスラリーの温度 (T) °cに 対し、 (T— 20) °C以上の温度であることが好ましい。 この洗浄液の温度上限 は供給されて液状態を維持するためにその操作圧力における沸点以下であるが、 高温になれば洗浄液に溶解するテレフタル酸量が増大するために、 供給されるス ラリーの温度 (T) °Cに対し、 (T+ 30) °C以下の温度であることが好ましい 。 このようにすることで、 スラリーや分離ケーキの温度低下を抑制し、 母液の結 晶化に伴う運転上の不具合を防止する。 Here, the separated solid may be washed with acetic acid and / or water. This fixed It is desirable to carry out the liquid separation and the washing in the same apparatus. As the solid-liquid separator, a solid bowl type centrifuge / a screen bowl type centrifuge is preferable. The supply temperature of acetic acid and / or water used for washing is preferably (T-20) ° C or more with respect to the temperature (T) ° C of the slurry to be supplied. The upper limit of the temperature of the cleaning solution is lower than the boiling point at the operating pressure in order to maintain the liquid state after being supplied, but the temperature of the slurry to be supplied increases because the amount of terephthalic acid dissolved in the cleaning solution increases at a high temperature. The temperature is preferably (T + 30) ° C or lower with respect to (T) ° C. By doing so, the temperature of the slurry or the separated cake is prevented from lowering, and operational problems due to crystallization of the mother liquor are prevented.
図 2の装置系統図で示すように、 実施形態のスラリ一の遠心分離工程は、 粗テ レフタル酸に含まれる 4一力ルポキシベンズアルデヒド (4CBA) を図外の反 応器を用いて、 水溶媒中で 230〜350°Cで触媒の存在下に水添 (還元) 反応 させ、 ついでフラッシュバルブ 8を通過させるフラッシュ冷却によって水を気化 させる晶析工程を 3〜6段の晶析槽で行ない、 最終の晶析槽 9からポンプ 10を 介してテレフタル酸が飽和状態のスラリーを遠心分離機 1 1に供給している。 そ の後は、 懸洗槽 12で分離ケーキを水で懸洗し、 さらに減圧槽 13で大気圧付近 までフラッシュ冷却してかからポンプ 10で遠心分離機 14に導入し 2回目の固 液分離を行い、 その後は乾燥機 15に供給して高純度テレフタル酸の結晶を製造 するようにしている。 As shown in the system diagram of FIG. 2, in the slurry centrifugation step of the embodiment, the water-soluble lipoxybenzaldehyde (4CBA) contained in the crude terephthalic acid was converted into water using an unshown reactor. A crystallization step of performing a hydrogenation (reduction) reaction in a solvent at 230 to 350 ° C in the presence of a catalyst and then vaporizing water by flash cooling through a flash valve 8 is performed in a 3 to 6 crystallization tank. The slurry in which terephthalic acid is saturated is supplied to the centrifuge 11 from the final crystallization tank 9 via the pump 10. After that, the separated cake is washed with water in the washing tank 12, flash-cooled to near atmospheric pressure in the decompression tank 13, and then introduced into the centrifuge 14 by the pump 10 to perform the second solid-liquid separation. After that, it is supplied to the dryer 15 to produce high-purity terephthalic acid crystals.
このような工程でも遠心分離機 1 1や 14の操作圧力を供給スラリ一の母液の 飽和蒸気圧より高く設定することで、 遠心分離する前のスラリーは芳香族カルボ ン酸が飽和状態であるにもかかわらず、 遠心分離時には高めた圧力差で芳香族力 ルボン酸の結晶が析出し難くなっている。 Even in such a process, by setting the operating pressure of the centrifuges 11 and 14 higher than the saturated vapor pressure of the mother liquor of the supply slurry, the slurry before centrifugation is saturated with aromatic carboxylic acid. Nevertheless, during centrifugation, it is difficult for crystals of aromatic rubonic acid to precipitate due to the increased pressure difference.
好適にはスラリーまたはこれに接する雰囲気の圧力を、 遠心分離機導入前のェ 程でスラリーまたはこれに接する雰囲気の圧力よりも 0. 01〜0. 2MP a高 圧にすればよく、 より好ましくは 0. 03〜0. IMP aだけ高圧がよい。 遠心分離機 1 1へ供給されるスラリーの温度は、 120〜180°C、 好ましく は 130〜 180°C、 特に 140〜 1 70°Cが好ましい。 最終晶析温度が低温で
あれば、 回収される芳香族カルボン酸量が増加して有利であるが、 温度が低すぎ ると 4 CBAが還元されて生成したパラトルィル酸の共晶が促進し、 得られる高 純度テレフタル酸の品質悪化を招く。 また同様に、 遠心分離機 14へ供給される スラリ一の温度は少なくとも 50 °C、 好ましくは 60〜 1 20 °C、 特に 90〜 1 1 o°cが好ましい。 The pressure of the slurry or the atmosphere in contact with the slurry is preferably set to 0.01 to 0.2 MPa higher than the pressure of the slurry or the atmosphere in contact with the slurry before the introduction of the centrifuge, and more preferably. 0.03 ~ 0. Only high pressure is good. The temperature of the slurry supplied to the centrifuge 11 is 120 to 180 ° C, preferably 130 to 180 ° C, and particularly preferably 140 to 170 ° C. Low final crystallization temperature However, if the temperature is too low, the eutectic of paratolylic acid generated by the reduction of 4CBA is promoted, and the resulting high-purity terephthalic acid This leads to poor quality. Similarly, the temperature of the slurry supplied to the centrifugal separator 14 is at least 50 ° C, preferably 60 to 120 ° C, and particularly preferably 90 to 11 ° C.
上記の遠心分離機によって分離された固形物を水で洗浄する場合がある。 この 遠心分離機による固液分離と洗浄を同一の装置内で行なうことが望ましく、 この 固液分離機としてはソリッドボウル型遠心分離機ゃスクリーンボウル型遠心分離 機が好ましい。 洗浄に用いる水の供給温度は、 供給されるスラリーの温度 (T) °Cに対し、 (T一 20) °C以上の温度であることが好ましい。 この洗浄液の温度 上限は供給されて液状態を維持するためにその操作圧力における沸点以下である が、 高温になれば洗浄液に溶解するテレフタル酸量が増大するために、 供給され るスラリーの温度 (T) °Cに対し、 (T+30) °C以下の温度であることが好ま しい。 このようにすることで、 スラリーや分離ケーキの温度低下を抑制し、 母液 の結晶化に伴う運転上の不具合を防止する。 ぐ実施例 > The solid separated by the centrifuge may be washed with water. It is desirable to carry out the solid-liquid separation and washing by this centrifuge in the same apparatus. As this solid-liquid separator, a solid bowl centrifuge / screen bowl centrifuge is preferable. The supply temperature of the water used for washing is preferably (T−20) ° C. or more with respect to the temperature (T) ° C. of the slurry to be supplied. The upper limit of the temperature of the cleaning liquid is equal to or lower than the boiling point at the operating pressure in order to maintain the liquid state after being supplied. However, when the temperature becomes high, the amount of terephthalic acid dissolved in the cleaning liquid increases. It is preferable that the temperature be (T + 30) ° C or lower with respect to T) ° C. By doing so, the temperature of the slurry or the separated cake is prevented from lowering, and operational problems due to crystallization of the mother liquor are prevented. Examples>
[実施例 1 ] [Example 1]
酢酸を溶媒とし、 C o/MnZB rを含む触媒存在下で圧力 1. 5 MP aでパ ラキシレンを液相酸化してテレフタル酸含有のスラリーを生成し、 このスラリー はェジェクタ一を用いて大気圧以下 (0. 05MP a) に減圧して 90°Cにフラ ッシュ冷却し、 得られたテレフタル酸スラリーを遠心分離機で固液分離する際に 、 ドラム内を大気圧とし、 粗テレフタル酸を分離した。 Using acetic acid as a solvent, paraxylene is oxidized in the liquid phase at a pressure of 1.5 MPa in the presence of a catalyst containing Co / MnZBr to produce a terephthalic acid-containing slurry. The pressure was reduced to below (0.05MPa) and the mixture was flash-cooled to 90 ° C. When the obtained terephthalic acid slurry was subjected to solid-liquid separation with a centrifuge, the inside of the drum was set to atmospheric pressure to separate crude terephthalic acid. did.
さらに、 次工程で得られた粗テレフタル酸を水に溶解し、 この溶解物中の 4一 カルボキシベンズアルデヒドを第 8族金属触媒の存在下に還元し、 この還元処理 物をフラッシュ蒸発で 5段晶析した。最終晶析条件は、 160°C、 0.62MP a であった。 これにより得られたテレフタル酸結晶を含有するスラリーを、 図 2で 示す工程で遠心分離機を用いて操作圧力 0.69MP aで固液分離し、得られた分
離ケーキを懸洗槽で洗浄した後に大気圧までフラッシュ冷却したスラリーを、 さ らに第 2の遠心分離機に供給して操作圧力 0 . 1 2 M P aで固液分離し、分離ケー キを乾燥して高純度テレフタル酸を製造した。 Further, the crude terephthalic acid obtained in the next step is dissolved in water, and the 4-carboxybenzaldehyde in the dissolved product is reduced in the presence of a Group 8 metal catalyst, and the reduced product is flash-evaporated to 5-stage crystals. Was analyzed. The final crystallization conditions were 160 ° C. and 0.62 MPa. The resulting slurry containing terephthalic acid crystals was subjected to solid-liquid separation using a centrifuge at an operating pressure of 0.69 MPa in the process shown in FIG. After the release cake has been washed in the washing tank, the slurry that has been flash-cooled to atmospheric pressure is further supplied to a second centrifuge, where it is subjected to solid-liquid separation at an operating pressure of 0.12 MPa, and the separation cake is removed. Drying produced high-purity terephthalic acid.
前記の遠心分離機による固液分離では、 2 0 0時間連続して行なったが、 回転 時にバランスは良好で振動は発生せず、 固液分離を円滑に行なえた。 このことか ら、 遠心分離機内でのテレフタル酸の局所的な析出は発生しなかったものと推定 される。 The solid-liquid separation by the centrifugal separator was performed continuously for 200 hours, but the balance was good at the time of rotation, no vibration was generated, and the solid-liquid separation was performed smoothly. From this, it is estimated that local precipitation of terephthalic acid did not occur in the centrifuge.
[実施例 2 ] [Example 2]
酢酸を溶媒とし、 C o /M n Z B rを含む触媒存在下で圧力 1 . 5 M P aでパ ラキシレンを液相酸化してテレフタル酸含有のスラリーを生成し、 このスラリー はェジヱクタ一を用いて大気圧以下 (0 . 0 5 M P a ) に減圧して 9 0 °Cにフラ ッシュ冷却し、 得られたテレフタル酸スラリーを遠心分離機で固液分離する際に 、 ドラム内を大気圧とし、 粗テレフタル酸を分離した。 Using acetic acid as a solvent, paraxylene is oxidized in the liquid phase at a pressure of 1.5 MPa in the presence of a catalyst containing Co / MnZBr to produce a terephthalic acid-containing slurry. The pressure in the drum was reduced to atmospheric pressure or less (0.05 MPa), and the mixture was flash-cooled to 90 ° C. When the obtained terephthalic acid slurry was subjected to solid-liquid separation by a centrifugal separator, the pressure inside the drum was set to atmospheric pressure. The crude terephthalic acid was separated.
このとき、 遠心分離器としてスクリーンポウル型遠心分離器を用い、 そのスク リーン部において、 洗浄液として 9 5 °Cの酢酸を用いて固形分の洗浄を行った。 スクリーンボウル型遠心分離器による固液分離と洗浄を 1 5 0時間連続して行 なったが、 回転時にパランスは良好で振動は発生せず、 固液分離を円滑に行なえ た。 このことから、 遠心分離機内でのテレフタル酸の局所的な析出は発生しなか つたものと推定される。 At this time, a screen powl type centrifugal separator was used as a centrifugal separator, and the solid content was washed in the screen part using acetic acid at 95 ° C as a washing liquid. Solid-liquid separation and washing were performed continuously for 150 hours using a screen bowl type centrifugal separator. However, vibration was not generated during rotation, and solid-liquid separation was performed smoothly. From this, it is presumed that local precipitation of terephthalic acid in the centrifuge did not occur.
[実施例 3 ] [Example 3]
実施例 2において洗浄液として用いる酢酸の温度を 8 5 °Cとした以外は、 実施 例 2と同様に行った。 スクリーンボウル型遠心分離器による固液分離と洗浄を 1 1 0時間連続して行なったが、 回転時にバランスは良好で振動は発生せず、 固液 分離を円滑に行なえた。 このことから、 遠心分離機内でのテレフタル酸の局所的 な析出は発生しなかったものと推定される。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、 本発明の精神と範 囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にと つて明らかである。 Example 2 was carried out in the same manner as in Example 2 except that the temperature of acetic acid used as the cleaning solution was changed to 85 ° C. Solid-liquid separation and washing with a screen bowl centrifuge were performed continuously for 110 hours, but the balance was good and no vibration occurred during rotation, and solid-liquid separation could be performed smoothly. This suggests that no local deposition of terephthalic acid occurred in the centrifuge. Although the present invention has been described in detail and with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
本出願は、 2003年 1月 10日出願の日本特許出願(特願 2003— 004846)、 に基づ くものであり、 その内容はここに参照として取り込まれる。 This application is based on Japanese Patent Application (No. 2003-004846) filed on Jan. 10, 2003, the contents of which are incorporated herein by reference.
<産業上の利用可能性 > <Industrial applicability>
この発明は、 スラリー中に生成した芳香族カルボン酸の結晶を遠心分離する方 法において、 遠心分離する際のスラリーの圧力を、 前工程で芳香族カルボン酸を 飽和状態にする際のスラリーの圧力よりも高くしたので、 遠心分離機内で局所的 に結晶の析出が起こらず、 回転機構のバランスがくずれなくなり、 遠心分離機に よる固液分離を円滑に行なえるようになり、 さらにこの方法を利用すると、 効率 よく高純度テレフタル酸を製造できるようになるという利点がある。
The present invention relates to a method of centrifuging aromatic carboxylic acid crystals formed in a slurry, wherein the pressure of the slurry at the time of centrifugation is reduced by the pressure of the slurry at the time of bringing the aromatic carboxylic acid into a saturated state in the previous step. Higher, so that no local precipitation of crystals occurs in the centrifuge, the balance of the rotating mechanism is not lost, and solid-liquid separation by the centrifuge can be performed smoothly. Then, there is an advantage that high-purity terephthalic acid can be efficiently produced.